Menantang Konsep dan Strategi Baru untuk Pemuliaan dan Perbanyakan Tanaman Organik

Judul asli

Challenging new concepts and strategies for organic plant breeding and propagation

Penulis
E.T. Lammert van Beuren1
1 Louis Bolk Institute, Hoofdstraat 24, NL-3972 LA Driebergen, the Netherlands
Contact: e.lammerts@louisbolk.nl, (+31) 343 523860

Tulisan dipublikasikan pada Eucarpia Leafy Vegetable 2003
(eds. Th. J.L. van Hintum, A. Lebeda, D. Pink, J.W. Schut)

Alih bahasa oleh

Ramadhani Kurnia Adhi, 2009


Abstrak

Pertanian organik adalah sektor yang berkembang dan membutuhkan pengembangan varietas untuk optimalisasi lebih lanjut dari sistem pertaniannya. Peraturan UE 2092/91 tentang pertanian organik yang menetapkan rantai produksi organik yang berarti setelah tahun 2003, benih dan bahan tanaman untuk pertanian organik harus diperbanyak secara organik. Langkah pertama adalah mengidentifikasi varietas terbaik yang ada, yang secara konvensional dimuliakan untuk praktek organik dan perbanyakan secara organik. Idiotipe tanaman adalah instrumen untuk meningkatkan komunikasi petani dengan perusahaan benih mengenai kebutuhan varietas. Pertanian organik tidak hanya fokus pada varietas dengan sifat yang beradaptasi lebih baik secara ekologis tetapi juga varietas yang dimuliakan dan diperbanyak dengan teknik yang sesuai dengan prinsip dasar pertanian organik. The International Federation for Organic Agriculture Movements (IFOAM) telah menyusun konsep standar untuk memberikan arah pada pemuliaan tanaman organik pada semua tingkat tanaman. Prinsip ekologi dan etika menantang sektor pemuliaan untuk mengembangkan konsep dan strategi baru atau tambahan untuk organik, sistem pertanian rendah masukan.

