Bioteknologi Pertanian Meningkatkan Hasil Pangan

Teknologi Pertanian

Bioteknologi Pertanian Meningkatkan Hasil Pangan

Kultur Jaringan

Kultur jaringan dalam bahasa asing disebut tissue culture. Kultur berarti budidaya, jaringan berarti sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. Dengan demikian, kultur jaringan berarti membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman kecil yang mempunyai siiat seperti induknya.

Pelaksanaan teknik kultur jaringan ini berdasarkan teori sel seperti yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan toti-potensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel (dari mana saja sel tersebut diambil) apabila diletakkan dalam lingkungan yang sesuai akan dapat tumbuh menjadi tanaman sempurna.

Kultur jaringan akan lebih besar keberhasilannya bila menggunakan jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan yang terdiri atas sel-sel yang selalu membelah, dindingnya tipis, belum mempunyai penebalan dari zat pektin, plasmanya penuh, dan vakuolanya kecil.

Teknik kultur jaringan sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang disebut eksplan secara aseptik (bersih dari hama atau bakteri), diletakkan dan dipelihara dalam medium padat atau cair yang telah berisi nutrisi. Nutrisi dapat berupa larutan yang mengandung unsur makromolekul, mikromolekul, asam amino, gula, vitamin, dan hormon. Dengan cara demikian, sebagian sel pada permukaan irisan tersebut akan membentuk gumpalan sel yang disebut kalus. Kalus dapat dipisah-pisahkan, kemudian dipindahkan ke dalam medium khusus sehingga tumbuh membentuk tanaman kecil yang berakar, berbatang, dan berdaun (plantlet). Dengan teknik kultur jaringan ini, hanya dari satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan plantlet dalam jumlah besar. 

Add caption

Pembastaran (Persilangan)

Pembastaran atau persilangan merupakan perkawinan antara dua individu tanaman yang berbeda varietas, tetapi masih dalam satu spesies. Pembastaran merupakan cara yang sederhana, murah, dan paling mudah untuk menghasilkan tanaman pangan varietas unggul. Sebagai contoh, padi varietas X yang memiliki sifat produksi gabah tinggi dan tidak cepat rebah dikawinkan dengan padi varietas Y yang memiliki sifat tahan hama dan umur panen pendek. Dari perkawinan ini, dapat dihasilkan padi varietas baru yang memiliki sifat perpaduan dari keduanya, yaitu produksi gabah tinggi, tahan hama, tidak cepat rebah, dan umur panen pendek. Para ahli pemuliaan tanaman negara kita telah berhasil menciptakan tanaman pangan varietas unggul dengan menggunakan cara ini. Di antara tanaman pangan varietas unggul yang diciptakan dengan cara ini adalah padi IR 8, IR 5, IR 20, PB 5, dan PB 8.

Teknologi Nuklir

Dewasa ini, reaksi nuklir telah banyak digunakan untuk tujuan damai (bukan tujuan militer), baik sebagai sumber radiasi maupun sebagai sumber tenaga yang dapat di manfaatkan dalam bidang pertanian, terutama untuk meningkatkan produksi pangan. Pemanfaatan teknologi nuklir untuk meningkatkan produksi pangan antara lain sebagai berikut.

1. Mutasi Tanaman untuk Mendapatkan Varietas Unggul. Varietas unggul dapat diperoleh dengan cara meradiasi sel atau jaringan tanaman sehingga terjadi perubahan gen yang dapat menyebabkan perubahan sifat makhluk hidup. Contoh varietas unggul yang menggunakan teknologi ini adalah padi Atomita I-IV.
2. Pemberantasan Hama Tanaman. Penggunaan sinar radioaktif untuk pemberantasan hama bertujuan untuk memandulkan hama jantan. Pupa serangga diradiasi sehingga menghasilkan serangga jantan yang mandul. Radiasi dari sinar radioaktif menyebabkan sperma yang dihasilkan tidak dapat membuahi sel telur sehingga tidak akan menghasilkan keturunan. Keseimbangan ekosistem tidak akan terganggu karena penurunan populasi hama terjadi lambat dan bertahap.
3. Pengawetan Makanan. Penggunaan sinar radioaktif dalam pengawetan makanan bertujuan untuk menghambat pertunasan, memperpanjang masa simpan, mengurangi bakteri pembusuk pada daging, membebaskan rempah-rempah dari kuman, dan mengendalikan kuman penyebab penyakit pada makanan.
4. Mengetahui Masa Pemupukan yang Paling Baik. Setiap tanaman mempunyai masa pertumbuhan yang berbeda. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, maka perlu pemupukan yang tepat sesuai dengan masa perumbuhan Melalui penggunaan unsur radioaktif, dapat diketahui masa yang paling tepat untuk melakukan pemupukan.

