Archive for the ‘Teknologi’ Category

Optimasi Priming Benih dengan Boron untuk Meningkatkan Perkecambahan dan Pertumbuhan Bibit Gandum

by

Saba Iqbal,Muhammad Farooq1, Ahmed Nawaz, Atique-Ur-Rehman And Abdul Rehman

Department of Agronomy, University of Agriculture, Faisalabad-38040, Pakistan

1Corresponding author’s e-mail: farooqcp@gmail.com

Diringkas oleh

Muhammad Hatta

 

Abstrak

Boron (B) memainkan peran penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Kajian ini dilakukan untuk mengoptimalkan perlakuan priming benih dengan B untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awal kecambah gandum. Benih gandum kultivar Mairaj-208 dan Faisalabad-208 direndam dalam larutan B beraerasi dengan berbagai konsentrasi (0,001; 0,01; dan 0,1 % b/v) selama 12 jam. Benih yang direndam dalam air beraerasi (hidropriming) selama 12 jam dan benih kering yang tidak diperlakukan digunakan sebagai kontrol. Benih gandum yang dipriming dalam larutan B 0,001 dan 0,01% menurunkan waktu berkecambah 50% dan waktu rata-rata berkecambah, akan tetapi tidak mempengaruhi perkecambahan akhir. Di atas konsentrasi itu, ada pengaruh buruk terhadap perkecambahan dan pertumbuhan kecambah kedua kultivar. Priming benih dengan B 0,001% juga meningkatkan panjang akar dan tunas dan berat kering kecambah. Benih gandum dapat dipriming dengan B 0,001% untuk mendapatkan tegakan yang lebih baik dan seragam serta pertumbuhan kecambah gandum yang lebih awal.

Latar belakang penelitian ini adalah sebagai berikut:

Boron merupakan salah satu unsur mineral esensial yang mengatur beberapa proses fisiologis penting termasuk pembelahan dan pemanjangan sel, metabolisme karbohidrat, translokasi asimilat, dan perkembangan dinding. Boron juga memainkan peran penting dalam perkecambahan serbuk sari, pertumbuhan tabung polen, kesuburan bunga dan perkembangan biji. Seperti halnya nutrisi mikro lainnya, pupuk boron dapat diberikan melalui penyemprotan daun, fertigasi, perlakuan benih dan pemupukan tanah. Meskipun, setiap metode pemupukan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan, pemberian nutrisi mikro sebagai perlakuan benih atau priming menjadi populer akhir-akhir ini.

Pada priming benih, pertama, benih direndam dalam larutan potensi air rendah untuk jangka waktu tertentu. Kemudian, benih dikeringkan kembali agar penanganan rutin menjadi mudah. Benih yang dipriming menunjukkan perkecambahan yang seragam dan lebih awal serta terkadang total persentase perkecambahannya lebih besar pada berbagai kondisi lingkungan yang beragam.

Peningkatan perkecambahan yang diikuti oleh pertumbuhan dan hasil yang lebih baik disebabkan oleh akumulasi metabolit pemacu perkecambahan, pengaturan osmotik, dan perbaikan metabolik selama imbibisi. Dengan menggunakan sumber hara dan pupuk komersial sebagai bahan priming, efek positif dari priming benih adalah perbaikan suplai nutrisi terhadap benih. Namun demikian, pengaruh positif ini sering bergantung pada konsentrasi hara dalam larutan priming. Sebelumnya, optimalisasi boron (B) sebagai priming benih untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awal kecambah padi telah pernah dilakukan. Namun, B jarang dicoba sebagai agen priming pada gandum. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengoptimalkan perlakuan priming benih dengan B untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awal kecambah gandum.

Metode yang digunakan adalah sebagai berikut:

Benih gandum kultivar Mairaj 2008 dan Faisalabad 2008, yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh masing-masing dari Lembaga Pertanian Regional, Bahawalpur, Pakistan dan Lembaga Penelitian Gandum, Lembaga Penelitian Pertanian Ayub, Faisalabad, Pakistan.

Biji, kedua kultivar gandum, direndam dalam larutan asam borat [0,1, 0,01 dan 0,001% (b /v) boron]. Benih yang direndam dalam air biasa beraerasi dan benih yang tidak diperlakukan digunakan sebagai kontrol. Pada keduanya, perendaman dilakukan selama 12 jam dalam larutan (nutripriming) beraerasi atau air biasa (hidropriming) beraerasi pada rasio benih dengan larutan 1:5 (b/v). Aerasi diberikan dengan pompa akuarium. Setelah dikeluarkan dari masing-masing larutan , benih dibilas dengan air dan dikeringkan di udara di bawah naungan sampai berat awalnya.

Benih yang diperlakukan dan yang tidak diperlakukan dari kedua kultivar gandum ditabur di antara dua lapisan kertas saring Whatman 42 lembab di dalam petridish (masing-masing 10 biji) dan ditempatkan pada suhu kamar (20°C ± 3). Percobaan menggunakan rancangan acak lengkap pola faktorial dengan lima ulangan.

Percobaan diamati setiap hari untuk mencatat perkecambahan berdasarkan Asosiasi Analis Benih Resmi (AOSA, 1990) sampai hitungan mencapai konstan. Waktu untuk berkecambah 50% (T50) dihitung berdasarkan Farooq et al. (2005). Rata-rata waktu perkecambahan dihitung berdasarkan Ellis dan Roberts (1981) dan perkecambahan akhir dinyatakan dalam persentase. Setelah konstan, tanaman dikurangi dan hanya dipertahankan 3 tanaman saja per petri. Jumlah daun dihitung setiap hari, panjang tunas dan akar diukur dengan penggaris setiap hari sampai panen terakhir. Percobaan dihentikan 10 hari setelah semai dan berat kering bibit ditimbang setelah pengeringan bahan tanaman dalam oven.

Data percobaan dianalisis secara statistik menggunakan software statistik MSTAT-C. Analisis varian digunakan untuk menguji signifikansi dari sumber varian, sedangkan perbedaan di antara perlakuan dibandingkan dengan menggunakan uji BNT (P = 0,05) (Steel et al., 1996). Standar error dihitung dengan MS-Excel dan data disajikan dalam bentuk grafik dengan menggunakan program yang sama.

Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Priming dengan B secara signifikan mempengaruhi waktu berkecambah 50% (Gambar 1), rata-rata waktu berkecambah (Gambar 2) dan perkecambahan akhir (Gambar 3) pada kedua kultivar gandum yang diuji. Pada kedua kultivar gandum, kecuali pada priming benih dengan B 0,1%, priming benih nyata menurunkan waktu berkecambah 50% (Gambar 1) dan rata-rata waktu berkecambah (Gambar 2). Namun, tidak ada perbedaan antara priming benih dengan B 0,01% dan 0,001% dengan hidropriming pada waktu berkecambah 50% (Gambar 1). Pada kultivar Miaraj-2008, priming benih dengan B 0,01% dan 0,001% memiliki rata-rata waktu perkecambahan minimum, namun pada kultivar Faisalabad-2008, rata-rata waktu perkecambahan minimum terlihat pada priming benih dengan B 0,001% dan hidropriming (Gambar 2). Meskipun tidak ada perlakuan benih priming yang meningkatkan perkecambahan akhir, namun priming benih dengan B 0,1% nyata menurunkan perkecambahan pada kedua kultivar gandum (Gambar 3).

clip_image004

Gambar 1. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap waktu berkecambah 50% pada gandum kultivar Mairaj-2008 dan Faisalabad-2008.

clip_image006

Gambar 2. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap rata-rata waktu berkecambah pada gandum kultivar Mairaj-2008 dan Faisalabad-2008.

clip_image008

Gambar 3. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap perkecambahan akhir pada gandum kultivar Mairaj-2008 dan Faisalabad-2008.

Pada kedua kultivar yang diuji, daun muncul lebih awal pada benih yang dipriming dengan larutan B 0,001%. Pada kultivar Mairaj-2008, lebih banyak jumlah daun yang tercatat pada priming benih dengan B 0,001% dari awal sampai akhir, namun pada kultivar Faisalabad-2008, awalnya jumlah daun lebih banyak pada priming benih dengan 0,001%, tetapi pada tahap-tahap selanjutnya lebih banyak jumlah daun tercatat pada hidropriming (Gambar. 4).

clip_image010

Gambar 4. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap jumlah daun gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Pada kultivar Mairaj-2008, panjang akar awalnya lebih banyak tercatat pada priming benih dengan larutan B 0,01 dan 0,001%, tetapi pada tahap berikutnya, perlakuan tersebut tidak berbeda dengan kontrol yang tidak diperlakukan. Pada kultivar Faisalabad-2008, benih yang dipriming dengan larutan B 0,01 dan 0,001% memiliki akar lebih panjang dibanding kontrol dari awal sampai akhir. Akan tetapi, priming benih dengan B 0,1% menurunkan panjang akar pada kedua kultivar (Gambar. 5).

clip_image012

Gambar 5. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap panjang akar gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Untuk panjang tunas serupa juga, pada kultivar Mairaj-2008, tunas awalnya lebih panjang terdapat pada priming benih dengan B 0,001%, tetapi pada akhirnya, panjang tunas sama pada semua perlakuan kecuali priming benih dengan larutan B 0,1% (Gambar. 6). Akan tetapi, pada kultivar Faisalabad-2008, awalnya tunas lebih panjang pada benih yang dihidropriming, diikuti oleh priming benih dengan larutan B 0,01 dan 0,001%, tetapi pada tahap akhir, panjang akar hampir sama pada semua perlakuan kecuali benih yang dipriming dengan larutan B 0,1%. Pada kedua kultivar, priming benih dengan larutan B 0,1% menurunkan panjang tunas (Gambar 6).

clip_image014

Gambar 6. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap panjang tunas gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Pada kedua kultivar, hidropriming dan priming benih dengan larutan B 0,01 dan 0,001% nyata meningkatkan berat kering kecambah dibanding dengan kontrol yang tidak diperlakukan. Priming benih dengan larutan B 0,001% adalah yang terbaik (Gambar 7). Sebaliknya, priming benih dengan lautan B 0,1% nyata menurunkan berat kering kecambah dibandingkan dengan kontrol yang tidak diperlakukan.

clip_image016

Gambar 7. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap berat kering kecambah gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Pembahasan yang diberikan adalah sebagai berikut:

Penelitian ini mengungkapkan bahwa priming benih dengan boron, terutama pada konsentrasi rendah, memiliki potensi yang signifikan untuk meningkatkan penampilan kecambah dan pertumbuhan awal bibit gandum. Priming benih dengan larutan boron pada konsentrasi rendah mengurangi waktu berkecambah 50% (Gambar 1) dan rata-rata waktu perkecambahan (Gambar 2), yang menunjukkan kemungkinan keterlibatan boron dalam metabolisme pati pada konsentrasi yang sangat rendah. Keduanya, waktu 50% berkecambah dan rata-rata waktu perkecambahan adalah indikator penting dari vigor benih. Priming benih memicu enzim hidrolitik dan mengubah proses fisiologis embrio, sehingga metabolisme perkecambahan dapat terjadi lebih cepat dari biasanya. Namun, priming dengan konsentrasi boron B yang tinggi adalah beracun bagi pertumbuhan tanaman (Gambar 1-7).

Munculnya daun lebih dini (Gambar 4) dari biji yang dipriming dengan larutan boron pada konsentrasi rendah mungkin merupakan akibat dari permulaan kemunculan yang lebih dini (Gambar 1 dan 2). Ini juga menunjukkan keterlibatan boron dalam pengaturan hormon tanaman, pembelahan sel dan perannya terhadap daerah pertumbuhan aktif tanaman seperti ujung akar, daun baru dan perkembangan tunas. Peningkatan panjang tunas dan akar (Gambar 5 dan 6) pada priming benih dengan boron mengindikasikan kemungkinan boron terlibat dalam pertumbuhan meristematik radikula dan premordia plumula. Permulaan perkecambahan yang lebih dini (Gambar 1 dan 2) dan peningkatan panjang akar dan tunas (Gambar 5 dan 6) memberikan kontribusi pada peningkatan berat bibit kering (Gambar 7) dari priming benih dengan boron 0,001%

Kesimpulannya, priming benih dengan boron 0,001% meningkatkan kedinian dan keseragaman perkecambahan, panjang tunas dan akar, dan berat kering bibit. Priming benih gandum dengan boron 0,001% dapat membantu untuk mendapatkan penampilan bibit yang lebih baik dan seragam serta pertumbuhan bibit yang lebih dini.