Kata Kunci: pertanian organik, idiotipe tanaman, konsep varietas

Pendahuluan
Pertanian organik mendapat pengakuan yang terus meningkat dari segi sosial, politik dan keilmuan untuk konstribusinya pada pertanian berkelanjutan. Pada skala dunia, 17 juta hektar ditanam secara organik. Australia memimpin dengan 7,7 juta ha diikuti oleh Argentina (2,8 juta ha) dan Italia (1 Juta ha) (Yussefi and Willer, 2002). Wilayah (ha) dengan pertanian organik di Eropa yang telah di kembangkan antara 1998 sampai 2001 seluas 1,3 juta ha. Rata-rata populasi wilayah organik dengan total lahan pada negara-negara uni eropa adalah 2,8 %; untuk belanda 1,9% pada Juli 2002. Karena kebanyakan pemerintah Eropa berusaha keras untuk mengembangkan pertanian organik sampai 10% pada tahun 2010, ada kebutuhan untuk mengembangkan varietas, bukan hanya mengembangkan produksi benih organik tetapi juga melalui pengembangan preogram pemuliaan organik untuk verietas yang beradaptasi lebih baik.
Petani organik mempunyai ketergantungan yang panjang pada varietas konvensional dan produksi benih dan telah menerimanya sampai aspek lain pertanian organik pertama kali dibangun. Petani organik untung dari pengembangan pemuliaan konvensional, tetapi hal ini tidak menyatakan bahwa itu merupakan varietas terbaik untuk digunakan pada sistem pertanian organik. Varietas yang dipasok oleh perusahaan benih konvensional dikembangkan untuk sistem pertanian dengan aplikasi pupuk buatan dan agrokimia yang tinggi. Bagaimanapun, pertanian organik diarahkan pada sistem dengan input rendah dan menahan diri dari masukan agrokimia. Untuk dapat menghindari macam input tersebut, pengembangan dan aplikasi strategi agrekologi diperlukan. Hal ini diperoleh pada dasar sistem pertanian yang berbeda yang dibandingkan dengan pertanian konvensional, terutama dengan memandang pada kesuburan tanah dan pengelolaan hama dan penyakit. Oleh karena itu petani organik membutuhkan varietas (baru) dengan sifat yang berdadaptasi lebih baik dengan petani seperti ini untuk dapat lebih optimis pada sistem pertanian organik.
Bagaimanapun, langkah awal kepada pemuliaan tanaman untuk sistem pertanian organik adalah perbanyakan secara organik pada varietas yang paling cocok yang ada. Sekarang, secara konvensional diproduksi tetapi benih yang tidak diperlakukan secara kimia (setelah Panen) diperbolehkan karena kurangnya benih yang diproduksi secara organik. Agar konsisten dan dapat lebih dipercaya dari konsumen bahwa tidak lagi mengandalkan pada masukan konvensional yang diproduski dengan perlakuan kimia, sektor organik perlu untuk menutup rantai organik, dan dengan demimkian mengembangkan skema yang efisien untuk memproduksi benih yang diproduksi secara organik dan bahan tanam dengan jumlah yang memadai. Peraturan EU 2092/91 menyebutkan benih organik (bahan tanam) sebagai benih (bahan tanam) yang diproduksi dari tanaman yang ditanam dan ditumbuhkan secara organik paling tidak dalam satu generai untuk tanaman setahun dan dua musim tanam untuk tanaman dua tahunan dan tanaman tahunan. Peraturan EU 2092/91 untuk pertanian organik akan mendorong tidak adanya pelanggaran dalam penggunaan benih yang diperbanyak secara konvensional dari tahun 2004 ke depan. Hanya penggunaan benih yang diperbanyak secara organik yang diperbolehkan untuk tanaman terdaftar dimana varietas yang cukup dan jumlahnya tersedia. Beberapa pionir petani dan pemulia organik di negara-negara Eropa yang berbeda mulai memperbanyak varietas yang bebas hak pemulia dan juga memulai program pertanian organik beberapa dekade lalu. Bagaimanapun, sekarang ini penting untuk sektor benih konvensional untuk membuat sebuah komitmen untuk meningkatkan dan menyediakan pasar organik dalam jumlah yang cukup dan kualitas yang baik bagi benih yang diperbanyak secara organik dari varietas sekarang.
Dalam tulisan ini akan diberikan gambaran singkat mengenai keadaan seni, tantangan utama, penghalang dan peluang bagi produksi benih organik dan pemuliaan tanaman, menurut prinsip ekologi dan etika pertanian organik.

Bahan dan Metode
Tulisan ini didasarkan pada beberapa proyek penelitian dan pengembangan yang dilakukan sejak 1993 pada Louis Bolk Institute, dengan spesialisasi penelitian untuk pertanian organik, perawatan kesehatan manusia dan nutrisi (Lammert van Bueren, 1994; Lammert van Bueren et.al, 1999; Lammert van Bueren et. Al. 2001; Lammert van Bueren et al. 2002a). Proyek ini termasuk investigasi hambatan perusahaan benih untuk memulai perbanyakan secara organik dari suatu varietas untuk sistem pertanian organik, dan proses mengembangkan kriteria maupun diskusi nasional dan internasional peda penilaian teknik pemuliaan dan perbanyakan yang cocok dengan prinsip pertanian organik. Untuk mempersiapkan ekspo pada tahun 2004, beberapa percobaan varietas di tahun terakhir telah disusun dengan petani organik untuk memulai varietas di bawah kondisi organik dan untuk mendefinisikan idiotipe tanaman. Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi sifat varietas yang disukai dalam rangka komunikasi yang lebih baik mengenai kebutuhan pertanian organik kepada perusahaan benih konvensional yang belum dikenal dengan kemungkinan dan batasan sistem pertanian organik (Lammert van Bueren et al. 2001, 2002b). Hasil ini dan gambaran penting telah dimasukkan pada tesis PhD di Wangeningen University (Lammert van Bueren, 2002).


