Pestisida Dan Teknik Aplikasi Pertemuan-II Revisi

 

Pertemuan II

 

 

Sejarah Penggunaan Fungisida

 

 

Sejarah Penggunaan Fungisida 

Penderitaan manusia akibat penyakit Tanaman



Penyakit karat pada gandum telah diketahui sejak jaman Romawi  dulu

dianggap akibat kemarahan para dewa



 pencegahan melalui upacara-upacara persem-bahan kepada dewa Robigus dan Robigo

 saat

itu dewa tidak sepenuhnya dipercaya

 pengendalian  

secara kimiawi juga dilakukan, dengan

 belerang, yang saat itu masih misterius

 

Dampak kejadian lain dari penyakit tanaman :

  943 penyakit cendawan di Eropa, yang disebut penyakit “St Anthony’s fire” pada manusia 

dengan gejala “meratap dan kejang”



kini diketahui akibat megkonsumsi biji rye yang terkontaminasi alkaloid yang terdapat dalam Claviseps purpurea

  1750, di Eropa penyakit-penyakit pada cerealia secara ekonomi sangat merugikan 

Akademi Seni dan Sain Perancis adakan sayembara untuk tulisan terbaik mengenai penyebab dan pengendalian penyakit smut (bunt ) pada gandum



 

solusi belum dite-mukan hingga 10 tahun kemudian

 

 10

tahun kemudian lebih dari setengah tanaman gandum di Perancis gagal oleh Ustilago nuda

 Seorang

peneliti bernama Tillet

Menjelaskan

penyebab penyakit bunt, diberi nama Tilletia

tritici  percobaan

efikasi berbagai macam perlakuan terhadap T. tritici tanaman diaplikasi dengan bahan campuran kapur atau urin relativ terbebas dari penyakit bunt   Tillet

perlakuan benih terhadapT. tritici perintis pertama  praktik perlakuan fungisi-da pada benih

 

 



Faktor penyakit tanaman dalam keberlangsungan beberapa industri 

Industri anggur  

penyakit tepung, Uncinula necator , mula-mula di Belanda dalam 1845,



diikuti oleh penyakit embun bulu, Plasmopara viticola  akhir 1850-an



Dalam periode ini juga tercatat sebagai awal penggunaan fungisida modern



sulfur untuk pengendalian U. necator  di  di Belanda



belum didapat produk sulfur yang dapat diaplikasikan secara mudah dalam area luas 

 

 

Faktor penyakit tanaman dalam keberlangsungan beberapa industri (lanjutan) 

1855, Bequerel memproduksi bentuk sulfur lembut (halus) lembut  (halus) dapat diaplikasikan secara merata pada permukaan tanaman (bagaimana proses pembuatannya ?)



1885, campuran Bordeaux oleh Millardet Millardet (tembaga  (tembaga sulfat dan kapur) untuk pengendalian P. viticola 

efektif terhadap penyakit hawar pada kentang  Banyak versi campuran ini,  tetapi campuran yang esensial sampai saat ini masih digunakan untuk mengendalikan penyakit cendawan pada berbagai macam tanaman

 

 



Pengembangan FS thd penyakit pada anggur di Perancis, merangsang  penelitian FS internasional 

1886, percobaan di USA untuk evaluasi semua jenis FS unggulan di Perancis terhadap :  penyakit 

busuk hitam (Guignardia bidwellii) pada anggur

kudis,Venturia inaequalis pada apel Sphaerotheca fuliginea pada anggur

 tepung,  dan



sejumlah patogen pada sayuran

Kolaborasi USDA dan dan para pakar Perancis  menguji

hubungan dosis, biaya serta waktu optimum penyemprotan dan fitotoksisitas

 produksi

gandum sangat dibatasi dibatasi penyakit karat, hingga datangnya fungisida

sistemik dalam pertengahan tahun 1960-an  

 

 Tanaman

lainnya juga mengalami gangguan penyakit

karat   1869, pada kopi di Sri Lanka, dalam 10 tahun produktivitas turun lebih dari 50 %

 

Banyak perkebunan kopi diganti dengan teh

  Perkebunan kopi di Sri Lanka dan India saat ini sepenuhnya tergantung pada fungisida

  Senyawa organik kompleks untuk perlakuan benih pada gandum dalam pengendalian penyakit karat