Daftar pustaka yang dipakai adalah sebagai berikut:

Al-Mudaris, M.A. and S.C. Jutzi, 1999. The influence of fertilizer-based seed priming treatments on emergence and seedling growth of Sorghum bicolor and Pennisetum glaucum in pot trials under greenhouse conditions. J. Agron. Crop Sci., 182: 135–141 Association of Official Seed Analysts (AOSA), 1990. Rules for testing seeds. J. Seed Technol., 12: 1–112

Bam, R.K., F.K. Kumaga, K. Ofori and E.A. Asiedu, 2006. Germination,vigour and dehydrogenase activity of naturally aged rice (Oryza sativa L.) seeds soaked in potassium and phosphorous salts. Asian J. Plant Sci., 5: 948–955

Bohnsack, C.W. and L.S. Albert, 1977. Early effects of boron deficiency on indole acetic acid oxidase levels of squash root tips. Plant Physiol., 59: 1047–1050 Bradford, K.J., 1986. Manipulation of seed water relations via osmotic priming to improve germination under stress conditions. Hort. Sci., 21: 1105–1112

Burgass, R.W. and A.A. Powell, 1984. Evidence for repair processes in the invigoration of seeds by hydration. Ann. Appl. Biol., 53: 753– 57 Ellis, R.A. and E.H. Roberts, 1981. The quantification of ageing and survival in orthodox seeds. Seed Sci. Technol., 9: 373–409 Farooq, M., A. Rehman, T. Aziz and M. Habib, 2011. Boron nutripriming improves the germination and early seedling growth of rice (Oryza sativa L.). J. Plant Nutr., 34: 1507–1515

Farooq, M., A. Wahid and K.H.M. Siddique, 2012. Micronutrient application through seed treatments – a review. J. Soil Sci. Plant Nutr., 12: 125–142 Farooq, M., S.M.A. Basra, A. Wahid, A. Khaliq and N. Kobayashi, 2009. Rice seed invigoration. In: Lichtfouse, E. (ed.), Organic Farming, Pest Control and Remediation of Soil Pollutants, Sustainable Agriculture Reviews, pp. 137–175. Springer: Berlin

Farooq, M., S.M.A. Basra, M. Khalid, R. Tabassum and T. Mehmood, 2006. Nutrient homeostasis, reserves metabolism and seedling vigor as affected by seed priming in coarse rice. Canadian J. Bot., 84: 1196–1202

Farooq, M., S.M.A. Basra, K. Hafeez and N. Ahmad, 2005. Thermal hardening: a new seed vigor enhancement tool in rice. J. Integr. Plant Biol., 47:187–193

Herrera-Rodriguez, M.B., A. Gonzalez-Fontes, J. Rexach, J.J. Camacho-Cristobal, J.M. Maldonado and M.T. Navarro-Gochicao, 2010. Role of boron in vascular plants and response mechanism to boron stresses. Plant Stress, 4: 115–122

Loomis, W.D. and R.W. Durst, 1992. Chemistry and biology of boron. Biol.Factors, 3: 229–239

Marschner, H., 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants. 2nd edition, p: 889. Academic Press, New York, USA

Oosterhuis, D.M., 2001. Physiology and Nutrition of High Yielding Cotton in the USA, pp: 18–24. In Informacoes Agronomicas N-Setembro Siddiky, M.A., N.K. Halder, K.U. Ahammad, K.

Anam and M. Rafiuddin, 2007. Response of brinjal to zinc and boron fertilization. Int. J.

Sustain. Agric. Technol., 3: 40–45

Steel, R.G.D., J.H. Torrie and D.A. Dicky, 1997. Principles and Procedures of Statistics, A Biometrical Approach, 3rd edition, pp: 352–358. McGraw Hill, Inc. Book Co., New York, USA

Wang, Q., L.U. Longdou, W.U. Xiaoqin, L.I. Yiqin and L.I.N. Jinxing, 2003. Boron influences pollen germination and pollen tube growth in Picea meyeri. Tree Physiol., 23: 345–351

Warington, K., 1923. The effect of boric acid and borax on the broadbean and certain other plants. Annl. Bot., 37: 457–466

Iklan

PERTANIAN DAN TANAMAN TRANSGENIK: RESIKO DAN MANFAATNYA

By Umesh Prasad Shrivastava

 

disarikan oleh

Muhammad Hatta

Tulisan ini diangkat dari artikel yang berjudul “TRANSGENIC PLANTS: REVIEW ON RISKS AND BENEFITS IN THE ENVIRONMENT OF DEVELOPING COUNTRIES” oleh Umesh Prasad Shrivastava. Tulisan ini tidak menyajikan seluruh isi artikel, tetapi hanya sebagian saja dari artikel aslinya.

Pendahuluan

Organisme transgenik, disebut juga sebagai organisme-yang-dimodifikasi-secara-genetik (OMG), umumnya diproduksi dengan menerapkan teknik-teknik rekayasa genetika atau modifikasi bahan genetik tanaman (Skerritt, 2000). Secara sederhana, modifikasi genetik dapat didefinisikan sebagai tranfer bahan genetik dari spesies yang berbeda (tumbuhan, bakteri atau hewan) atau dari gen yang disintesis secara kimiawi ke dalam tanaman sasaran. Rekayasa genetika tanaman pertama yang sukses dilaporkan pada tahun 1983. Tanaman berdaun lebar seperti tembakau dan tomat dapat dimodifikasi dengan mudah, tetapi tidak ada laporan keberhasilan transformasi genetik pada tanaman biji-bijian seperti padi dan jagung sampai akhir tahun 1980-an.