Hasil dan Pembahasan

Ciri-ciri varietas
Sistem pertanian organik bertujuan pada memudahkan tekanan penyakit dengan menghindarkan stress saat pengembangan tanaman. Dengan demikian petani organik bertujuan pada kapasitas keuletan dan daya dukung pada semua level ekosistem lahan organik (lahan, tanam, tingkat varietas), dengan menstimulasi peraturan internal melalui kemampuan agrobiodiversitas di dalam dan di atas tanah, daripada peraturan luar dengan perlindungan kimia. Dengan membandingkan pada sistem pertanian konvensional, hal ini menunjukkan kebutuhan yang besar untuk varietas “dapat diandalkan”, yang berarti varietas dengan fleksibilitas tinggi untuk mengatasi beberapa kondisi. Sekarang petani organik lebih memberikan tekanan pada stabilitas hasil yang lebih tinggi tiap tahunnya dibanding hasil tinggi dengan resiko kehilangan hasil karena rentan terhadap penyakit. Hal ini menunjukkan lebih dari hanya sesudah sifat ketahanan potensial terhadap hama dan penyakit. Langkah petani organik dalam menilai menunjukkan bahwa mereka fokus pada keragaman aspek agroekologi yang menghasilkan idiotipe tanaman organik dengan beberapa arsitektur tanaman tambahan dan pertumbuhan yang dinamis yang dapat secara langsung atau tidak langsung berperan pada stabilitas hasil dan mengurangi resiko kehilangan kulitas dan hasil. Untuk sayuran daun sebagai contoh, penting bagi mereka untuk mempunyai kemampuan tumbuh pada kondisi awal musim semi ketika suhu tanah rendah dan juga mineralisasi unsur hara organik. Perhatian lebih diperlukan untuk dibayarkan pada pengembangan geometri akar yang lebih baik (kedalaman dan sistem perakaran yang baik), untuk lebih efisien dalam penyerapan air dan unsur hara dan kemampuan untuk memelihara pertumbuhan tanaman tanpa cekaman di bawah ketersediaan air dan unsur hara yang berfluktuasi.
Konsekuensi kehilangan akibat hama dan penyakit pada sistem pertanian organik berbeda-beda tergantung pada wilayah, tanaman, struktur tanah dan permintaan pasar. Secara umum, hasil pada pertanian organik 20% lebih rendah karena input nitrogen yang rendah (lebih dari 50% kekurangan nitrogen) dan pada beberapa kasus karena hama dan penyakit (Mader et al. 2002). Optimalisasi lebih lanjut produksi organik dapat didukung jika stabilitas hasil meningkat melalui pengawasan yang lebih baik.
Dari studi komparatif antara sistem konvensional dan sistem organik/input yang dikurangi, van Bruggen (1995) menyatakan bahwa dalam pertanian organik atau input yang dikurangi hama dan penyakit akar umumnya kurang menjadi masalah dibanding penyakit daun, karena perkembangan penyakit daun lebih dipengaruhi oleh faktor iklim. Banyak penyakit akar yang dapat dihilangkan dengan pergiliran tanaman dalam sistem organik. Untuk kebanyakan penyakit tular udara, pengelolaan tanaman yang baik dengan menghindari tekanan akan meningkatkan toleransi suatu tanaman. Bagaimanapun, elemen mendasar dalam sistem pertanian organik adalah untuk mendapatkan keuntungan dan menjaga kesuburan tanah dengan kehidupan tanah yang aktif yang berkonstribusi pada ketersediaan unsur hara, struktur tanah yang baik dan pemupukan tanaman spesifik untuk menyangga dan ketahanan pada pertumbuhan tanaman yang tidak seimbang. Sektor organik kekurangan ketersediaan semprotan “alam”. Hanya sedikit semprotan yang diperbolehkan dalam sektor organik dasar seperti Bacillus thuringiensis, Pyrethrum, dan bukan fokus utama sistem pertanian organik.
Sejak pengembang organik mempunyai beberapa koreksi yang tepat dan cepat , bertentangan dengan kolega konvensionalnya, akan memberikan prioritas yang lebih pada ketahanan varietas terhadap penyakit. Jika ini berhubungan dengan produktivitas yang kurang. Karena beberapa kasus, pengembang organik dapat menjaga tekanan penyakit tetap rewndah dengan rotasi yang banyak dan input nitrogen rendah, fokusnya tidak hanya pada varietas dengan ketahanan terhadap penyakit yang absolut, pada beberapa kasus ketahanan lahan dapat cukup. Hal ini dapat sulit untuk mencapai sayuran daun ketika produk keseluruhan dipanen dan dijual. Bagaimanapun, dalam kasus Bremia, ini berguna meneliti kemungkinan memilih untuk selada tipe tersebut yang memungkinkan jamur pada tahap dimana hanya menginfeksi yang tua, dimana daun terluar tidak dipanen.