 

 

Senyawa arsenik dan intermediat dyestuff dalam industri farmasi, memicu fitopatologis German dalam penelitian yang sama 

Hasilkan FS sintetik fenol yang mengandung unsur merkuri, tembaga dan timah 

Ditemukan oleh Bayer senyawa bermerkuri dan fenol berklor, mendorong pengembangan perlakuan benih dengan merkuri organik 



Produk yang pertama adalah : Uspulum, 

diintroduksi dalam 1915 oleh Bayer, oleh Ceresan Ceresan dari ICI ICI (1929) diikuti Agrosan G, juga dari ICI (1933) diikuti

 

 

Produk-produk merkuri, tembaga dan timah

 Populer



dan menyebar luas

Bayer, ICI berkembang menjadi perusahaan-perusahaan utama dalam industri agrokimia dari akhir 1850-an

 produk-produk

berbasis merkuri dilarang dalam 1970-1980-an

karena mencemari tanah

 

 



Selama Perang di Eropa kegiatan pertanian dilakukan untuk memenuhi kebutuhan sendiri



Setelah krisis mereda, pertanian diperhatikan kembali, merupakan awal bangkitnya teknologi FS pertanian



Awalnya sebagian besar produk yang diintroduksi benar-benar untuk merespon kebutuhan petani



Ketika itu, Bisnis FS diperoleh dari pengendalian penyakit tanaman yang sebelumnya tidak dikendalikan dan kompetisi antar perusahaan relatif ringan

 

 

FUNGISIDA NON-SISTEMIK  





tidak dapat mengendalikan patogen-patogen yang sudah mapan di dalam  jaringan tanaman



aplikasi harus sebelum kolonisasi patogen



Patogen berkembang pada jaringan baru yang terbebas dari deposit fungisida



Aplikasi harus berkali-kali  Namun FS-NS cara kerjanya non-spesifik masih handal dalam pengendalian patogen minor untuk mengatasi resistansi patogen terhadap FS  sistemik 

 

 

Berkembangnya FS sistemik  Sebelum

dikembangkannya FS-S akhir 1960-an, semua senyawa FS bersifat protektan non-sistemik 

Fungisida

sistemik (FS-S) telah merebut pasar FS

non-sistemik (FS-NS) FS-S, pada daun dapat mengendalikan penyakit dengan membunuh miselium cendawan tepung atau lebih umum melalui pencegahan germinasi spora

 

 

Jumlah produk

Tahun

Gambar 2.1. Perkembangan fungisida non-sistemik (▲) dan sistemik (●)

 

 

 Sifat-sifat



FS-S

Tingkat dan durasi pengendaliannya lebih baik 

  Lebih

fleksibel dalam penggunaannya

 Namun

gagal memberikan hasil pengendalian penyakit secara sempurna

 Karena

 

itu, penelitian penelitian terus berlangsung untuk  untuk 

mendapatkan

produk yang lebih efektif 

mendapatkan

teknologi pengendalian yang lebih baik 

 



Persyaratan penting yang diperlukan  Aman

terhadap  pekerja pabrik  pengguna 

konsumer tanaman yang diaplikasi

harus

dijamin tidak mencemari lingkungan

Selain

itu, fungisida harus memiliki sifat-sifat seperti dalam

Tabel 1.3.

 

 

Tabel 1.3. Tipe fungisida yang ideal  Sifat

Tipe produk yang baik 



Aman

Keananan



Keragaan

bagi pengguna Diterima lingkungan Aman terhadap konsemer produk yang diaplikasi Memiliki

spektrum pengendalian yang luas Memiliki periode pengendalian yang cukup lama Meningkatkan kepercayaan Memiliki aktivitas anti resistan Memperbaiki Kompatibel



Penggunaan

Biaya

 

dengan produk lainnya



dibuat formulasi Mudah Aman diaplikasikan Biaya



keamanan tanaman

   

tiap perlakuan murah karena hal sebagai berikut : Harga fungisida lebih murah Tingkat (dosis) penggunaan yang rendah Sedikit perlakuan tiap musimBiaya aplikasi lebih murah

 

II. PERDAGANGAN FUNGISIDA

 

 