Transformasi genetik yang berhasil pada tanaman barley dan gandum baru terjadi pada pertengahan 1990-an (Skerritt, 2000). Gen (sebagai bagian dari kromosom daripada sebagai gen tunggal) secara spontan ditransfer dari tanaman rumput seperti Agropyron ke gandum dan varietas turunannya digunakan untuk makanan manusia tanpa kontroversi. Teknik lain seperti penggunaan kultur jaringan tanaman, mutasi induksi, haploid ganda dan hibrida F1 juga melibatkan campur tangan pemuliaan alami tetapi tidak terjadi kontroversi. Hal yang membedakan tanaman rekayasa genetika adalah gen sasaran yang akan digunakan dan fakta bahwa gen sasaran tidak dibatasi hanya berada pada spesies yang sama. Sesungguhnya, potensi untuk bisa menggunakan gen manusia atau hewan pada tanaman merupakan contoh potensi teknologi. Namun demikian, ada kemungkinan bahwa penggunaan yang demikian memiliki dampak negatif pada persepsi publik terhadap rekayasa genetika.

Status tanaman transgenik yang ditanam di lapangan saat ini

Penanaman komersial tanaman transgenik pertama dimulai pada tahun 1995 dan pada tahun 2000, 44,2 juta ha tanaman transgenik telah ditanam di 13 negara (James, 2001). Penggunaan teknologi ini hanya meningkat 11% di seluruh wilayah tersebut pada tahun 1999 dan pada tahun 2000 meluas dengan sangat cepat (84%) di negara-negara berkembang. Di seluruh dunia, tanaman transgenik paling banyak ditanam di negara-negara maju (76% dari total luas) dan 24% di negara-negara berkembang. Sebagian besar daerah menanam empat jenis tanaman, yaitu kedelai (58%), jagung (23%), kapas (12%) dan canola (7%). Daerah pertanaman untuk kedelai dan kapas transgenik meningkat sejak tahun 1999, tetapi jagung dan canola menurun (James, 2001).

Meskipun banyak sifat telah dimasukkan ke dalam banyak spesies tanaman, tetapi hanya sedikit pada tanaman komersial, sebagian besar sifat tahan terhadap herbisida dan tahan terhadap serangga. Pada tahun 2000, 74% dari seluruh tanaman transgenik adalah tahan herbisida, toleran serangga 19% dan 7% mengandung kedua sifat tersebut. Kedelai tahan herbisida adalah tanaman transgenik yang paling banyak ditanam (59% dari area yang ditujukan untuk tanaman transgenik) dan jagung tahan insekta adalah nomor dua (15% dari area global).

Saat ini, ada kerangka berpikir yang kurang tepat sehingga dapat mengaburkan penilaian, aplikasi komersial potensial, dan evaluasi dari teknologi ini. Ketika para pihak industri tanaman transgenik diminta untuk menilai konsekuensi lingkungan yang potensial dari produk mereka, hasilnya tidak mengesankan (Purrington dan Bergelson, 1995). Dengan demikan, ada kebutuhan untuk membuat kerangka berpikir konseptual dan melibatkan lebih banyak ahli ekologi.

Penilaian risiko lingkungan dalam bingkai ekologi

Saat ini telah disadari bahwa bidang pertanian juga merupakan bagian dari "teater ekologi" di mana "permainan evolusi" terus dimainkan (Hutchinson, 1965). Ketika tanaman transgenik ditanam di lapangan, maka tanaman tersebut berinteraksi dengan banyak spesies lain yang tumbuh di sekitar lingkungan tersebut dan melakukan proses ekologi di lapangan pertanian. Sangat alami, tanaman ini adalah "aktor" alam yang memainkan peran penting dalam "teater ekologi." Peran yang dimainkan bersama-sama dengan tanaman transgenik, memunculkan sejumlah pertanyaan, yang disebutkan di bawah ini.

1. Herbivora yang makanannya bergantung pada tanaman tersebut di atas atau di bawah tanah. Bagaimana pengaruhnya terhadap herbivora non-target (dan keanekaragaman hayati)?

2. Tanaman lain, apakah satu jenis atau individu dari spesies lain ? Bagaimana dengan invasi dan transfer gen?

3. Musuh alami organisme ini. Apa konsekuensi dari pengendalian hama alami?

4. Penyerbuk pada bunga mereka. Apa konsekuensi potensial terhadap serangga penyerbuk?

5. Simbion yang hidup di zona akar, seperti mikoriza atau bakteri pengikat nitrogen. Bagaimana mereka berinteraksi?

6. Detritivore dan pengurai yang memakan bagian tanaman mati. Bagaimana hal ini mempengaruhi proses ekologi tanah dalam mempertahankan kesuburan tanah, siklus hara dan pertumbuhan tanaman?

Pengaruhnya terhadap keanekaragaman hayati

Di daerah pertanian intensif, terutama di belahan bumi utara, pertanian merupakan faktor manajemen lingkungan yang signifikan, dan banyak keanekaragaman hayati pada negara-negara itu ada pada lapangan pertanian budidaya (Krebs et al., 1999). Oleh karena itu, perubahan pola manajemen pertanian memiliki konsekuensi yang signifikan bagi keanekaragaman hayati di negara-negara tersebut.

Tanaman tahan herbisida diproyeksi akan memungkinkan pengendalian gulma lebih efisien. Keberatan terhadap kondisi ini mulai ada, terutama di Inggris, yang menekankan konsekuensi negatif pada keanekaragaman hayati di pedesaan. Penjelasan yang diajukan adalah hanya sedikit tanaman biji-bijian yang dapat bertahan hidup untuk menyediakan sumber daya bagi banyak organisme mulai dari invertebrata sampai burung. Kemungkinan pengaruh dari skenario seperti itu didekati dengan pemodelan (Watkinson et al., 2000). Mereka mendebat dengan menggunakan model gulma (Chenopodium album) dan burung penyanyi (skylark, Alauda arvensis) di lapangan untuk memprediksi dampak tanaman gula bit yang tahan herbisida terhadap keanekaragaman hayati pada umumnya. Hasilnya menunjukkan bahwa ada potensi pengaruh negatif yang signifikan terhadap burung pemakan bijian. Keprihatinan tersebut mendorong pemerintah Inggris melarang menanam tanaman transgenik secara komersial dan mulai melakukan pengujian sekala lapangan selama 4 tahun untuk mempelajari apa pengaruh tanaman transgenik tahan herbisida terhadap keanekaragaman hayati (Firbank et al., 1999). Sejauh ini, hasil kajian yang dipublikasikan dari pengaruh tanaman transgenik terhadap keanekaragaman hayati rada tidak sempurna (Hilbeck et al., 2000).

