10 Peran Biologi Dalam Bidang Pertanian

Tanpa kita sadari, kita sangat tergantung pada pertanian dalam penyediaan sumber makanan kita. Dengan demikian produktivitas suatu lahan pertanian sangat menentukan kualitas dan kuantitas produk pertanian yang akan kita konsumsi. Namun demikian, banyak sekali hambatan dalam produksi produk pertanian berkualitas tinggi dengan kuantitas yang banyak, misalnya saja gangguan hama dan penyakit tanaman. Di lain pihak, populasi manusia yang semakin meroket membuat permintaan produk pertanian semakin tinggi.

Untunglah, biologi sebagai salah satu ilmu yang menjadi dasar dan erat hubungannya dengan pertanian memberi beberapa jawaban atas permasalahan ini. Mau tau bagaimana? Berikut adalah beberapa Peran Biologi Dalam Bidang Pertanian :

1. Pemberantasan hama dan gulma

Hama dan gulma merupakan sumber kegagalan panen terbesar setelah iklim. Hama adalah binatang yang merusak tanaman pertanian, sedangkan gulma adalah tumbuhan pengganggu. Secara alami hama dan gulma dapat diberantas, misalnya saja dengan burung atau pembersihan secara manual. Namun hal ini seringkali tidak efektif.

Secara biologis, hama dan gulma tentu saja dapat diberantas dengan ilmu yang diaplikasikan. Hama serangga seperti wereng dan belalang dapat dibasmi dengan insektisida. Gulma semacam tali putri dapat dibereskan dengan pemberian herbisida. Tentu saja, pembuatan formula insektisida dan herbisida harus melalui serangakaian penelitian biologis untuk mendapatkan efek yang optimum dalam pemberantasan hama dan gulma.

2. Pupuk hayati

Tanaman pertanian membutuhkan unsur hara baik makroelemen maupun mikroelemen. Namun seringkali unsur hara ini tidak dapat dipenuhi oleh tanah sehingga manusia harus menambahkan unsur hara. Pemupukan lazim dilakukan dalam proses pertanian untuk menambah unsur hara tanah.

Ada 3 jenis pupuk yang bisa digunakan, yaitu:

Pupuk kimia – semacam NPK, urea, dan ZA.
Pupuk alami – semacam kompos. Kompos, dalam pembuatannya pun membutuhkan aplikasi dari biologi yaitu respirasi aerob. Material hijau (sayur, buah, kebun) akan didegradasi oleh mikroorganisme.
Pupuk hayati – Pupuk hayati ini bukan hanya terdiri dari senyawa kimia yang menambah unsur hara saja namun juga berisi konsorsium mikroorganisme yang akan memperbaiki kesuburan tanah dan menambah laju pertumbuhan tanaman.

3. Pertanian organik

Akhir-akhir ini pertanian organik sedang in di Indonesia dan memberikan gambaran produk pertanian yang lebih sehat. Bagaimana tidak? Pertanian organik tidak menggunakan pupuk kimia dan senyawa pembasmi hama. Perawatan tanaman dilakukan secara manual dan dengan bantuan sistem biologis secara alamiah. Misalnya saja, tanaman hanya dipupuk dengan kompos atau pupuk kandang dan hama dibasmi dengan menambahkan predator ke lahan pertanian. Memang produk pertanian tidak semulus hasil pertanian konvensional, walaupun harga bahan pangan organik lebih tinggi. Namun demi makanan yang lebih sehat, tentu penampilan dan harga bukanlah suatu masalah.

4. Penggunaan hormon tumbuhan

Pernahkah terpikir bagaimana mematangkan buah tanpa menunggunya terlalu lama di pohon? Atau sebaliknya, memastikan buah tidak matang secara prematur. Penggunaan hormon tumbuhan adalah jawaban untuk mengatur waktu panen yang tepat. Pemberian hormon auxin pada tanaman akan memperlambat kematangan buah sedangkan pemberian hormon etilen akan mempercepat kematangan buah. Buah tanpa biji juga dapat dibuat dengan menginduksi tanaman dengan hormon gibberelin. Tentu saja pengaplikasian hormon ini harus dikalkulasi dengan baik untuk menghasilkan produksi yang optimum sesuai tujuan.

5. Simbiosis dengan organisme

Tanaman pertanian telah diketahui membutuhkan unsur hara dan rentan terhadap perubahan iklim dan penyakit. Secara biologis, sebenarnya tanaman pertanian dapat berasosiasi dengan organisme lainnya sehingga ia memiliki daya tahan yang lebih baik terhadap lingkungannya. Contohnya saja tanaman kacang-kacangan (Fabaceae) dan bakteri gologan rhizobia pengikat nitrogen dalam struktur bintil akar. Rhizobia akan menyediakan nitrogen bagi tanaman untuk pertumbuhan sedangkan tanaman akan mengeluarkan eksudat yang digunakan oleh rhizobia.

Selain itu tanaman sayuran dapat berasosiasi dengan jamur membentuk suatu struktur di akarnya yang dikenal dengan nama mikoriza. Jamur mikoriza akan menyerap fosfor dan mineral esensial dari tanah untuk dapat digunkaan oleh tanaman. Di lain pihak, tanaman akan menyediakan karbohidrat melalui proses fotosintesis. Simbion-simbion tanaman pertanian ini dapat ditambahkan secara artifisial oleh manusia untuk meningkatkan produktivitas dan ketahanan tanaman.