Perdagangan Fungisida 

Pasar Global Sisa Asia; 9% Sisa Dunia; 2% Jepang; 28%

Eropa; 40%

 Amerika Utara dan Selatan; 21%

  Pasar fungisida [total penjualan = $ 6.0 miliar (+ Rp. 55.2 triliun)]  

 

 



 



Target Penemuan Fungisida

didasarkan pada nilai ekonominya bukan oleh sifat biologinya semata  FS ditargetkan untuk penyakit-penyakit  penting secara ekonomi  komoditas tanaman komersial yang ditanam dalam skala luas



Pentingnya patogen sebagai target tergantung pada :  

Frekuensi penyakit



Beratnya penyakit Nilai kerugian secara ekonomis



Resiko komersial 

rencana pengembangan tiap produk FS harus memperhitungkan bahwa FS itu dapat mencapai level penjualan yang dapat mengembalikan modal investasi  

 

Biaya penemuan fungisida

  Rataan biaya industri pengembangan satu pestisida sintetik sekitar $ 200 juta, Perlu waktu sekitar 8 tahun sebelum produk lengkap (siap dipasarkan) Satu produk perdagangan dihasilkan dari sekitar 40 000 senyawa yang diseleksi (disekrining)

 

 

Biaya lain-lain

Duapertiga dari total biaya untuk  

 biaya percobaan efikasi



 pengujian toksikologi dan



keamanan terhadap lingkungan setara dengan $ 80 juta dalam 1976

  

Untuk memenuhi keperluan-keperluan regulasi ?



 

 Merupakan

 

Skrining Fungisida

suatu seri tahapan pengujian kandidat FS



Cara kerja (mode of action)



Tingkat dosis (konsentrasi) aplikasi yang efektif 



Spektrum penggunaan terhadap penggunaan terhadap patogen sasaran



Fitotoksisitas



redistribusi dalam tanaman



Keamanan terhadap organisme bukan sasaran



Dampak negatif lainnya (lingkungan, konsumen, pengguna)

 

Formulasi

 



Macam-macam



Simak kembali topik insektisida



Sebutkan sebanyak mungkin macam formulasi fungisida yang anda ketahui dan pelajari karakternya



Apa kelebihan dan kekurangan masing-masing formulasi

 

 

 

PERFORMA FUNGISIDA

Klasifikasi Fungisida

Menurut  cara kerja (mode of action) biokimianya  spektrum pengendaliannya terhadap penyakit  protektan, kuratif atau eradikan,  Mobilitasnya dalam tanaman  Fungisida

non-sistemik   Fungisida sistemik Aktivitas-ktivitas kuratif dan eradikan merupakan karakter hampir semua fungisida sistemik  Protektan sistemik merupakan suatu fenomena yang tidak umum  

 

Klasifikasi Fungisida Menurut Cara Kerja ( Mode  Mode Of Action) Biokimianya

 

 

Gangguan Umum Pada Fungsi Sel  Fungisida

 berperan

non-sistemik 

dalam pembentukan lapisan protektan sebagai  barier terhadap infeksi,

 mempunyai

spektrum yang sangat luas,

 bila

masuk ke dalam jaringan tanaman memungkinkan tarjadinya fitotoksik  

 FS

anorganik :

Belerang, Tembaga,  FS

Merkuri, Timah

organik sintetis :

ditiokarbamat,  

ftalimid, sulfamid, triazin, klorofenil, quinon, nitroparafin

 

Gangguan Fungsi Membran Sel  Inhibitor

Biosintesis Sterol

Inhibitor

demetilasi-C14

 Inhibitor

 

Biosintesis Gliserofosfolipid

 

Gangguan Fungsi Membran Sel Inhibitor Biosintesis Sterol 

sangat efektif sebagai agens pengendali penyakit tanaman  bersifat sistemik, sebagai  protektan,

curativ dan eradikan eradikan

Sterol adalah pemeliharaan integritas membran sel cendawan  reduksi dalam ketersediaan ergosterol (sterol) mengakibatkan kekacauan dalam membran dan kebocoran elektrolit  sintetis ergosterol merupakan sifat sebagian besar cendawan ( Ascomycetes,  Ascomycetes, Deuteromycetes dan Basidiomycetes)  Tidak terdapat pada Phycomycetes (Oomycetes)  

 

 

Gangguan Fungsi Membran Sel (lanjutan)