Konsekuensi dari perlarian gen dan agresi

Perlarian gen diakui sebagai bahaya yang berpotensi (Wolfenbarger & Phifer, 2000). Ini dapat terjadi akibat adanya kemungkinan kawin silang dan hibridisasi dengan kerabat liarnya (Elstrand et al., 1999). Konsekuensi ekologisnya bisa menjadi serius jika terjadi perubahan sifat kejaguran atau agresi dari tanaman transgenik. Agresi telah diakui sebagai ancaman utama di Selandia Baru, tetapi agresi juga terjadi di seluruh dunia (Vitousek et al., 1997a). Data yang berkaitan dengan kejaguran atau agresi dari tanaman rekayasa genetika masih langka. Tanaman canola yang mengandung gen Bt-toksin memiliki kejaguran pada kondisi adanya serangga herbivora (Stewart et al., 1997). Dalam sebuah studi jangka panjang terhadap daya bertahan hidup di alam liar dan agresi tanaman tahan herbisida di daerah yang berbeda dari Kepulauan Inggris, didapatkan bahwa tidak ada galur tanaman rekayasa genetika bisa bertahan hidup lebih lama dari 4 tahun bila ditanam di habitat alami (Crawley et al, 2001.). Namun, keberhasilan agresi terkait dengan skala dan agak sulit untuk memprediksi konsekuensinya pada pertanaman skala luas dari tanaman transgenik dari studi skala yang terbatas.

Pengaruhnya terhadap musuh alami

Tanaman tahan insekta targetnya adalah untuk mengurangi kepadatan serangga tertentu yang makan tanaman itu. Akan tetapi, serangga ini juga berfungsi sebagai mangsa dari berbagai musuh alami. Pengaruh potenial yang penting dari tanaman transgenik adalah konsekuensi dari terjadinya perubahan keberadaan dan kepadatan mangsa bagi musuh alami. Jika kepadatan mangsa berkurang, maka pengaruh aliran langsungnya adalah berkurangnya juga kepadatan musuh alami mereka. Kentang transgenik yang mengendalikan kumbang kentang Colorado mungkin bertanggung jawab atas penurunan predator kumbang tanah (Riddick et al., 1998).

Insekta predator dan parasitoid juga sensitif terhadap kualitas mangsanya di satu sisi dan di sisi lain, tanaman menentukan kualitas mangsa. Dengan demikian, terjadi tiga arah interaksi di lapangan (Price et al, 1980.). Banyak contoh tersebut diakui terjadi di lingkungan tanaman transgenik atau lingkungan yang serupa. Sebagi contoh, lebah parasitoid Eulophus pennicornis telah berkurang kemampuan parasitnya terhadap inang cacing-buah-tomat (Lacanobia oleracea) dari tanaman kacang buncis yang mengandung inhibitor tripsin (Bell et al., 2001). Parasitoid juga dapat bereaksi tingkat perilakunya terhadap tanaman inang yang berasal dari tanaman transgenik (Schuler et al., 1999).

Kumbang dewasa, ketika diberi kutu daun yang dipelihara pada kentang transgenik (mengekspresikan lektin snowdrop), mengalami pengaruh negatif. Betina dewasa (tapi tidak yang jantan) umurnya berkurang, peletakan telur dan viabilitas telur menurun (Birch et al, 1999.). Menariknya, larva kumbang yang sama t tidak menderita konsekuensi yang sama (Down et al., 2000).

Dalam kasus lain, kumbang tanah dewasa memakan lebih sedikit mangsa ulatnya ketika mangsanya ini dipelihara pada diet yang mengandung inhibitor proteinase vs diet normal. Pengaruh ini berlangsung lebih lama daripada paparan sebenarnya terhadap mangsa yang dimanipulasi dan tergantung pada usia (Jørgensen & Lovei, 1999). Inhibitor proteinase tampaknya mempengaruhi kesesuaian herbivora sebagai mangsa dari predator ini.

Pengaruhnya terhadap penyerbuk

Lebih dari 25% tanaman pangan dunia diserbuki oleh hewan. Organisme penyerbuk di daerah beriklim dingin sebagian besar adalah serangga, yaitu lebah dan tawon (Buchmann & Nabham 1996). Mereka bisa menjadi agen penyebar serbuk sari dan terpapar ke setiap produk transgenik yang ada dalam serbuk sari atau nektar. Lebah dan tawon dapat dipengaruhi oleh produk transgenik (Malone et al, 2001.), Dengan demikian, studi sistematis terhadap penilaian risiko lingkungan tanaman transgenik tampaknya penting, yang dapat menyakinkan kita bahwa layanan ekosistem tidak dalam keadaan rusak (Lovei et al. , 2001).

Pengaruhnya terhadap organisme tanah dan dekomposer

Bt-toksin dilaporkan terdapat dalam eksudat akar jagung Bt-transgenik. Konsentrasinya cukup untuk membunuh serangga, (Saxena et al., 2000). Akibatnya untuk masa jangka panjang masih belum diketahui. Pengaruh sementara dan perubahan signifikan telah dilaporkan terhadap populasi protozoa dalam tanah pada galur kentang rekayasa genetik (Griffiths et al., 2000). Pemeliharaan kesuburan tanah tergantung pada proses biologi, oleh karenanya pengujian pengaruh tanaman transgenik terhadap proses dalam tanah menjadi sangat penting.