Perbanyakan Organik
Dengan beberapa tanaman seperti sereal dan kentang, sektor organik telah memperoleh keuntungan beberapa tahun percobaan dengan perbanyakan oranik dan sejak permulaan tahun 90-an, hampir 100% benih dan umbi yang diproduksi secara organik telah tersedia. Situasi ini hampir berbeda dengan perbanyakan organik benih sayuran. Beberapa perusahaan benih konvensional hanya baru memulai diskusi untuk perbanyakan organik untuk beberapa varietas. Terutama tanaman dua tahun dengan varietas hibrida paling sulit untuk diperbanyak, dan pergiliran campuran sangat diharapkan. Tanpa perlindungan kimiawi, beberapa galur tetua terlalu rentan untuk diperbanyak. Untuk beberapa perusahaan benih, pengalaman praktis menunjukkan bahwa untuk tanaman tahunan, tanaman sayuran dan tanaman menyerbuk silang masalahnya kurang menyulitkan.
Tentu saja ada masalah pasar yang berhubungan dengan wilayah yang terbentang di bawah budidaya organik dan dengan demikian wilayah produksi benih tiap varietas menyebabkan biaya yang tinggi dibanding produksi benih konvensional. Hal ini mengimplikasikan bahwa campuran organik varietas tiap tanaman akan terbatas. Karena masih ada pengalaman yang terbentuk di sekitar benih formal dengan produksi benih organik tanpa input bahan kimia, banyak masalah teknis terjadi. Strategi perbanyakan organik membutuhkan pengembanga langkah yang baik dimulai dengan ketersediaan unsur hara organik, pergiliran tanaman yang baik untuk mengendalikan gulma dan masalah penyakit yang berhubungan dengan tanah, dan menemukan lokasi yang paling baik dengan tekanan penyakit tular udara yang rendah agar hasilnya optimal. Khusus penyakit tular benih dan kualitas benih membutuhkan perhatian dan usaha penelitian lebih lanjut. Selanjutnya, usaha yang besar diperlukan untuk membangun varietas untuk produksi benih yang sulit, menyusun undang-undang untuk pengujian kesehatan benih, menaksir nilai batas dan mendesai penilaian benih organik.
Hasil perkiraan sebuah penyelidikan pengaturan tahun 2002 oleh European Seed Association (ESA) diantara 10 perusahaan benih sayuran Eropa menunjukan bahwa di tahun 2004 benih organik dengan kualitas yang baik dan bahan tanam dengan jumlah yang cukup untuk segmen pasar yang berbeda akan tersedian untuk tnaman paling penting (80%). Panduan benih hijau, yang setiap tahun diedti oleh Louis Bolk Institute, menunjukkan pertumbuhan yang stabil dari varietas yang tersedia. Beberapa perusahaan benih menunggu sampai akhir Januari 2004 sebelum menjual bermacam-macam organik secara komplit, karena itu jumlah varietas akan diperluas dengan pasti (Lammert van Bueren et al., 2002a).
Hal ini dapat diperkirakan bahwa produksi benih organik akan menjadi nyata ketika pengalaman yang lebih dan hasil penelitian diperoleh untuk mengoptimiskan perbanyakan organik benih dan bahan tanam. Selain itu, penting untuk memperbolehkan pengembangan alternatif dan perlakuan benih tambahan. Sebagai contoh, perlakuan air panas atau uap dan penggunaan antagonis atau perlakuan aplikasi bahan alam seperti bubuk mustrad sudah tersedia (Groot, 2002). Penting untuk memastikan komitmen perusahaan benih adalah komunikasi yang baik dan komitmen bersama petani, penjual, pemulia dan pemerintah. Saat ini, bagaimanapun, aspek paling penting untuk komitmen bagi perusahaan benih dan pengembang organik adalah melaksanakan undang-undang EU dengan seksama. Untuk tanaman dengan campuran yang cukup, jumlah dan kualitas benih dan bahan tanam, pelanggaran untuk penggunaan benih konvensional seharusnya tidak diperbolehkan setelah 2003.

