Presentasi UP TPT 4.pptx

Embed Size (px)

Citation preview

LATAR BELAKANG

PERAN KIMIA MODERN DALAM KEBERLANJUTAN KESESUAIAN PERLINDUNGAN TANAMANKelompok 6:Faza Fauzan Syarif150510110036Kurnia Dwi Aprilia150510110037Muhammad Zulyadri150510110041Sumber jurnal:Smith, K., Evans, D., & El-Hiti, G. 2007. Role of Modern Chemistry in Sustainable Arable Crop Protection. Department of Chemistry University of Wales Swansea. Philosophical Transactions R. Soc. B (2008) 363, 623-637. United KingdomLATAR BELAKANG Selama lebih dari setengah abad, bahan kimia telah menjadi andalan strategi perlindungan tanaman untuk produksi pertanian dan penyediaan pangan. Pengendalian patogen jamur, hama serangga, dan gulma memberikan kontribusi penting untuk penyediaan pangan di seluruh dunia dengan mempertahankan hasil produksi tanaman. Namun ada efek lain yang muncul dalam penggunaan bahan kimia tersebut, maka kita harus mengambil langkah dari situasi tersebut dengan menciptakan teknologi kimia yang baru yang dapat mengatasi masalah tersebut. Pertanian di dunia dalam kaitannyaKira-kira 11% dari luas daratan di dunia digunakan untuk lahan pertanian. Di tingkat global, jumlah peningkatan lahan pertanian antara tahun 1985 dan 2000 adalah sekitar 5.5%, yaitu meningkat kurang dari 0,4% per tahun.Selama periode ini, jumlah populasi dunia bertambah sebesar 24% antara tahun 1985 dan 2000 dan jumlah pangan yang diusahakan untuk penduduk dunia sebesar 38%.Tabel 1. Gambaran perubahan di dunia mengenai lahan pertanian yang diusahakan, populasi manusia dan indeks produksi pangan, 19852000. (FAOSTAT 2004 data, http://faostat.fao.org.)

Jumlah luas lahan= 13 miliar hektar (ha)1985199019952000% perubahan 19852000lahan pertanian yang diusahakana (miliar ha)1.44 1.461.48 1.525.5populasi (miliar)4.89 5.285.68 6.0724.1Indeks produksi pangan (dari 19992001)72.680.687.6100.238.1a Untuk produksi tanaman pertanian.Dari kecenderungan tersebut terdapat beberapa catatan penting :Pertama, kebutuhan pangan telah berhasil dipenuhi melalui intensifikasi lahan.Kedua, tingkat konsumsi makanan telah melampaui pertumbuhan penduduk.Ketiga, kaitannya mengenai ketersediaan pangan bagi penduduk.

Di masa depan, penambahan bahan kimia akan penting dan wajib digunakan untuk mempertahankan dan meningkatkan hasil produksi tanaman. Hasil produksi tanaman yang optimal memberikan kontribusi besar untuk pertanian berkelanjutan. Teknologi perlindungan tanamanMeskipun teknologi bahan kimia yang dibuat untuk bidang pertanian, masa depan bahan kimia perlindungan tanaman mengalami sejumlah tekanan yang mengakibatkan penurunan jumlah senyawa kimia baru yang mencapai pasar (Bird, 2006). Peraturan menjadi hambatan utama pada penurunan jumlah senyawa kimia baru ini mencapai pasar, karena peraturan ini berpengaruh besar pada keluarnya lisensi untuk izin penjualan bahan kimia ke pasar. Selain itu, adanya penggabungan industri agrochemical telah mengakibatkan situasi di mana hanya enam perusahaan global yang benar-benar melakukan penelitian dan manajemen pengembangan usaha yang didedikasikan untuk penemuan senyawa kimia baru, sehingga hasilnya kecepatan untuk penemuan senyawa kimia industri berkurang. Penggabungan ini dilakukan disebabkan oleh meningkatnya biaya dalam meneliti senyawa bahan kimia baru , mengembangkan dan memperkenalkan produk baru tersebut, serta keharusan untuk peningkatan penjualan diakibatkan perubahan harga produk pertanian yang fluktuatif dan tak menentu (Pragnell 2003).Selain pada penggunaan bahan kimia, telah muncul teknologi alternatif yang secara luas dapat diaplikasikan. Sejak tahun 1996, bioteknologi telah memberikan kontribusi terhadap pengembangan komersial berbasis gen perlindungan tanaman, dimana tanaman secara genetik dimodifikasi untuk mengekspresikan protein insektisida dan fungisida atau perlawanan terhadap herbisida. Strategi ini tidak hanya memperlihatkan efektivitas secara biologis (produksi tanaman) tetapi juga secara ekonomi (Duke 2005; Gianessi 2005)Penerapan teknologi berbasis gen ini diaplikasikan secara luas oleh para petani, seperti ditunjukkan dalam Gambar 2 (James 2004), dimana terjadi kenaikan luas lahan dalam penggunaan tanaman transgenik dari 1996-2004.