Banyak aktor berperan serta dalam proses ekologis yang berguna dan diperlukan untuk produksi pertanian. Proses ini disebut ‘jasa ekosistem’ (Lovei, 2001). Kerangka pikir dari ‘jasa ekosistem’ ini akan berguna dalam rangka untuk membuat konsep penilaian risiko lingkungan dari tanaman transgenik.

Pengaruhnya terhadap organisme non-target

Organisme bukan target yang memakan tanaman dapat dipengaruhi oleh tanaman tahan insenkta. Misalnya, serbuk sari jagung transgenik, yang diletakkan pada daun milkweed dapat menyebabkan kematian larva kupu-kupu raja (Danais plexippus) (Losey et al., 1999), yang merupakan spesies yang penting pada konservasi alam di Amerika Serikat. Penelitian ini memberikan dampak yang berbahaya bagi jenis lainnya, yang menunjukkan bahwa serbuk sari alami dapat menyebabkan kematian yang signifikan (Hansen Jesse dan Obrycki, 2000). Akan tetapi, larva dari swallowtail hitam (Papilio polyxenes) tidak sensitif terhadap serbuk sari jagung transgenik (Wraight et al., 2000).

Manfaat ekologi potensial

Evaluasi dampak lingkungan dari organisme transgenik sering berpusat pada risiko yang menyertainya. Hal ini dapat dibenarkan, karena setiap, teknologi baru dalam skala besar memang memiliki risiko dan konsekuensi yang tidak terduga. Namun, sejumlah argumen memperlihatkan adanya dampak lingkungan positif dari produksi skala besar tanaman transgenik (Wolfenbarger dan Phifer, 2000).

Mengurangi dampak lingkungan dari pestisida

Herbisida dan pestisida memiliki potensi bahaya bagi pencemaran lingkungan, sementara tanaman transgenik dapat menurunkan penggunaan bahan kimia berbahaya bagi lingkungan untuk mengendalikan gulma dan hama. (Wolfenbarger dan Phifer, 2000). Sebagai contoh, berkurang frekuensi perlakuan dapat membawa berkurangnya pencemaran pestisida jika paralel dengan berkurangnya jumlah pestisida dan herbisida yang digunakan. Konflik klaim telah banyak terjadi tentang pengaruh tanaman toleran herbisida di Amerika Serikat (Carpenter dan Gianessi, 2000). Dengan tidak adanya dokumentasi yang diterbitkan di mana asumsi dan validitas dari argumen tersebut dapat diperiksa, maka tidak ada kesimpulan yang bisa ditarik (Wolfenbarger dan Phifer, 2000).

Peningkatan hasil

Jika hasil panen meningkat, maka sedikit daerah budidaya diperlukan untuk menghasilkan jumlah pangan yang dibutuhkan oleh manusia. Hal ini dapat mengakibatkan berkurangnya tekanan terhadap lahan yang belum ditanami dan memungkinkan bisa lebih banyak lahan dibiarkan untuk konservasi. Manfaat lingkungan yang potensial ini mungkin sangat besar terjadi di negara-negara berkembang di mana sebagian besar peningkatan produksi pertanian dihasilkan dari pembukaan daerah-daerah baru.

Konservasi tanah

Tanaman toleran herbisida memungkinkan petani untuk meninggalkan penggunaan herbisida pra tumbuh. Pergeseran ke pengendalian gulma pascatumbuh ini dapat meningkatkan praktek pengolahan tanpa olah dan konservasi tanah, menurunkan erosi tanah, kehilangan air, dan meningkatkan bahan organik tanah (Cannell dan Hawes, 1994).

Fitoremediasi

Penekanan diberikan dalam perbaikan pencemaran tanah dan air in situ dengan tanaman transgenik dan mikro-organisme. Tanaman transgenik dapat menyerap logam berat dari tanah (Gleba et al., 1999) atau mendetoksifikasi polutan (Bizily et al., 2000). Hal ini belum digunakan secara luas, sehingga dampak lingkungannya belum banyak diteliti.

Kesimpulan

Berbagai tanaman transgenik telah diproduksi dengan menggunakan berbagai teknik. Tanaman ini berinteraksi dengan organisme lain dan lingkungan pertanian. Akan tetapi, budidaya tanaman ini menjadi bahan perdebatan. Berbagai pertanyaan tentang faktor risiko telah diajukan oleh banyak penulis, misalnya masalah yang terkait dengan konsekuensi dari perlarian gen, dampak negatif terhadap keanekaragaman hayati, musuh alami, penyerbuk, organisme tanah, pengurai dan berbagai organisme bukan-sasaran. Di sisi lain, pendukungnya memberikan penekanan dalam mendukung tanaman transgenik dan mengemukakan manfaatnya, misalnya berkurangnya dampak lingkungan dari pestisida dan insektisida, meningkatnya hasil, konservasi tanah dan air, dan fitoremediasi.

DAFTAR PUSTAKA

Bell, H.A., Fitches, E.C., Down, R.E., Ford, L., Marris, G.C., Edwards, J.P. et al.. (2001). Effect of cowpea trypsin inhibitor (CpTI) on the growth and development of the tomato moth Lacanobia oleracae (Lepidoptera: Noctuidae) and on the success of the gregarious ectoparasitoid Eulophus pennicornis (Hymenoptera: Eulophidae). Pest Management Science, 57, 57-65.

Birch, A.N.E., Geoghean, I.E., Majerus, M.E.N., McNicol, J.W., Hackett, C.A., Gatehouse, A.M.R. et al.. (1999). Tri-trophic interactions involving pest aphid, predatory 2-spot ladybirds and transgenic potatoes expressing snowdrop lectin for aphid resistance. Molecular Breeding, 5, 75-83.

Bizily, S.P., Rugh, C.L. & Meagher, R.B. (2000) Phytodetoxification of hazardousorganomercurials bygenetically engineered plants. Nature Biotechnology, 18, 213- 217.

Buchmann, S.L. & Nabham,G.P. (1996). The forgotten pollinators. Washington, D.C.: Island Press.

Cannell, R.Q. & Hawes, J.D. (1994). Trends in tillage practices in relation to sustainable crop production with special reference to temperate climates. Soil Tillage Research, 30, 245 – 282.