  Oomycetes mencukupi kebutuhan sterolnya langsung dari inangnya 

Perbedaan ini menyebabkan   Inhibitor biosintesis sterol tidak

dapat digunakan untuk pengendalian cendawan  Phycomycetes (Oomycetes) :  P. viticola,  Pythium spp. dan  P. infestans. tidak dapat digunakan untuk menghambat perkecambahan spora, karena sterol sudah terdapat sebagai produk simpanan dalam spora dan  perkecambahan dapat berjalan berjalan tanpa proses biosintesis biosintesis sterol  

 

Gangguan Fungsi Membran Sel (lanjutan) Inhibitor demetilasi-C14 

Kekuatan komersial inhibitor-inhibitor dimetilasi C14 (DMI) timbul dari spektrum aktivitas dan penggunaannya yang

sangat luas, dengan penggunaan terhadap berbagai jenis  patogen termasuk anggauta Phycomycetes 

Fungisida DMI  1,2,4-triazol  Imidazol  Pirimidinilbenzhidrol

 

 

Kisaran spektrum penggunaan utama fungisida DMI

 

25    t   e   g   r   a    t    /   w   a   a   y   n   e   s    (   n   a   a   n   u   g   g   n   e    P

20

15

10

5

0

 

 

Gangguan Fungsi Membran Sel (lanjutan) Fungisida DMI (lanjutan) Siprokonazol, untuk cendawan tepung Imazalil, digunakan untuk   cereal,

buah-buahan, sayuran dan tanaman hias terhadap Fusarium,  Helminthosporium dan Septoria

 Juga

untuk perlakuan pascapanen pada jeruk jeruk dan pisang 

Prokloraz, untuk    Pseudocercosporella

herpotrichoides, herpotrichoides,



Septoris spp.  , Fusarium,  , Botrytis, Cercospora,  Erysiphe, Colletotri Colletotrichum chumAlternaria, dan Pirycularia

Juga

untuk perlakuan pascapanen pada buah

 

 

Gangguan Fungsi Membran Sel (lanjutan)  Penghambatan Biosintesis Gliserofosfolipid  Gliserofosfolipid 

  Gliserofosfolipid   

senyawa esensial pada fungsi membran sel, menyediakan suatu barier permeabilitas terhadap 

 pergerakan ion-ion, makro dan  suatu matrik cair  molekul-molekul

  

untuk aktivitas protein-protein yang berasosiasi dengan membran, Senyawa-senyawa tersebut terdapat dalam semua organisme eukayota, tetapi sedikit fungisida tanaman komersial yang spesifik menghambat  biosintesis senyawa-senyawa senyawa-senyawa tersebut

 

 

Gangguan Fungsi Membran Sel (lanjutan)

 Fungisida-fungisida

Inhibitor  Biosintesis

Gliserofosfolipid  :  :  Iprobenfos  Edifenfos  Isoprotiolan  Validamisin Produk

A:

sekunder hasil fermentasi Streptomyces hygroscopicus var limoneus

 

 

Gangguan Proses-proses Nukleus

 Inhibitor

metabolisme asam nukleik 

Inhibitor

sintesis DNA



Inhibitor sintesis RNA

 Inhibitor

biosintesis tubulin

 

 

Gangguan Proses-proses Nukleus Inhibitor metabolisme asam nukleik   Sintesis asam nukleik melibatkan banyak reaksi biokimia,  sintesis prekursor purin dan pirimidin sampai pada reaksireaksi polimerisasi ribonukleotida dan  deoksiribonukleotida

5`-trifosfat ke dalam RNA dan DNA.  Fungisida dengan cara kerja ini, s edikit yang komersial,  Benzimidazol  Fenilamid  Hidroksipirimidin  fenoksiquinolin

 

 

Gangguan Proses-proses Nukleus (lanjutan)

Inhibitor Sintesis DNA 

Fungisida dengan cara kerja ini :  Himeksazol digunakan sebagai agens perlakuan benih, atau tanah  untuk Pythium spp., Fusarium spp.,

Corticium

 sasakii dan Aphanomyces  spp.  pada

bit gula, padi, sayuran dan tanaman hias

 

 

