BIOTEKNOLOGI PERTANIAN DAN PETERNAKAN

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.

1.            Bioteknologi Pertanian

a.      Kultur Jaringan

Kultur artinya pembudidayaan, sedangkan jaringan artinya sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. Dengan demikian, Kultur Jaringan (tissue culture) berarti membudidayakan suatu jaringan makhluk hidup menjadi individu baru yang mempunyai sifat sama seperti induknya.

Totipotensi adalah kemampuan setiap sel tumbuhan (dari bagian mana saja sel tersebut diambil) yang diletakkan dalam lingkungan yang sesuai, akan tumbuh menjadi tumbuhan sempurna.

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

Teknik kultur jaringan sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang disebut eksplan secara aseptic 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 pemberian nutrisi, sebagian sel pada permukaan irisan tersebut akan membentuk gumpalan sel yang disebut kalus. Kalus dapat dipisah-pissahkan, kemudian dipindahkan ke dalam medium khusus sehingga tumbuh membentuk tanaman kecil yang berakar, berbatang, dan berdaun (plantlet). Plantlet kemudian diaklimatisasi di tumah kaca. Dengan teknik kultur jaringan ini, hanya dari satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan plantlet dalam jumlah besar.

b.      Pembastaran

Pembastaran atau persilangan merupakan perkawinan antara dua individu tanaman yang berbeda varietas, tetapi masih dalam satu spesies. Pembastaran merupakan sara yang sederhana, murah, dan paling mudah uuntuk 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.

c.       Teknologi Nuklir

i.        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.

ii.      Pemberantasan hama tanaman

Penggunaan sinar radioaktif untuk pemberantasan 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.

iii.    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.

iv.    Mengetahui masa pemupukan yang paling baik

Setiap tanaman mempunyai masa pertumbuhan yang berbeda. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, perlu pemupukan yang tepat sesuai dengan masa pertumbuhan. Melalui penggunaan radioaktif, dapat diketahui masa yang paling tepat untuk melakukan pemupukan.

d.      Pengelolaan Lahan Pertanian

Pengelolaan lahan pertanian 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, yang dijabarkan sebagai berikut :

i.        Pengolahan Tanah

Tanah yang baik adalah tanah yang subur sehingga mampu menyediakan bahan kebutuhan tanaman. Agar tanah mampu menyediakan bahan berupa air dan unsur hara, tanah harus gembur dan cukup rongga udara, mampu menahan air, kaya unsur hara, cukup mengandung bahan organic, dan mempunyai kadar asam dan basa tertentu. Pengolahan tanah yang baik dapat dilakukan dengan cara mencangkul atau membajak sawah, membuat terasering pada lahan miring, mengatur jarak tanam, dan mengatur pola tanam.

ii.      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.

iii.    Pemupukan

Tujuan pemupukan adalah uuntuk mengembalikan unsur hara yang hilang. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemupukan adalah dosis pupuk, masa pertumbuhan tanaman, dan jenis pupuk.

iv.    Pengairan yang Baik

Peningkatan produksi pangan juga dipengaruhi oleh pengairan yang baik. Pada lahan tadah hujan, pengairan bergantung pada hujan. Untuk mengatasi masalah keterbatasan air, dibuatlah waduk atau bendungan untuk menampung air. Dengan demikian, pada musim kemarau, sawah tetap mendapat pasokan air sehingga hasil panen dapat meningkat.

v.      Pemberantasan Hama, Gulma, dan Penyakit Tanaman

Pemberantasan hama, gulma, dan penyakit tanaman dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu secara biologis menggunakan predator atau pemangsa hama tersebut, secara kimiawi dengan menggunakan bahan-bahan kimia (pestisida), secara ekologis dengan mengadakan rotaasi tanaman, dan secara fisika dengan radiasi untuk memandulkan hewan jantan.

e.       Teknologi Hidroponik

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

Elemen dasar yang dibutuhkan tanaman sebenarnya bukanlah tanah, tetapi zat makanan dan air yang terkandung dalam tanah yang diserap akar.

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

f.       Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika merupakan suatu usaha memanipulasi sifat genetik makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup yang memiliki sifat yang diinginkan. Rekayasa dapat dilakukan dengan menambah, mengurangi, atau menggabungkan dua materi genetic (DNA) yang berasal dari dua organisme berbeda. Hasil penggabungan dua materi genetika yang berasal dari dua organisme yang berbeda disebut DNA rekombinan. Organisme hasil dari rekayasa genetika disebut organisme transgenik.

2.            Bioteknologi Peternakan

a.      Hibridisasi

Hibridisasi merupakan perkawinan antara dua individu hewan yang mempunyai dua sifat beda, tetapi masih dalam satu spesies.

b.      Inseminasi Buatan

Inseminasi buatan merupakan proses pembuahan dengan bantuan manusia. Proses inseminasi buatan adalah sebagai berikut : sperma dari hewan jantan unggul ditampung di dalam cawan petri. Sperma tersebut kemudian dimasukkan ke dalam alat inseminasi buatan. Setelah itu, alat inseminasi buatan dimasukkan ke Rahim hewan betina dan sperma disuntikkan secara perlahan-lahan.

Inseminasi buatan memiliki beberapa keunggulan, yaitu sperma dari hewan pejantan unggul dapat disimpan, sperma dari satu pejantan dapat membuahi banyak hewan betina, dan meningkatkan angka kelahiran dengan cepat.