Carpenter, J. & Gianessi, L. (2000). Herbicide use on roundup ready crops. Science, 287, 803-804.

clip_image001Crawley, M.J., Brown, S.L., Hails, R.S., Kohn, D.D. & Rees, M. (2001). Transgenic crops in natural habitats. Nature, 409, 682-683.

Down, R.E., Ford, L., Woodhouse, S.D., Raemaekers, R.J.M., Leitch, B., Gatehouse, J.A. et al.. (2000) Snowdrop lectin (GNA) has no acute toxic effects on a beneficial insect predator, the 2-spot ladybird (Adalia bipunctata L.). Journal of Insect Physiology, 46, 379-391.

Elstrand, N.C., Prentice, H.C. & Hancock, J.F. (1999). Gene flow and introgression from domesticated plants into their wild relatives. Annual Review of Ecology and Systematics, 30, 539-563.

Firbank, L.G., Dewar, A.M., Hill M.O., May, M.J., Perry, J.N., Rothery, P. et al.. (1999). Farm-scale evaluation of GM crops explained. Nature, 399, 727-728.

Gleba, D., Borisjuk, N.V., Borisjuk, L.G., Kneer, R., Poulev, A., Sarzhinskaya, M. et al.. (1999). Use of plant roots for phytoremediation and molecular farming. Proceedings of National Academy of Science U.S.A., 96, 5973 – 5977.

Griffiths, B.S., Geoghean, I.E. & Robertson, W.M. (2000). Testing genetically engineered potato, producing the lectins GNA and ConA, on non-target soil organisms and processes, Journal of Applied Ecology, 37, 159-170.

Hansen Jesse, L.C. & Obrycki, J.J. (2000). Field deposition of Bt transgenic corn pollen: lethal effects on the monarch butterfly. Oecologia, 125, 241-248.

Hilbeck, A., Meier, M.S. & Raps, A. (2000). Review on non-target organisms and Bt-plants. EcoStrat GmbH, Zurich. 77 p.

Hutchinson, G.E. (1965). The ecological theatre and the evolutionary play. New Haven, U.S.A: Yale Univ. Press.

James, C. (1988). Global review of transgenic crops, 1998. ISAAA Briefs No. 8, International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, Ithaca, NY, USA. http://www.agbiotechnet.com/reports/ isaaa_briefs/Brief8.pdf

Jørgensen, H.B. & Lövei, G.L. (1999). Tritrophic effects on predator feeding: consumption by the carabid Harpalus affinis of Heliothis armigera caterpillars fed on proteinase inhibitor- containing diet. Entomologia Experimentalis et Applicata, 93, 113- 116.

Krattiger, A.F. (1997). Insect resistance to crops: A case study of Bacillus thuringiensis (Bt) and its transfer to developing countries, ISAAA Briefs No. 2, International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, Ithaca, NY, USA. http://www. agbiotechnet.com/reports/isaaa_briefs/Brief2. pdf

Krebs, J.R., Wilson, J.D., Bradbury, R.B. & Siriwardena, G.M. (1999). The second silent spring. Nature, 400, 611-612.

Losey, J.E., Rayor, L.S. & Carter, M.E. (1999). Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature, 399, 214.

Lövei, G.l. (2001). Ecological risks and benefits of transgenic Plants. New Zealand Plant Protection, 54, 93-100.

Malone, L.A., Burgess, E.P.J., Gatehouse, H.S., Voisey, C.R., Tregida, E.L. & Philip, B.A. (2001). Effects of ingestion of a Bacillus thuringiensis toxin and a trypsin inhibitor on honey bee flight activity and longevity. Apidologie, 32, 57-68.

Price, P.W., Bouton, C.E., Gross, P., Bruce, A.M., Thompson, J.N. and Weis, A.E. (1980). Interactions among three trophic levels: influence of plants on interactions between insect herbivores and natural enemies. Annual Review of Entomology, 11, 41-65.

Purrington, C.B. & Bergelson, J. (1995). Assessing weediness of trangenic crops: industry plays plant ecologist. Trends in Ecology and Evolution, 10, 340-342.

Riddick, E.W., Dively, G. & Barbosa, P. (1998). Effect of a seed-mix deployment of Cry3 A transgenic and non transgenic potato on the abundance of Lebia grandis (Coleoptera : Carabidae) and Coleomegilla maculata (Coleoptera : Coccinellidae). Annals of Entomology Society of America, 91, 647 – 653.

Saxena, D., Flores, S. & Stotzky, G. (2000). Insecticidal toxin in root exudates from Bt corn. Nature, 402, 480.

Schuler, T.H., Potting, R.P.J., Denholm , I. & Poppy, G.M. (1999). Parasitoid behaviour and Bt plants. Nature, 400, 825-826.

Skerritt, J. H. (2000). Genetically modified plants: developing countries and the public acceptance debate. AgBiotechNet, Vol. 2 February, ABN040.

Stewart, C.N. jr., All, J.N., Raymer, P.L. & Ramachadran, S. (1997). Increased fitness of transgenic insecticidal rapeseed under insect selection pressure. Molecular Ecology, 6, 773- 779.

Vitousek, P.M., D’Antonio, C.M., Loope, L.L., Rejmanek, M. & Westbrooks, R. (1997). Introduced species: a significant component of human-caused global change. New Zealand Journal of Ecology, 21, 1-16.

Watkinson, A.R., Freckleton, R.P., Robinson, R.A. & Sutherland, W.J. (2000). Predictions of biodiversity response to enetically modified herbicide-tolerant crops. Science, 289, 1554-1557.

Wolfenbarger, L.L. & Phifer, P.R. (2000). The ecological risks and benefits of genetically engineered plants. Science, 290, 2088­2093.

Wraight, C.L., Zangerl, A.R., Carroll, M.J. & Berenbaum, M.R. (2000). Absence of toxicity of Bacillus thuringiensis pollen to black swallowtails under field conditions. Proceedings of National. Academy of. Science U.S.A., 97, 7700-7703.