Gangguan Proses-proses Nukleus (lanjutan) Tubulin 

Membentuk bagian esensial sitoskeleton



Aktif dalam pembentukan spindel dan segregasi kromosom dalam  pembelahan sel  Benzimidazol

mengganggu mitosis selama pembelahan sel pada

metafase    Spindel

mitotik mengalami distorsi dan inti keturunannya gagal memisah, menghasilkan kematian sel

 karena

afinitas yang tinggi bezimmidazol terhadap protein-protein tubulin pada cendawan yang sensitif  

 

 

Gangguan Proses-proses Nukleus (lanjutan) Inhibitor sintesis RNA 

Fungisida dengan cara kerja ini : 

Senyawa-senyawa Fenilamid meliputi asilalanin,  butirolakton satu

dan

anggauta oksazolidinon

aktivitas spesifik terhadap Oomycetes  Basis spesifitasnya sampai saat ini belum diketahui mempunyai

 

 

Gangguan Proses-proses Nukleus (lanjutan) Inhibitor biosintesis tubulin 

Fungisida dengan cara kerja ini :  Bezimidazoles  Popularitas

benzimidazol dalam perdagangan didasarkan pada  performanya dalam praktik

 untuk

pengendalian berbagai macam cendawan ascomyset, deuteromycet dan basidiomycet

 Namun

tidak mempunyai aktivitas terhadap oomycet

 Perkembangan

fungisida sistemik dalam 1960-an termasuk bezimidazol,

terdiri dari  benomil, karbendazim, metil tiofanat, fuberidazol dan tiabendazol

 

 

Pengaruh Pada Fungsi Dinding Sel

Inhibitor

biosintesis kitin

Inhibitor

biositesis melanin

 

 

Pengaruh Pada Fungsi Dinding Sel

 Kitin 

Inhibitor biosintesis kitin

 komponen

dinding sel beberapa cendawan

 equivalen dengan selulosa dalam tumbuhan  terdapat dalam cendawan Ascomycetes dan  Basidiomycetes   tetapi

tidak terdapat dalam Phycomycetes yang selulosa sebagai unsur utama dinding selnya tidak

aktif terhadap Plasmopara, Phytophthora atau  Pythium

 

 

Pengahambatan biosintesis kitin (lanjutan) Fungisida Polioksin Sangat

dengan cara kerja ini :

mirip dengan produk sekunder

Sterptomyces cacaoi var . asoensis Untuk

pengendalian  R. solani (hawar seludang pada padi) C. miyabeanus (bercak daun pada padi)  Alternaria kikuchianna (bercak hitam pada pir)

 

 

Pengaruh Pada Fungsi Dinding Sel (lanjutan) Penghambatan biositesis melanin

  Sintesis melanin penting dalam patogenisitas cendawan   Melanizasi dinding-dinding apresorium esensial dalam    perkembangan 

infeksi hifa dan penetrasi penetrasi pada epidermis inang

Mutan P. grisea yang tidak mengandung melanin tidak patogenik.

 

Penemuan trisiklazole mengawali pengembangan senyawa-senyawa lain seperti,  piroquilon dan klobentiazone)  Efektif terhadap   Ascomycetes

dan  Deutermycites berpigmen  Penghambatan senyawa-senyawa tersebut terhadap sintesis melanin memberikan  pengendalian yang sangat baik terhadap P. grisea pada padi

 

 

Inhibitor Sintesis Protein

 

 

Penghambatan Sintesis Protein



Blastisidin S, diisolasi dari produk fermentasi biakan Streptomyces griseochromagens, 



selektif terhadap P. grisea dengan aktivitas sistemik moderat

Blastisidin S berinteraksi dengan subunit ribosomal  

menghalangi tempat ikatan untuk molekul-molekul aminoasil-tRNA yang baru masuk,



mencegah pemanjangan rantaian protein.

 

 

Penghambatan Respirasi

 Gangguan

pada fosforilasi oksidatif 

Penghambatan

kompleks II

 

 

Penghambatan Respirasi Gangguan pada fosforilasi oksidatif  Senyawa-senyawa yang melepaskan fosforilasi oksidatif memungkinkan transport elektron diteruskan dengan  pengambilan oksigen secara maksimum tetapi tanpa produksi ATP Sejumlah produk yang mengeksploitir cara kerja ini telah tersedia Secara khas, senyawa-senyawa ini memiliki spektrum aktivitas yang luas yang menjangkau bidang-bidang utama dari penggunaan pestisida

 

 