Pemuliaan Tanaman Organik
Dalam jangka pendek dan menengah, idiotipe tanaman tiap tanaman di tiap segmen pasar dapat membantu dalam seleksi varietas terbaik yang tersedia diantara yang ada dan juga dapat diperbanyak secara organik. Dalam jangka panjang, pemulia dapat mempengaruhi pengembangan lebih lanjut dari produksi benih yang tidak hanya dengan diperbanyak secara organik yang paling cocok dengan varietas yang ada, tetapi juga dengan memindahkan sifat-sifat organik pada program pemuliaan ke depan. Karena pasarnya kecil, adaptasi pertanian organik tidak mendapat prioritas yang cukup dalam program pemuliaan konvensional sampai sekarang. Pada beberapa kasus gen pool baru dan yang sudah diperluas seharusnya dibangun dengan persilangan komposit atau populasi diantara sejumlah besar tetua/varietas terpilih untuk menjadi genotipe yang beradaptasi lebih baik. Chable (2003) baru-baru ini mempresentasikan program pemuliaan organik – INRA untuk Brassica yang berasal dari populasi baru. Karena perkiraan interaksi tanaman x lingkungan x pengelolaan yang luas di bawah kondisi input rendah (organik) pada pertanian organik, langkah yang paling efisien adalah memilih seawal mungkin pada proses seleksi.
Sepanjang p[encarian strategi pemuliaan yang baru untuk sistem pemuliaan organik ada sebuah diskusi yang terus dilakukan mengenai teknik pemuliaan mana yang cocok dengan prinsip ekologi dan etika dalam pertanian organik. Diskusi ini dimulai saat rekayasa genetika menjadi penting dalam pemuliaan dan petani organik menyadari bahwa mereka tidak hanya terkait dengan sifat varietas tertapi juga bagaimana varietas itu dimuliakan dan diperbanyak. Tahun 1997, kementrian pertanian Belanda menanyakan kepada Louis Bolk Institute untuk membuat kriteria dan menaksir semua teknik pemuliaan yang cock dengan prinsip ekologi dalam pertanian organik (Lammert van Bueren et al., 1999). Dalam Lammert van Bueren et al. (2002c) teknik pemuliaan dan perbanyakan yang ditaksir dari prinsip etika pertanian organik menhormati perpaduan tanaman berdasarkan kemampuan dan halangan reproduktif secara alami, dan hubungan mereka dengan kehidupan tanah. Organisasi dunia yang menangani pertanian organik IFOAM (International Federation for Organic Agriculture Movements) telah memaparkan naskah resmi mengenai definisi dan standar untuk pemuliaan tanaman organik dan tekanannya, dan telah membuat arah untuk pengembangan dan diskusi lebih lanjut (IFOAM, 2002). Secara ringkas, standar ini menjadi masukan bahwa program pemuliaan organik tidak harus didasarkan pada teknik in vitro atau modifikasi genetik.

Harapan
Sektor organik menantang sektor benih konvensional untuk membangun tambahan dan pendekatan baru untuk pemuliaan tanaman organik dan perbanyakannya. Pemuliaan tanaman organik tidak harus mempertimbangkan strategi yang hanya tidak memasukkan beberapa teknik, tetapi satu hal penting yang dapat membuka pandangan baru untuk mengembangkan varietas organik pada arah yang sekarang mendapat perhatian.
Wilayang yang terbatas dari pertanian organik akan menjadi leher botol dalam perhatian ekonomi dalam membangun program pemuliaan spesifik untuk sistem pertanian organik, teutama berhubungan dengan tanaman kecil dan mempunyai hasil rendah tetapi merupakan tanaman penting seperti sereal.
Sektor oranik membutuhkan dukungan penelitian publik dan pribadi dan aktivitas pra pemuliaan yang menginvestasikan dalam strategi yang memperbarui dasar genetik untuk prgram pemuliaan dan untuk memperbarui konsep varietas. Kerjasama pada level eropa seharusnya menjadi dasar untuk diversifikasi dan adaptasi regional. Meskipun salah satu dapat mengharap bahwa “varietas yang dimuliakan secara organik” akan meningkat jumlahnya di masa depan, hal ini nyata untuk mengira bahwa untuk dekade ke depan, sektor organik akan sangat tergantung pada perbanyakan secara organik tetapi varietas yang dimuliakan secara konvensional.
Peraturan EU 2092/91 sekarang menyetujui definisi benih organik sebagai benih yang diproduksi oleh tanaman yang ditanam dan dikembangkan secara organik paling tidak satu generasi untuk tanaman setahun dan paling tidak dua tahun untuk tanaman dua tahunan dan tanaman tahunan. Hal ini berarti bahwa benih yang tidak diberi perlakuan, yang diproduksi secara konvensional dapat digunakan untuk memproduksi pasar benih organik. Untuk menutup rantai produksi organik dapat diperkirakan bahwa pada saat memelihara varietas secara organik yang cocok untuk sistem pertanian organik juga akan dibutuhkan sebagai langkah menuju pemuliaan tanaman organik.
Saya harap bahwa idiotipe tanaman organik dari konsep varietas bahwa keuntungan ke depan tidak hanya sistem pertanian organik, tetapi juga sistem konvensional yang tidak menggunakan input unsur hara dan pestisida kimia yang tinggi.