SIRAMAN AIR DINGIN PADA MEDIA MENINGKATKAN PERTUMBUHAN

PENDAHULUAN
Suhu tanah dan suhu udara tempat tanaman tumbuh akan berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman, termasuk juga bibit cabai. Pengaruhnya beragam. Suhu udara yang terlalu rendah menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat. Sebaliknya, suhu yang tinggi yang disertai pengairan kurang akan menghambat suplai unsur hara dan menyebabkan transpirasi tinggi. Menurut Prajnanta (1998) suhu tinggi juga akan merangsang perkembangbiakan hama seperti ulat, thrips, dan aphids. Suhu tinggi yang disertai daya kelembaban yang tinggi akan meningkatkan intensitas serangan bakteri Pseudomonas solanacearum penyebab layu akar serta merangsang perkembangbiakan cendawan dan bakteri. Suhu yang optimal untuk pertumbuhan tanaman cabai adalah 24-28˚C.
Perubahan suhu beberapa derajat saja dapat menyebabkan perubahan yang nyata dalam laju pertumbuhan tanaman. Setiap spesies dan varietas tanaman masing-masing mempunyai suhu kardinal yaitu suhu minimum, optimum dan maksimum. Laju pertumbuhan tanaman akan sangat rendah apabila tanaman dikondisikan di bawah suhu minimum dan di atas suhu maksimum, sedangkan pada kisaran suhu optimum akan diperoleh laju pertumbuhan tanaman yang lebih tinggi (Salisbury dan Ross, 1995).
Suhu banyak mempengaruhi metabolisme tanaman seperti fotosintesis, respirasi, dan fotorespirasi. Peningkatan suhu sampai pada tingkat tertentu akan meningkatkan laju fotosintesis. Namun, peningkatan ini akan segera menurun pada suhu yang sangat tinggi (Gardner et al., 1985). Demikian pula halnya suhu terhadap respirasi.
Laju respirasi meningkat dengan meningkatnya suhu. Namun, apabila dikondisikan di atas suhu maksimum laju respirasi akan mulai menurun. Hal ini disebabkan sebagian enzim-enzim yang berperan akan mulai mengalami denaturasi (Lakitan, 1991). Saitoh et al. (1998) melaporkan bahwa pada tanamam padi, semakin tinggi suhu atmosfir maka semakin tinggi laju respirasi daun dan cabang. Karena hasil bersih fotosintesis merupakan selisih dari aktifitas laju fotosintesis dan respirasi maka suhu secara tidak langsung juga akan menentukan hasil bersih fotosintesis. Gardner et al. (1985) menyatakan juga bahwa suhu yang tinggi akan meningkatkan laju fotorespirasi, yang berarti menurunkan hasil bersih fotosintesis.
Tanaman cabai menghendaki suhu tertentu. Suhu untuk perkecambahan benih paling baik antara 25-30°C. Laju perkecambahan rendah pada suhu yang rendah dan meningkat secara gradual dengan meningkatnya suhu menyerupai kurva reaksi kimia. Suhu untuk pembibitan berada sedikit di bawah suhu perkecambahan. Tanaman di pembibitan membutuhkan suhu yang agak rendah akan tetapi membutuhkan pencahayaan yang terang (Hartmann et al., 1990).
Dari beberapa penelitian tentang suhu ternyata belum terlihat secara jelas bagaimana perbedaan antara pengaruh suhu tanah dengan suhu atmosfir terhadap pertumbuhan tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu air penyiraman yang diberikan pada media dan pada daun terhadap pertumbuhan bibit cabai.

HASIL PENELITIAN
Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa pemberian air dingin (12°C) memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan bibit cabai, yaitu terhadap tinggi bibit, diameter batang, luas daun, berat basah bibit, berat basah akar, berat kering bibit, dan berat kering akar. Perlu diketahui bahwa pengaruhnya bisa positif tapi bisa juga negatif. Makanya harus hati-hati.
Secara umum bisa kami katakan bahwa pemberian atau penyemproan air dingin, yaitu air dengan suhu sekitar 12°C pada daun akan sangat menghambat pertumbuhan bibit. Air dingin yang bersuhu 12 °C terlihat mengganggu morfologi daun. Selain berukuran sempit, daun juga terlihat mengkerut. Gangguan morfologi ini bermuara pada tertekannya pertumbuhan perakaran bibit. Menurut Lakitan (1991) daun merupakan bagian tanaman yang sangat mempengaruhi proses metabolisme, seperti fotosintesis, hidrolisis air, fiksasi, reduksi CO2 dan respirasi. Hampir semua proses-peoses tersebut terjadi di dalamnya.
Sebaliknya, penyiraman air dingin pada media tanam akan memberikan pertumbuhan yang baik. Menurut Lakitan (1991), proses-proses fisik dan kimiawi dikendalikan oleh suhu, dan kemudian proses-proses ini mengendalikan reaksi biologi yang berlangsung dalam tanaman. Selain itu, suhu menentukan laju difusi dari gas dan zat cair dalam tanaman. Apabila suhu turun, viskositas air naik, begitu juga untuk gas-gas energi kinetik dari karbodioksida, oksigen dan zat lain berubah sesuai perubahan suhu. Dalam air dingin kelarutan karbodioksida dua dua kali lipat dari kelarutannya dalam air panas. Suhu media yang rendah kemungkinan juga menyebabkan aktivitas mikrobia di dalam media relatif lebih lambat sehingga status nutrisi dan bahan organik berada dalam keadaan lebih stabil. Kondisi yang lebih stabil ini tentu menguntungkan bagi pertumbuhan bibit.

Artikel lebih lengkap dapat anda pesan

Caranya Sebagai Berikut:

1. Pesan ke email : hatta_ksg@yahoo.com atau hatta2ksg@gmail.com atau ke HP: 081360016837

2.   Kirim donasi anda minimum Rp 50.000,- ke rekening  No : 1050095020990   Bank Mandiri
3.   Konfirmasikan kiriman anda ke No. Hp 081360016837

Selain artikel di atas, anda diperkenankan memilih bonus 2 buah artikel lainnya dari blog ini atau blog: hatta2fp.wordpress

Artikel akan segera dikirim ke alamat email anda
Catatan: pengiriman hanya dengan email