Tantangan dan Tren Pertanian Abad 21

Tantangan abad 21:

- Menghasilkan pangan dengan jumlah yang cukup dengan populasi manusia yang membengkak, -mutu yang baik, dan harga yang wajar.

- Meningkatkan produktivitas karena perluasan areal semakin sulit.

- Menghasilkan lebih banyak pangan dengan air dan tanah yang efisien.

Tren Perkembangan Pertanian Abad 21 :

1. Pertanian organik adalah sistem manajemen produksi terpadu yang menghindari penggunaan pupuk buatan, pestisida dan hasil rekayasa genetik, menekan pencemaran udara, tanah, dan air.

A.     Manfaat Sistem Pertanian Organik

1.      Tanaman yang dihasilkan bebas dari residu atau sisa-sisa pestisida dan bahan kimia lainnya     yang disebabkan oleh aktifitas pemupukan.

2.      Tanaman yang dihasilkan lebih sehat dan segar.

3.      Tanaman yang dibudidayakan secara ogannik ini mampu menjaga kelestarian dan keseimbangan alam.

B.    Penerapan Sistem Pertanian Organik

       Budidaya tanaman dengan sistem pertanian organik ini pada dasarnya adalah menghindari segala pemakaian bahan kimia terhadap tanah maupun tanaman. Penerapan dari sistem pertanian organik ini adalah:

1.      Penggunaan bahan alami untuk kesuburan tanah.

2.      Tidak menggunakan bahan kimia dalam budidaya

C.    Ciri - Ciri Pertanian Organik 

1.      Menyuarakan aspek lingkungan, sosial dan ekonomi berkesinambungan.

2.      Aspek alamiah dan kondisi lingkungan sekitar merupakan sumber penunjang produksi yang utama.

3.      Mengurangi penggunaan bahan penunjang dari luar.

4.      Rotasi tanaman.

5.      Sistem budidaya secara tumpang sari atau polikultur.

6.      Pengendalian OPT secara biologis.

7.      Varietas tanaman yang resisten.

8.      Tidak menggunakan zat kimia.

9.      Mencegah erosi dan Pengelolaan air.

10.  Daur ulang nutrisi atau unsur hara dari dalam tanah.

D.     Tujuan Sistem Pertanian Organik

1.      Menghasilkan produk pertanian yang berkualitas tinggi.

2.      Membudidayakan tanaman secara alami.

3.      Mendorong dan meningkatkan siklus hidup biologi dalam ekosistem pertanian.

4.      Memelihara dan meningkatkan kesuburan tanah dalam jangka panjang.

5.      Menghindarkan seluruh bentuk cemaran akibat dari penerapan teknik pertanian.

6.      Meningkatkan usaha konservasi tanah dan air serta mengurangi masalah erosi akibat pengolahan tanah yang intensif.

7.      Meningkatkan peluang pasar produk organik baik domestik maupun global.

E.     Kendala dan Solusi dalam Sistem Pertanian Organik

1.      Kendala:

·         Adanya hama transmigran dari kebun non-organik yang menyebabkan menurunya produksi.

·         Tanah sudah banyak mengandung residu

·         Tanah untuk pertanian pertanian organik sebaiknya tanah yang masih perawan atau asli sementara banyak penelitian yang menyatakan bahwa tanah pertanian di Indonesia sudah jenuh fosfat.

·         Pasar terbatas karena hasil pertanian organik hanya dikonsumsi oleh kalangan tertentu saja.

·         Kesulitan menggantungkan pasokan dari alam, seperti pupuk.

·         Sulitnya meninggalkan kebiasaan petani yang bergantung pada pupuk kimia dan pestisida.

2.      Solusi

·         Sosialisasi pada masyarakatan mengenai pertanianyang ramah lingkungan.

·         Menggalakkan konsumsi produk hasil pertanian organik.

·         Diperlukan kajian lebih banyak untuk mendapatkan saprotan (sarana produksi pertanian) organik yang terbaik.

2. Hidroponik adalah bercocok tanam tanpa tanah tetapi menggunakan air atau bahan porous lainnya dengan pemberian unsur hara terkendali yang berisi unsur-unsur esensial yang dibutuhkan tanaman.

Media Tanam Hidroponik

Jenis media tanam yang digunakan sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Media yang baik membuat unsur hara tetap tersedia, kelembaban terjamin dan drainase baik. Media yang digunakan harus dapat menyediakan air, zat hara dan oksigen serta tidak mengandung zat yang beracun bagi tanaman.

Oksigen

Tingkat oksigen di dalam pori-pori media mempengaruhi perkembangan rambut akar. Pemberian oksigen ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti: memberikan gelembung-gelembung udara pada larutan (kultur air), 

penggantian larutan hara yang berulang-ulang, mencuci atau mengabuti akar yang terekspose dalam larutan hara dan memberikan lubang ventilasi pada tempat penanaman untuk kultur agregat.

