Pemanfaatan Biologi dalam Bidang Pertanian - Dahulu
para petani hanya mengetahui cara-cara bertani yang sederhana/ tradisional, yakni hanya dengan mencangkul
tanah kemudian menanaminya dengan
tanaman yang diinginkan lalu disirami secukupnya. Dan hasil yang didapat ternyata tidak terlalu menggembirakan
baik mutu maupun jumlahnya. Jika
hal ini tidak segera diperbaiki maka kebutuhan masyarakat akan pangan tidak dapat tercukupi, dan akan terjadi kekurangan
bahan pangan (rawan pangan).
Apalagi pada masa sekarang ini, dimana telah terjadi ledakan jumlah penduduk, tentunya masalah rawan pangan
merupakan masalah yang harus segera
ditangani. Usaha yang harus dilakukan tidak hanya pada bagaimana membatasi pertambahan jumlah penduduk, tetapi
juga harus dipikirkan bagaimana
caranya meningkatkan produksi pangan.
Untuk
mendapatkan bibit unggul dari berbagai jenis tanaman sekarang tidaklah sulit. Hampir di seluruh pelosok tanah air,
bibit unggul berbagai jenis tanaman bukan
merupakan barang langka lagi. Hal ini berkat makin berkembangnya prinsip-prinsip Genetika yang sudah banyak
diketahui oleh para petani, seperti dengan
melakukan penyilangan (bastar), yang dapat dilakukan sendiri oleh mereka. Selain itu, dengan menerapkan
prinsip-prinsip Fisiologi Tumbuhan, para
petani melalui para ahli pertanian yang telah banyak mengetahui jenis pupuk yang baik untuk berbagai jenis tanaman.
Adapun
dalam penggunaan pupuk, pestisida atau insektisida pada persawahan, perkebunan atau perladangan ini,
para petani harus memperhatikan
faktor keseimbangan ekosistem di sekitarnya. Misalnya dengan mengikuti/mematuhi dosis (takaran) serta
intensitas yang ditetapkan oleh setiap jenis pupuk atau pestisidanya. Jika
pemakaian zat-zat kimia tersebut
melebihi aturan yang ditetapkan biasanya akan menimbulkan pencemaran air sungai di sekitar areal
pertanian tersebut.
Contoh
kasus yang sering terjadi akibat pemakaian zat kimia yang tidak memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem
adalah pada pemakaian pupuk
N yang intensif. Pemakaian pupuk N secara terus menerus dapat menyebabkan kadar nitrat dalam air sungai di
areal penanaman menjadi tinggi. Akibat yang terjadi kemudian adalah timbulnya
penyakit methemoglobinemia jika air sungai tersebut dikonsumsi oleh
manusia. Selain timbulnya penyakit itu,
dapat terjadi pula eutrofikasi. Apakah
methemoglobinemia itu, dan apa yang
dimaksud dengan eutrofikasi?
Methemoglobinemia
merupakan ketidakmampuan hemoglobin di dalam selsel darah merah untuk mengikat oksigen, karena
hemoglobin diikat oleh nitrit. Nitrit
ini dihasilkan dari pengubahan nitrat yang mengkontaminasi air minum oleh mikroorganisme pada saluran pencernaan
manusia. Dan tahukah Anda apa
akibatnya jika tubuh kita kekurangan oksigen? Sedangkan eutrofikasi adalah pengeruhan air yang disebabkan oleh
berkembang dengan pesatnya alga
dan eceng gondok pada perairan yang tercemar nitrat. Eutrofikasi ini menyebabkan organisme seperti ikan-ikan di
perairan tersebut menjadi mati. Maka
dari itulah, pengetahuan mengenai Ekologi serta
teknik bertani sangat diperlukan agar tidak terjadi hal-hal yang pada akhirnya akan merugikan masyarakat sekitar atau
para petani sendiri. Menurut Anda
bagaimanakah mencegah pencemaran perairan oleh pupuk nitrat? Ya betul, diantaranya dengan mengadakan pergiliran
penanaman jenis tanaman atau
rotasi tanaman, sehingga pupuk yang digunakan juga berganti-ganti.
Masalah
penyakit-penyakit yang menyerang tanaman, kini juga sudah banyak diketahui penyebabnya. Sudah banyak jenis
virus, bakteri dan parasit lain yang
menyerang tanaman budi daya yang berhasil diidentifikasi dan ditemukan cara pemberantasannya. Hal ini tentu
berkaitan dengan kemajuan di
bidang cabang-cabang Biologi seperti virologi, mikrobiologi dan parasitologi. Jadi, cabang-cabang Biologi yang berhubungan
dengan bidang pertanian adalah
botani, anatomi tumbuhan, fisiologi tumbuhan, virologi tumbuhan, parasitologi, mikrobiologi,
genetika dan ekologi.