Penghambatan Respirasi Fungisida yang bekerja pada fosforilasi oksidatif 

  Dinokap, untuk cendawan tepung   Binapikril, protektan lebih efektif dari dinokap   Draksolon, 

untuk perlakuan tanah terhadap Pythium, Fusarium  Perlakuan tajuk terhadap cendawan tepung

  Fentin, untuk tanaman kentang, bit gula, kopi, padi, dan sayuran, terhadap  P.

infestans, Alternaria Alternaria spp. Helminthosporium spp., C. beticola,  Ramularis spp., G. cingulata dan P. grisea

 

 

 

Penghambatan Respirasi Penghambatan kompleks II Suksinat dehidrogenase   muncul dalam rantaian respirasi  sebagai bagian dari kompleks suksinat dehdrogenase, atau kompleks II. Kompleks ini mengandung protein besi-sulfur yang berperan dalam transfer elektron dari flavin adenin dinukleotida tereduksi (FAD) ke coenzim Q   Inhibitor-inhibitor suksinat dehidrogenase merupakan fungisida spesifik terhadap basidiomycetes, termasuk manjur terhadap Rhizoctonia, tingkat seksual dari Corticium 

 

 

Penghambatan Respirasi

 Fungisida yang ganggu compleks II  Karboksamid, 

untuk perlakuan benih pada cereal, jagung, kapas, oilseed rape dan legum, terhadap  Helminthosporium  Rhizoctonia

spp

Ustilago spp. Sphaerotheca Tilletia

spp.

caries

reilana

 

 

Gangguan Nonspesifik Pada Integritas Membran Sel

 

 

Gangguan Nonspesifik Pada Integritas Membran Sel

Guadinin   berpengaruh non-spesifik pada membran melalui suatu daya kerja kerja detergen bagian lipofilik dari molekulnya  berinteraksi dengan lipid lipid moieti membran,  bagian polar bereaksi dengan dengan kelompok fosfolipid dalam fase encer mengakibatkan  perubahan-perubahan permeabilitas, permeabilitas, gangguan pengambilan nutrisi,  perubahan komposisi membran dan dan  pengham-batan respirasi

 

 

Penghambatan Biosintesis Poliamin 

Pada cendawan, biosintesis poliamin terbatas oleh enzim ornitin dekarboksilase,



hambatannya dianggap menjadi suatu sasaran potensial untuk fungisida selektif baru



Agens-agens berhubungan dengan farmasi yang ada diketahui memiliki aktivitas fungisidal yang baik 

  perhatian

langsung ditujukan pada penggunaan penggunaan senyawa-senyawa analog dengan poliamin seperti  putrescin,

spermidin dan spermin dalam gangguannya terhadap terhadap  pertumbuhan dan perkembangan cendawan. cendawan.

 

 

Penghambatan pada Pensinyalan Ca+  

Ca+ memiliki peran esensial dalam pengaturan fungsi dalam semua organisme eukaryota Dalam cendawan, pensinyalan Ca+ menjembatani beberapa aktivitas seperti  pemanjangan ujung hifa,  pencabangan,  pergerakan

sitoplasmik dan sporulasi



Punya peran dalam homoeostasis pH cendawan, sebagai contoh,  mengendalikan aktivitas enzim dan transport membran,



merupakan sasaran potensial fungisida baru dan penting secara komersial

  Namun,

belum ada senyawa berbasis penghambatan pensinyalan pensinyalan Ca+ yang telah diberitakan

 

 

Cara Kerja Yang Tidak Teridentifikasi Anilinopirimidin 

Mepanipirim, pirimetanil dan siprodanil, juga diketahui sebagai  pirimidinamin merupakan merupakan fungisida berspektrum luas dan memiliki  penggunaan potensial pada berbagai berbagai varietas tanaman tanaman



Mepanipirim dan pirimetanil aktif terhadap B. cinerea pada tanaman anggur dan buah-buahan lainnya serta terhadap V. Inaequalis pada apel



Siprodanil memiliki aktivitas tambahan terhadap  P. herpotrichoides, E.  graminis, P. teres, teres, R. solani, Helminthosporium Helminthosporium graminearum dan S. nodorum, pada cereal

 

 

Sekian untuk hari ini Pertemuan berikutnya (Pertemuan III) Bakterisida dan nematisida