Air

Kualitas air yang sesuai dengan pertumbuhan tanaman secara hidroponik mempunyai tingkat salinitas yang tidak melebihi 2500 ppm, atau mempunyai nilai EC tidak lebih dari 6,0 mmhos/cm serta tidak mengandung logam-logam berat dalam jumlah besar karena dapat meracuni tanaman.

Keuntungan dan Kendala Hidroponik

Beberapa kelebihan bertanam secara hidroponik adalah produksi tanaman persatuan luas lebih banyak, tanaman tumbuh lebih cepat, pemakaian pupuk lebih hemat, pemakaian air lebih efisien, tenaga kerja yng diperlukan lebih sedikit, lingkungan kerja lebih bersih, kontrol air, hara dan pH lebih teliti, masalah hama dan penyakit tanaman dapat dikurangi serta dapat menanam tanaman di lokasi yang tidak mungkin/sulit ditanami seperti di lingkungan tanah yang miskin hara dan berbatu atau di garasi (dalam ruangan lain) dengan tambahan lampu. Sedangkan kelemahannya adalah ketersediaan dan pemeliharaan perangkat hidroponik agak sulit, memerlukan keterampilan khusus untuk menimbang dan meramu bahan kimia serta investasi awal yang mahal. 

3. Aeroponik adalah cara bercocok tanam dimana oksigen ditambahakan ke dalam larutan unsur hara, sehingga memungkinkan perakaran menyerap unsur hara dengan cepat dan mudah. Teknik ini menghasilkan tanam yang tumbuh lebih cepat dah produksi yang tinggi.

Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponus yang berarti daya. Jadi aeroponik adalah memberdayakan udara. Aeroponik merupakan salah satu tipe dari hidroponik karena air yang berisi larutan hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Salah satu kunci keunggulan aeroponik adalah oksigenasi dari tiap butiran kabut halus larutan hara sehingga respirasi akar lancar dan menghasilkan banyak energi.

Jenis tanaman yang dapat dibudidayakan dengan cara aeroponik hingga saat ini antara lain berbagai kultivar selada (lettuce keriting hijau, cos/romaine, butterhead, batavia, lollo rossa, iceberg, head lettuce), pakchoy hijau dan putih, caysim, dan kailan serta horenzo yang baru mulai dikembangan. Kangkung dan bayam juga dapat diusahakan secara aeroponik. Jenis tanaman yang sering dibudidayakan secara aeroponik pada umumnya berupa sayuran daun yang waktu panennya sekitar satu bulan setelah pindah tanam.

Untuk ekosistem pada budidaya aeroponik dipengaruhi oleh:

a. Curah hujan

b. Kelembaban

c. Cahaya

d. Suhu

e. Elevasi (tinggi tempat)

f. Angin

g. Keasaman (pH)

h. Air

i. Oksigen

j. Penghantar listrik

4. Bioteknologi di Bidang Pertanian

Di awal abad 21 ini, bioteknologi telah menjadi salah satu penopang kegiatan industri terutama di negara maju. Sebaliknya penerapan dan pengembangannya di negara berkembang masih banyak menghadapi masalah dan dilema. Hal ini karena bioteknologi memerlukan padat modal dan padat teknologi untuk penelitian dan penerapannya.

Biopestisida, pakan ternak, silase, pupuk, bakteri penambat N, tanaman unggul, produksi embrio

Kultur Sel atau Jaringan tanaman dan Tanaman Transgenik

Sel tanaman mempunyai kemampuan yang disebut “totipotency”, yaitu kemampuan tumbuh dan berkembang biak untuk menjadi tanaman lengkap pada medium yang memenuhi syarat. Dapat pula sel tersebut tumbuh tanpa mengalami deferensiasi. Hal ini tertgantung pada kadar hormone pertumbuhan yang diberikan. Dengan kenyataan ini maka kemungkinan pemberdayaan sel atau jaringan tanaman untuk maksud-maksud berikut:

1. Produksi zat kimia atau aditif pangan

2. Menumbuhkan tanaman (dengan produk bahan pangan) bersifat tinggi.

3. Menumbuhkan tanaman dengan produktifitas bahan pangan tinggi.

Untuk semua tujuan aplikasi sel tanaman, aplikasi teknik-teknik pemindahan gen seringkali diperlukan. Ini mencakup teknik-teknik hibridisasi somatik, breeding sitoplasmik, mikroinjeksi gen, teknik transwitch, transfer gen dengan perantaraan vektor.

Manipulasi tanaman dengan produk tanaman pangan bersifat khusus contoh-contohnya adalah

1. tanaman tahan terhadap herbisida

2. tanaman yang menghasilkan insektisida

3. tanaman yang tahan terhadap kondisi tertentu

4. padi yang harum, enak di makan, dan tahan dari seranganvektor.

Tanaman dengan produktifitas pangan tinggi dapat terdiri dari 2 bentuk: (i) tanaman dengan rasio biomassa dapat meningkat, misalnya ukuran tanaman diperkecil tapi buah diperbesar, (ii) tanaman dengan umur panen yang singkat sehingga menambah frekuensi panen dalam satu tahun seperti yang sudah diperoleh pada padi.