Gambar 2. Luas lahan yang ditujukan untuk empat tanaman Genetic Modified 19962004Perhatian selanjutnya harus dialihkan pada pemuliaan varietas komersial baru untuk menghasilkan varietas tanaman yang menunjukkan ketahanan terhadap hama penyakit dan meningkatkan hasil produksi tanaman.Alternatif lain yang berbasis kimia untuk perlakuan perlindungan tanaman yaitu dengan penggunaan semiochemicals sebagai metode pengendalian hayati, seperti feromon dan atraktan bagi hama. Alternatif ini dapat memberikan keuntungan dalam segi keberlanjutan bila digunakan secara massal.Tantangan bagi masa depan adalah untuk mengembangkan secara optimal kombinasi antara bahan kimia, teknologi berbasis gen dan metode pengendalian hayati untuk memberikan cara pengelolaan tanaman terpadu secara berkelanjutan yang relevan dengan praktek-praktek pertanian yang sangat berbeda di seluruh dunia.Masa Depan Bahan Kimia Untuk Perlindungan TanamanBahan kimia andalah perlindungan tanaman di masa mendatangAlasan: karena perkembangan resistensi hama dan gulma terhadap bahan kimia saat ini.Namun, perlu bahan kimia baru yg cocok dengan perubahan lingkungan pertanianMaka dibutuhkan produk baru dengan cara kerja biokimia baru, dan akan bernilai tinggi.Perkembangan dari resistensi terhadap bahan kimia perlindungan tanaman dari waktu ke waktu

Glyphosate, herbisida yang paling banyak digunakan di dunia saat ini menampilkan efek resistensiRekayasa toleransi glyphosate: menjadikan gulma tahan terhadap herbisida.Maka dibutuhkan bahan kimia baru yg dapat menggantikan kedudukan GlyphosateSebuah molekul-pemecah resistensi dengan cara kerja baru (tetapi hasilnya akan besar)Masalahnya, saat ini jumlah industri yg mendedikasikan untuk melakukan penemuan baru, berkurang.Baru-baru ini strategi berbasis gen menunjukkan keberhasilan yang luar biasaTantangan ini dapat dipenuhi dengan mengumpulkan beberapa gensaat ini, hal ini adalah bagian yang sangat aktif terhadap penelitian dan pengembanganLuasnya spektrum bahan kimia dapat memberikan keuntungan yang sangat besar, asalkan ada pengamanan yang cukup untuk organisme non-target.PERSYARATAN BAHAN KIMIA PERLINDUNGAN TANAMAN YANG MODERNKarena berkaitan dengan kesehatan manusia dan perlindungan lingkungan di samping efektivitasnya