6. Persilangan tanaman

Persilangan tanaman lazim dilakukan untuk mendapatkan vaarietas unggul dari suatu tanaman pertanian. Persilangan dilakukan dengan mengawinkan dua varietas (atau dua spesies) tanaman sehingga anakannya akan memiliki kemungkinan untuk memiliki gen-gen unggul (kultivar hibrid). Ada empat macam metode persilangan tanaman untuk menghasilkan kultivar hibrid sebagai berikut. (baca : fungsi dinding sel pada tumbuhan)

Silang puncak – yaitu persilangan antara anakan galur perkawinan sekerabat (inbreed) dengan kultivar bersari bebas.
Silang tunggal – yaitu persilangan antara dua anakan galur inbreed.
Silang ganda – yaitu persilangan antara dua anakan silang tunggal yang berbeda dan menghasilkan anakan yang bersifat homogen heterozigot.
Silang tiga jalur – yaitu persilangan antara galur inbreed dengan anakan silang tunggal.

7. GMO (Genetically Modified Organisms)

Dewasa ini, pembuatan bibit unggul dapat dilakukan dengan lebih cepat dengan metode manipulasi genetik. Organisme (termasuk tanaman pertanian di dalamnya) yang mengalami manipulasi genetik dikenal dengan GMO. Apabila manipulasi genetik mengikutsertakan gen dari spesies lain maka organisme tersebut disebut dengan organisme transgenik. Pada umumnya, pembuatan GMO menggunakan vektor yang berisi informasi tambahan yang disisiplan dalam genom tanaman menggunakan bakteri Agrobacterium tumifaciens.

Di berbagai negara saat ini sudah banyak tanaman pertanian yang telah mengalami modifikasi genetic untuk tujuan peningkatan produktivitas. Berikut adalah beberapa contohnya.

Di Amerika Serikat – sekitar 75% tanaman kedelai dan kapas serta 50% tanaman jagung dalam ruang lingkup pertanian merupakan tanaman GMO. Tanaman tersebut memiliki gen yang berasal dari bakteri sehingga tahan terhadap hama dan herbisida.
Di India – beberapa tanaman padi telah disisipi gen tahan salinitas sehingga dapat diatanam di daerah pantai dan muara.
Di Hawaii – telah diperkenalkan pepaya yang tahan terhadap serangan virus dan menyelamatkan produksi pepaya dari kemungkinan gagal panen akibat penyakit.
Di Jerman – nutrisi dari beras telah ditingkatkan melalui produk „Golden Rice“. Pada tanaman padi ini disisipkan gen dari tanaman daffodil sehingga meningkatkan kuantitas dari vitamin A. Beras varietas ini memiliki tampilan yang berbeda yaitu berwarna kekuningan seperti emas.

8. Kloning dan kultur jaringan

Perbanyakan tanaman tidak selalu melalui perkawinan yang menghasilkan bibit. Perkembangbiakan tanaman juga dapat dipercepat dengan metode kloning atau kultur jaringan. Pada kultur jaringan, jaringan dari tanaman diambil kemudian ditumbuhkan dalam media agar hingga menjadi bakal tanaman. Biasanya kultur jaringan banyak diaplikasikan untuk pembududayaan anggrek. Secara konvensional, kloning sebenarnya sudah sering dilakukan,

Berikut adalah metode kloning yang sering dilakukan :

Cangkok – Batang tanaman berkambium dapat diinduksi menumbuhkan akar dengan metode cangkok. Pada metode ini batang tanaman dikuliti dan ditutup dengan tanah. Akar akan tumbuh dari luka dan kemudian batang dipotong untuk dijadikan tanaman baru. Contoh tanaman: jambu, nangka, jeruk, dll.

Setek – Bagian tumbuhan seperti batang dan daun dari beberapa tanaman dapat ditanam dalam tanah. Bagian tumbuhan tersebut dapat menjadi organisme baru setelah menumbuhkan akar vegetatif. Contoh tanaman: singkong (batang), cocor bebek (daun), dll.

Runduk – Pada tanaman yang memiliki batang yang tumbuh d bagian bawah, metode runduk ini dapat diaplikasikan. Batang yang tumbuh dapat dibengkokan dan dimasukan ke dalam tanah sehingga tanaman baru akan tumbuh. Contoh tanaman: apel, alamanda, dll.

9. Smart plants

Untuk mengatasi pemaikaian pupuk yang tidak efektif, peneliti tengah mengembangkan smart plants. Smart plants adalah tanaman yang telah dimodifikasi secara biologis sehingga dapat menghasilkan sinyal apabila terjadi kekurangan suatu elemen. Contohnya saja tanaman yang diberi gen reporter sehingga daun tanaman akan berubah menjadi biru apabila kekurangan fosfor. Dengan demikian petani akan tahu kapan harus menambahkan pupuk berisi fosfor kepada tanaman pada waktu yang tepat

10. Sustainable farming

Keterbatasan nutrien pada tanaman juga dapat diatasi dengan sustainable farming. Pada sistem ini, input dari lahan pertanian merupakan output dari sistem lainnya. Penggunaan ulang material (reuse) sangat diperlukan dalam sistem ini. Dengan sustainable farming, biaya terhadap pupuk dapat dikurangi. Di lain pihak, produksi tanaman dapat terjaga. Bahkan, dapat didapatkan pula produksi sampingan.

Contohnya adalah sistem lahan padi dengan budidaya ikan. Air buangan dari kolam ikan dapat dipakai untuk mengairi lahan pertanian sehingga nutrien tanaman terpenuhi. Air kemudian dapat dibalikan kembali ke kolam budidaya setelah nutriennya terserap oleh tanaman.

Semoga penjelasan ini bisa bermanfaat dan menambah wawasan anda.