Tanaman transgenik adalah khususnya tanaman yang mempunyai gen hasil alihan dari mikroorganisme lain (walaupun definisi ini adalah yang berarti asal menerima gen dari luar tanaman itu sendiri, jadi termasuk yang berasal dari tanaman juga). Contoh tanaman dengan definisi pertama adalah tanaman yang mengandung gen racun serangga dari Bacillus thuringiensis (gen Bt). Tanaman kentang tahan terhadap herbisisda biolaphos, tanaman kapas tahan terhadap herbisisda glyphosate.

Tanaman Transgenik

Tanaman transgenik diperoleh dengan menyisipkan gen-gen tertentu baik berasaldari tanaman, hewan atau mikroorganisme ke dalam DNA tanaman. Adanya gen baru yang disisipkan akan merubah sifat tanaman sesuai yang diinginkan atau memberikan kemampuan pada tanaman untuk memproduksi substansi baru yang diperlukan untuk tujuan tertentu. Dengan teknik ini diperoleh tanaman yang mempunyai sifat baru seperti tahan hama dan penyakit dan menghasilkan senyawa baru yang penting baik untuk tanaman itu sendiri maupun kepentingan manusia. Beberapa tanaman hasil rekayasa genetika diantaranya adalah:

1. Round Up Ready R Soybean yaitu kedelai yang toleran terhadap senyawa aktif glifosfat yang

terdapat pada herbisida.

2. Tomat yang dirancang agar proses pematangannya terhambat sehingga lebih tahan lama.

3. Kapas dan jagung Bt, yaitu kapas dan jagung yang dirancang mengandung protein insektisida

yang berasal dari bakteri Bacillus thuringiensis (Bt).

4. Beras yang mengandung vitamin A (golden rice)

5. Tanaman pisang penghasil protein asing (baik unutk nutrien maupun obat)

Tanaman dan produk tanaman transgenik sudah beredar di pasaran, sebagian besar diproduksi perusahaan multinasional, sebagian diproduksi dalam skala kecil oleh laboratorium riset di berbagai negara. Di Indonesia sedang dikembangkan dua jenis padi transgenik oleh DR. Inez Loedin dari Pusat Penelitian Bioteknologi (P2 Biotek) LIPI bekerja sama dengan Badan Penelitian Biologi, Deptan, Universitas Leiden dan Plant Research International (PRI). Padi ini merupakan padi yang tahan kering dan tahan hama penggerek. Dr. Arief Witarto dan koleganya juga dari LIPI sedang mengembangkan “protein farming” yaitu tanaman transgenik dari tanaman biasa yang sudah dikenal seperti pohon pisang yang direkayasa sedemikian rupa sehingga mampu menghasilkan protein7protein yang diinginkan. Protein-protein nantinya diperbanyak mengikuti perkembangbiakan tanaman induk secara terus-menerus dan masal seperti bercocok tanam biasa.

Di lapangan para petani di Indonesia sudah menanam kapas transgenik produksi Monsanto. Pengembangan tanaman ini telah menimbulkan pro dan kontra terhadap resiko yang akan ditimbulkannya. Penanaman tanaman transgenik secara masal perlu dilakukan secara hati hati untuk menghindari dampak negatifnya.

Dampak terhadap Organisme Non Target

Tanaman transgenik berpengaruh terhadap orthopoda yang berasosiasi dengannya, terlebih yang berguna sebagai musuh alami hama. Kejadian lain apabila populasi hama (sebagai inang musuh alam) rendah di lapangan akibat dari penanaman tanaman transgenik. Sebagai contoh, penggunaan tanaman transgenik mengandung gen Bt secara tidak langsung akan mirip dengan penggunaan pestisida secara berlebihan karena Btselalu berada di dalam tanaman, sehingga akan dikhawatirkan menghasilkan dampak seperti penggunaan pestisida, resistensi, resurgeni dan peledakan hama sekunder.

Aliran Gen

Penyebaran gen dalam kontek ruang melalui pencemaran polutan, dapatmengakibatkan mengalirnya gen dari suatu spesies ke spesies lain. Dampak paling besardari aliran gen ini adalah bila suatu gen beralir dari tanaman pertanian ke tanaman liar (wild plant) yang masih berkerabat dengan tanaman pertanian tersebut terutama gen tahan/ resisten (terhadap antibiotik ataupun terhadap hama dan herbisida). Pencemaran genetik juga dapat menurunkan keragaman (seperti fertilitas, kemampuan reproduksi dan ketahanan terhadap serangan hama dan penyakit).

Pemanfaatan Enzim untuk Pangan

Enzim secara umum merupakan zat yang dalam jumlah kecil dapat mempercepat suatu reaksi 1012-1020 kali, tanpa ikut terlibat dalam reaksi tersebut. Enzim dikenal juga sebagai katalis biologis (biokatalisator). Keunggulan enzim dibanding katalisator kimia adalah karena sifatnya yang efisien, selektif, dapat diprediksi, proses reaksi tanpa produk samping dan ramah lingkungan. Enzim secara alamiah terdapat di alam dalam jumlah melimpah, yaitu pada tanaman, binatang, dan mikroba.