Pustaka

Bruggen, A.H.C. van, 1995. Plant disease severity in high-input compared to reduced-input and organic farming systems. Plant Disease 79: 976-984.
Chablé, V., 2003. An approach of organic plant breeding for cabbage and cauliflower. In: E.T.Lammerts van Bueren and K.P Wilbois (Eds.). Proceedings of the 1st ECO-PB international symposium on organic seed production and plant breeding, Berlin 21-22 November 2002. ECO-PB, Frankfurt, www.eco-pb.org. (In preparation)
IFOAM, 2002. Basic standards for organic production and processing. International Federation of Organic Agricultural Movements. Tholey-Theley, Germany. www.ifoam.org.
Groot, S.P.C., 2002. Gezond en vitaal uitgangsmateriaal voor de biologische landbouw – een knelpunten analyse. Rapport nr 44, Plant Research International, Wageningen, 40 pp.
Lammerts van Bueren, E.T., 1994. Zaaizaadvermeerdering in de biologische groenteteelt – een probleemverkennende studie, Louis Bolk Instituut, Driebergen, 54 pp.22
Lammerts van Bueren, E.T., Hulscher, M., Haring, M., Jongerden, J., Mansvelt, J.D. van, Nijs, A.P.M. dan, Ruivenkamp, G.T.P.1999. Sustainable organic plant breeding – a vision, choices, consequences and steps. Louis Bolk Institute, Driebergen, The Netherlands, 60 pp.
Lammerts van Bueren, E., Osman, A. and Bonthuis, H. 2001. Beoordeling, toetsing en toelating van rassen ten behoeve van de biologische landbouw – pilotstudie peen en tarwe. Louis Bolk Institute, Driebergen, 52 pp.
Lammerts van Bueren, E.T., 2002. Organic plant breeding and propagation: concepts and strategies. Louis Bolk Institute, Driebergen, The Netherlands, 210 pp.
Lammerts van Bueren, E.T., Bremer, E.H.G. and Schaap, F.F.J., 2002a. 3e Groene Zadengids 2003. Louis Bolk Institute, Driebergen, The Netherlands, 104 pp.
Lammerts van Bueren, E.T., Struik, P.C. and Jacobsen, E., 2002b. Ecological aspects in organic farming and its consequences for an organic crop ideotype. In: Netherlands Journal of Agricultural Science (In press).
Lammerts van Bueren, E.T., Struik, P.C. and Jacobsen, E., 2002c. The concepts of intrinsic value and integrity of plants in organic plant breeding and propagation. In: E.T. Lammerts van Bueren, Organic plant breeding and propagation: concepts and strategies. Louis Bolk Institute, Driebergen, The Netherlands, pp. 104-132.
Mäder, P., Fliessbach, A., Dubois, D., Gunst, L., Fried, P. and Niggli, U. 2002. Soil fertility and biodiversity in organic farming. Science 296: 1694-1697.
Yussefi, M. and Willer, H. 2002. Organic agriculture worldwide 2002 – statistics and future prospects, SÖL-Sonderausgabe nr. 74, Bad Dürkheim, 160 pp.