Teknologi dalam bidang pertanian

                           Teknologi NANO modenkan sektor pertanian

Institut Penyelidikan dan Kemajuan Pertanian Malaysia (MARDI) ditubuhkan pada 1969 dalam usaha kerajaan memodenkan sektor pertanian menerusi usaha penyelidikan dan pembangunan (R&D) bagi memenuhi keperluan industri dan membantu masyarakat.

Sejak penubuhannya, MARDI terus memfokuskan kepada tanggungjawab menghasilkan penyelidikan dalam segenap aspek kehidupan seperti yang terkandung dalam misinya menjana dan memindah pengetahuan teknologi , kompetensi dan perkhidmatan teknikal bagi menyokong pencapaian matlamat kerajaan mentrasformasi pertanian dan industri asas tani kepada sektor yang inovatif, komersial dan berdaya saing.

Selain bioteknologi, penyelidikan tanaman, teknologi lepas tuai, makanan ternakan, alam sekitar, mekanisasi dan pelbagai cabang pertanian lain, agensi Kementerian Pertanian dan Industri Asas Tani itu juga menjalankan penyelidikan mengenai teknologi nano sejak tahun 2011. Ini sejajar dengan fungsi penubuhannya yang diberi tanggungjawab dalam penyelidikan berkaitan pertanian dan industri berkaitan dengannya.

Inisiatif tersebut dilaksanakan bersama oleh Pusat Penyelidikan Bioteknologi dan Program Penyelidikan Nanoteknologi yang diwujudkan pada tahun 2015, selepas MARDI menjalani program penstrukturan semula tahun tersebut.

Menurut Penyelidik Utama Pusat Penyelidikan Bioteknologi dan Nanoteknologi MARDI, Dr. Zamri Ishak setakat ini, terdapat beberapa kajian yang telah dan sedang dijalankan dalam Rancangan Malaysia Kesepuluh (2013- 2015).

Kata beliau, antara kajian tersebut adalah nano biosensor bagi pengesanan pantas beberapa penyakit pokok.

Katanya, teknologi nano biosensor membolehkan pengesanan penyakit tumbuhan yang terlibat dalam membangunkan teknologi pengesanan awal penyakit Cucumber Mosaic Virus (CMV), Papaya Ring Spot Virus (PRSV), Tungro dan Anthracnose dalam tanaman.

Teknologi tersebut menggunakan antibodi yang khusus terhadap CMV, PRSV, Tungro dan Anthracnose yang diselaputi bahan nano untuk meningkatkan kesensitifannya. Selain itu, teknologi berkenaan juga mempunyai beberapa ciri unik seperti reka bentuk strip yang mudah untuk aplikasi pelbagai sampel matrik dan bacaan keputusan analisis dalam bentuk digital (g/mL atau spore/mL) boleh diperoleh dalam tempoh lima minit.

Teknologi berkenaan lebih mudah, lebih murah, ringkas dan boleh digunakan dalam persekitaran makmal (in situ) berbanding kaedah konvensional yang lebih mahal dan memerlukan alat seperti Elisa dan tindak balas berantai polimerase (PCR).

“Ia juga dijangka dapat membantu kerja-kerja penyaringan sampel oleh agensi penguat kuasa dan pemantauan serta bahagian kuarantin untuk analisis di lapangan,’’ ujarnya.

MARDI juga, kata beliau, membangunkan kit sensor fotonik untuk mengesan sinensetin dalam tumbuhan misai kucing (Orthosiphonstamineus),

Katanya, hasil kajian telah menghasilkan satu prototaip yang dapat mengesan kehadiran kandungan misai kucing dalam larutan yang menggunakan sistem fotonik yang dapat mengesan sama ada herba terkandung dalam produk yang dihasilkan oleh industri.

Zamri berkata, teknologi tersebut penting kerana banyak produk herba yang dihasilkan tidak tulen dan mungkin dicampurkan dengan tumbuhan lain.

Oleh itu, katanya, alat tersebut dapat mengesan ketulenan herba misai. Walau bagaimanapun, katanya alat tersebut dalam proses penambahbaikan.

MARDI juga membangunkan teknologi baja nano salutan bagi peningkatan kualiti biji benih yang merupakan satu projek perintis. Bahan nano dilaporkan terbukti dapat meningkatkan kualiti biji benih dari segi percambahan.

Hasil projek tersebut berpotensi membantu dalam mengenal pasti bahan nano yang berpotensi dan seterusnya membawa impak positif dalam sektor agrikultur.