Perkembangan
bioteknologi seperti teknik Rekayasa Genetika, Kultur Jaringan, dan teknik Mutasi Buatan pun kini
sudah berhasil membantu mengatasi
masalah rawan pangan. Coba Anda perhatikan uraian berikut ini, mengenai contoh-contoh sumbangan pengetahuan
yang telah diberikan oleh Biologi
beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia pertanian:
- Bioteknologi dan Biologi Molekuler telah berhasil
menemukan teknikteknik untuk
Rekayasa Genetika, seperti
teknik transfer nukleus, teknik pemotongan,
penyambungan dan penyisipan gen, dimana teknik-teknik ini bertujuan untuk mencari atau
menciptakan jenis tanaman dengan sifat unggul tertentu (tanaman transgenik).
Teknik-teknik rekayasa genetika seperti
ini biasanya dilanjutkan dengan suatu teknik yang disebut Kloning. Istilah
Klon merupakan
garis turunan individu-individu yang secara genetik identik. Klon juga
diartikan sebagai usaha membuat satu atau lebih replika (duplikat) suatu individu, sel, ataupun
gen. Pengaplikasian yang sudah berhasil
dilakukan adalah pada terciptanya tanaman budi daya yang mampu menghasilkan insektisida sendiri,
sehingga tanaman tersebut tidak perlu
disemprot insektisida lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman pangan yang telah berhasil
di rekayasa dengan tiujuan tersebut
adalah tanaman buah apel, pir, kol/kubis, brokoli, dan kentang. Teknik rekayasa genetika ini juga sudah
berhasil menciptakan tanaman budi
daya yang mampu mengikat nitrogen bebas sendiri dari udara, sehingga
tanaman tersebut tidak perlu diberi pupuk nitrogen sintetik lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh
jenis tanaman yang sudah berhasil direkayasa
untuk tujuan tersebut adalah pada padi dan gandum.
- Melalui kemajuan di bidang Biologi Molekuler, telah dapat
diketahui pula urutan
gen pada genom sel-sel tumbuhan, sehingga para biologiwan dapat mengidentifikasi urutan-urutan gen
tertentu yang bertanggungjawab untuk perkembangan
organ. Dengan demikian para biologiwan dapat memodifikasi arah perkembangan tanaman
yang diinginkan. Pengaplikasian
teknik ini yang sudah berhasil dilakukan adalah telah terciptanya batang pohon jati yang dapat
tumbuh dengan diameter besar dan
lurus.
- Dengan menggunakan teknik Kultur Jaringan, tanaman yang sudah diketahui berkhasiat sebagai obat, atau
pun tanaman budi daya yang sudah diketahui
keunggulan mutunya, dapat diproduksi dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan
lahan yang luas, dan dengan
kondisi steril. Teknik kultur jaringan ini termasuk salah satu usaha kloning, dimana individu-individu baru
yang dihasilkan akan sama persis atau
identik dengan suatu tanaman yang sudah diketahui manfaat maupun keunggulannya. Adapun contoh-contoh
tanaman budi daya yang sudah berhasil
diperbanyak dengan teknik kultur jaringan tersebut antara lain tanaman kelapa sawit, tanaman anggrek,
tanaman pisang barangan, dan wortel.
- Teknik Mutasi
Buatan merupakan usaha merubah susunan atau
jumlah materi genetik/DNA dengan menggunakan
radiasi sinar radioaktif (sinar X,
alpha, beta dan gamma) atau dengan senyawa kimia (kolkisin). Teknik mutasi dengan sinar gamma biasanya
ditujukan untuk menghasilkan bijibiji tanaman
padi dan palawija, agar berumur pendek (cepat dipanen), hasilnya banyak dan tahan terhadap
serangan hama wereng. Selain itu, terdapat
teknik mutasi buatan lainnya, yakni teknik perendaman biji-biji tanaman perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkisin, senyawa ini menyebabkan tanaman mempunyai buah
yang besar dan tidak berbiji; misalnya
buah semangka, pepaya, jeruk, dan anggur tanpa biji. Namun sayangnya
tanaman ini tidak dapat menghasilkan
tanaman baru sebagai keturunannya, karena buah-buahan yang dihasilkan tidak memiliki organ
reproduksi yaitu biji. Lalu bagaimanakah
caranya bila kita menghendaki buah-buahan tanpa biji lagi? Ya benar, kita harus memulai lagi dari
perendaman biji-biji (benih) dari buah
yang memiliki biji, dengan senyawa kolkisin. Baru kemudian ditanam dan ditunggu hasil buahnya yang pasti
tidak memiliki biji.
Demikianlah
pemanfaatan Biologi dalam bidang pertanian. Selanjutnya: Manfaat Ilmu Biologi bagi Manusia dan Lingkungan.