Pengelolaan Lahan Pertanian 

Pengelolaan lahan pertanian merupakan salah satu Bioteknologi Pertanian yang dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu ekstensifikasi yang merupakan usaha memperluas lahan pertanian dan intensifikasi yang merupakan usaha meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil pertanian pada lahan terbatas. Intensifikasi dilaksanakan dengan menerapkan Panca Usaha Tani, yaitu:

1. Pengolahan Tanah. Tanah yang baik adalah tanah yang subur sehingga mampu menyediakan bahan kebutuhan tanaman. Agar ranah mampu menyediakan bahan berupa air dan unsur hara, maka tanah harus gembur dan cukup rongga udara, mampu menahan air, kaya akan unsur hara, cukup mengandung bahan organik, dan mempunyai kadar asam dan basa tertentu. Pengolahan tanah yang baik dapat dilakukan dengan cara mencangkul atau membajak sawah, membangun sumur artesis di daerah gurun, membuat sawah plastik di daerah kapur, membuat terasering pada lahan miring, mengatur jarak tanam, dan mengatur pola tanam.
2. Penggunaan Bibit Unggul. Bibit unggul adalah bibit yang mempunyai sifat-sifat unggul seperti berproduksi tinggi, tidak cepat rebah, tahan hama, umur panen pendek, tahan kekeringan, dan tahan terhadap tanah asam.
3. Pemupukan. Tujuan pemupukan adalah mengembalikan unsur hara yang hilang. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemupukan adalah dosis, masa pertumbuhan, dan jenis pupuk.
4. Pengairan yang Baik. Peningkatan produksi pangan juga dipengaruhi oleh pengairan yang baik. Pada lahan tadah hujan, pengairan tergantung pada hujan sehingga dibuatlah waduk atau bendungan untuk mengairi sawah. Dengan demikian, hasil panen dapat meningkat.
5. Pemberantasan Hama, Gulma, dan Penyakit. Pemberantasan hama, gulma, dan penyakit tanaman dapat dilakukan dengan beberapa cara: secara biologis menggunakan predator atau pemangsa hama tersebut, secara kimiawi dengan menggunakan bahan-bahan kimia (pestisida), secara ekologis dengan mengadakan rotasi tanaman, atau radiasi dengan memandulkan hewan jantan.

Teknologi Hidroponik

Hidroponik berasal dari kata Yunani, yaitu hydro (air) dan ponos (mengerjakan). Hidroponik merupakan metode bercocok tanam tanpa tanah. Media-media tanamnya dapat berupa kerikil, pasir, sabut kelapa, zat silikat, pecahan batu karang atau batu bata, potongan kayu, atau busa.

Mengapa tanaman dapat tumbuh di medium hidroponik? Semua ini dimungkinkan dengan adanya hubungan yang baik antara tanaman dengan tempat pertumbuhannya. Elemen dasar yang dibutuhkan tanaman sebenarnya bukanlah tanah, tetapi cadangan makanan dan air yang terkandung dalam tanah yang terserap akar. Berarti dapat disimpulkan bahwa suatu tanaman dapat tumbuh tanpa tanah, asalkan diberikan cukup air dan garam-garam zat makanan.

Keberhasilan hidroponik tergantung dari kebersihan wadah, media, dan tanaman yang digunakan. Oleh karena itu, semua media dan wadah yang akan digunakan haruslah terlebih dahulu dibersihkan, misalnya dengan cara dipanaskan atau dicuci sehingga bebas dari hama dan penyakit. Setelah dicuci dan ditanam di dalam media hidroponik, kemudian tanaman diberikan larutan nutrisi. Larutan ini mengandung unsur makromolekul, mikro-molekul, hormon, dan bahan mineral yang dibutuhkan tanaman.

Keuntungan menggunakan teknik hidroponik adalah hasil tanamannya berkualitas tinggi, bebas hama penyakit, penanaman tidak harus mengikuti musim tanam, tidak memerlukan tanah yang luas, dan penggunaan air dan pupuk lebih hemat.

Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika merupakan suatu usaha memanipulasi sifat genetik suatu makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup yang memiliki sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika dapat dilakukan dengan menambah mengurangi. atau menggabungkan dua materi penetik (DNA) yang berasal dari dua organisme berbeda. Hasil penggabungan dua materi genetik yang berasal dari dua organisme yang berbeda disebut DNA rekombinan. Organisme hasil dari rekayasa genetik disebut organisme transgenik. Di bidang pertanian telah banyak dilakukan rekayasa genetik untuk menghasilkan tanaman unggul yang dapat meningkatkan produktivitas pangan, di antaranya: 

• Beberapa perusahaan bioteknologi pertanian di Eropa dan Amerika Serikat telah mengembangkan varietas kapas yang membawa gen bakteri yang akan membuat tanaman tersebut resisten terhadap herbisida (peptisida pembasmi gulma). Gen ini mempermudah untuk menumbuhkan tanaman pangan, sekaligus memastikan bahwa gulma telah dihancurkan.
• Sejumlah tanaman pangan telah direkayasa agar resisten terhadap hama serangga. Menumbuhkan tanaman yang kebal terhadap hama serangga akan menurunkan penggunaan insektisida kimiawi pada tanaman tersebut.

Demikian uraian tentang Bioteknologi Pertanian semoga ada manfaatnya.