Secara keseluruhannya, projek ini melibatkan aktiviti pengenalpastian, pemilihan dan pencirian bahan nano terpilih; percambahan biji benih bagi padi, tomato dan betik; penentuan kadar percambahan; dan analisis statistik serta analisis molekular dan biokimia.

Satu lagi teknologi adalah Hydroxyapatite (HA) partikel nano diubah suai permukaan dengan bahan-bahan organik dan bukan organik yang berbeza dan bersaiz nano dengan luas permukaan yang tinggi.

Daripada data yang diperolehi berdasarkan analisis yang telah dijalankan, pada masa ini, tidak ada hasil yang ketara. Justeru, lebih banyak kajian perlu dilakukan untuk mengatasi peratusan yang rendah kandungan nitrogen dan ikatan kimia antara urea dan HA.

1 Pencirian dan Sintesis Bahan Nano daripada sisa hasil pertanian untuk penghasilan bahan nano berfungsi

2Pembangunan teknologi nano dalam aplikasi baja bagi peningkatan hasil pertanian

3Pembangunan teknologi nano bagi aplikasi racun makhluk perosak (pestisid), antifungal dan antibakteria bagi pengawalan penyakit tanaman terpilih

4Teknologi pembungkusan pintar nano yang mesra alam untuk produk agromakanan

5Pembangunan teknologi nano salutan biji benih untuk kawalan mutu dan peningkatan kadar percambahan

Rancangan sedekad hala tuju MARDI

D r. Zamri Ishak berkata, projek penyelidikan dan aktiviti yang sedang dijalankan itu akan terus dilaksanakan dalam Rancangan Malaysia Ke-11 (RMK-11) dan RMK-12.

Beliau berkata, MARDI bertekad ingin menjadi sebuah pusat kecemerlangan bagi penyelidikan teknologi nano dalam pertanian.

Katanya, penyelidikan tertumpu kepada pengawalan dan pembasmian penyakit pokok yang menjadi isu kepada hasil tanaman dan juga kualiti hasil pertanian serta impaknya kepada kumpulan sasar dan alam sekitar.

“Sebagai contoh, dalam usaha untuk mengekalkan hasil tanaman, baja perlu digunakan bagi menyediakan tanah dengan nutrien penting untuk tumbuhan. Anggaran awal menunjukkan bahawa antara 30 hingga 50 peratus hasil tanaman menggunakan baja komersial semula jadi atau sintetik,” ujarnya.

Pertanian moden bergantung kepada sumber-sumber yang tidak boleh diperbaharui. Oleh itu, mineral yang berkaitan dijangka dihasilkan pada kualiti yang lebih rendah dan pada harga yang lebih tinggi. Sebahagian daripada nutrien dalam formulasi baja tidak boleh diperbaharui serta tidak diserap oleh tumbuh-tumbuhan.

Sehubungan itu, larut lesap ke dalam air bawah tanah atau permukaan air boleh membawa kepada risiko yang lebih besar kepada ekosistem.

Untuk meningkatkan kualiti baja dan melindungi alam sekitar dan ekosistem, terdapat peningkatan penyelidikan ke arah membangunkan teknologi baharu untuk penyampaian nutrien tumbuhan menggunakan sistem penyampaian pintar.

Menerusi kajian tersebut kata Dr Zamri, Hydroxyapatite (HA) partikel nano telah disintesis menggunakan kaedah pemendakan kimia basah.

Dalam meningkatkan produktiviti, tanaman baja yang efisien, murah dan berkesan perlu dihasilkan untuk meningkatkan hasil tanaman seperti padi, sayur-sayuran dan buah-buahan tempatan.

Menurut beliau lagi kualiti biji benih adalah satu yang amat penting untuk menentukan benih yang dihasilkan benar-benar tulen atau sebaliknya.

Dengan menggunakan teknologi nano, kualiti biji benih dapat dilabel dengan menggunakan nano-tagging dan dapat menentukan biji benih tersebut atau sudah dicampur dengan benih yang tidak tulen.

Di samping itu, ada kajian di luar negara menunjukkan dengan menggunakan bahan nano tertentu percambahan benih dapat ditingkatkan.

Teknologi pembungkusan produk makanan juga perlu dibuat kajian kerana makanan yang dibungkus sekarang ini tidak berkesan dan mudah rosak disebabkan jangkitan bakteria atau kulat yang membahayakan pengguna.

Penggunaan bahan nano tertentu dapat memberikan kesan penyimpanan produk makanan lebih lama kerana bahan nano ini dapat mengelak ancaman daripada bakteria atau kulat untuk hidup dalam bekas atau bahan pembalut atau salutan produk makanan tersebut.