Mengapa perlu adanya persyaratan?KARAKTERISTIK DARI SEBUAH KESUKSESAN BAHAN KIMIA PERLINDUNGAN TANAMAN MODERNPemilihan target, yang sesuai dengan strategi usaha pengembangan dan yang tergambarkan dari efek biologis untuk memberikan manfaat yang diinginkanPerluasan dari bahan kimia, yang menyediakan gambaran dari sebuah produkProses penemuan dimulai dengan dua kunci persyaratanMolekul-molekul yg dibutuhkan untuk menjadi sebuah produk yang sukses:Tahan terhadap pengaruh lingkungan (cahaya, panas, hujan)Mampu masuk ke dalam jaringan organisme (gulma, fungi, dan serangga)Membawa ke target (protein) dan menghambat keefektifannya.Menghindari dampak dari spesies bukan target, khususnya tanamanTidak berbahaya dalam lingkunganTidak memperlihatkan dampak kerugian kesehatanBiaya efektif untuk perumusan dan produksiProses sebuah mode dari sistem kerjanya lebih disukai Memberikan keuntungan ekonomi dan keuntungan sosialKEBERHASILAN (EFIKASI)Tingkat aplikasi yang lebih rendah dalam hal jumlah bahan kimia yang digunakan per hektar.1. Volume yang lebih rendah untuk diterapkan2. Mengurangi formulant, bahan baku, dan kemasanProduksi dan formulasi tanaman yang lebih kecil, yang juga bisa berarti sedikit tekanan pada biaya produksi, memungkinkan lebih banyak fleksibilitas berkaitan dengan rute pembuatanMeningkatkan profitabilitasPotensi keuntungan:CARA KERJABanyak proses biokimia terdapat di alam, beberapa dibatasi untuk perintah atau spesies tertentu. Sebagai contoh, banyak jalur biosintesis asam amino tidak terdapat pada hewan, sehingga memberikan mekanisme potensial untuk toksisitas selektif melalui mode perbedaan tindakan.SERAPAN DAN TRANSLOKASIPengetahuan tentang perbedaan karakteristik fisiologis pada organisme non-target:Akan membentuk dasar mekanisme selektivitasMETABOLISMESerangga, jamur, dan tumbuhan: memiliki kemampuan metabolisme untuk mengubah atau menghilangkan molekul asingDalam penggunaan pestisida, proses ini berpotensi menyebabkan pestisida menjadi tidak efektif karena penghilangan

Kaitannya: resistensi.MASALAH LINGKUNGANBahan kimia: memiliki keterbatasan1. Bahan kimia harus tahan dalam waktu yang lama untuk memberikan efek2. Tetapi bahan kimia jangan bertahan sebagai residu bagi lingkunganBahan kimia harus aman bagi spesies hewan: spesies non-target mulai dari spesies air hingga serangga yang menguntungkan

Pengeluaran terbesar dalam pengembangan bahan perlindungan tanaman adalah berhubungan dengan keamanan lingkungan.TOKSIKOLOGI DAN KESEHATAN MANUSIATuntutan bagi sebuah produk agrokimia: bahwa produk tersebut tidak memberikan dampak buruk bagi kesehatan manusia.Untuk mendapatkan lisensi menjual produk, dibutuhkan studi pada model binatang.Pada tahap akhir, bahkan menggunakan studi relawan manusia.Faktor kesehatan manusia adalah faktor terpenting, namun faktor yang paling penting ini juga merupakan faktor yang paling sulit untuk model pada tahap awal penelitian.FORMULASI DAN ADJUVANSISolusi permasalahan kesehatan manusia, salah satunya dengan formulasi dan adjuvansi.Formulan dan adjuvant digunakan untuk meningkatkan kinerja bahan kimia perlindungan tanaman terutama untuk meningkatkan penyerapan ke dalam organisme sasaranNamun, ada keuntungan lain yang bisa diperoleh dengan penerapan teknologi ini:- modifikasi persistensi dengan meningkatkan bentuk fisik- misalnya dengan memproduksi gel atau suspensi konsentrat- atau membuat produk yang dapat dikeringkan dan dibekukansehingga render formulasi yang semula cair menjadi padat, meningkatkan keamanan bagi pertanian dan operator proses kimia.KESIMPULANBahan kimia merupakan komponen penting yang selalu dibutuhkan baik di masa sekarang maupun di masa yang akan datang. Sejalan dengan berkembangnya jumlah populasi manusia dan kebutuhan pemenuhan kehidupan manusia yang bersumber dari produksi pertanian yang tidak sesuai dengan sumber daya lahan yang semakin terbatas. Dibutuhkan inovasi dan jalan keluar untuk mengatasinya. Salah satu solusinya adalah dengan menekan terbuangnya atau adanya ketidak-efisiensian terhadap hasil dari kegiatan produksi pertanian yang terutama banyak disebabkan salah satunya oleh gangguan organisme pengganggu tanaman. Salah satu inovasi yang diharapkan yaitu pembuatan bahan kimia baru yang digunakan untuk lebih meningkatkan hasil produksi tanaman. bahan kimia baru ini diharapkan memiliki spesifisitas yang tinggi, menunjukkan tingkat toksikologi yang tidak berbahaya, ramah lingkungan, dan dapat terurai. TERIMAKASIH