Penggunaan radioisotope dan sinaran mengion dalam pertanian

1.0 PENGENALAN

Penggunaan punca-punca radiolsotop dan sinaran mengion seringkali digelar teknik

nuklear. Teknik nuklear mempunyai beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan teknik-

teknik lain yang wujud untuk menyelesaikan masalah yang sama. Teknik nuklear bersih dan

tidak mencemar alam sekitar. Teknik ini juga lebih murah apabila perhitungan mengambil

kira segala maklumat yang diperoleh daripadanya.Teknik nuklear juga tepat, keputusan hasil

daripadanya tidak dipengaruhi oleh faktor-faktor lain yang lazimnya tidak diketahui.

Beberapa teknik nuklear juga merupakan teknik tunggal bagi penyelesaian masalah.teknik

nuclear juga tidak memerlukan persentuhan contoh yang diuji, dan ini membuatkannya bersih

dan dapat digunakan dalam proses-proses berterusan tanpa gangguan kepada perjalanan loji

atau kilang.

Kini, teknologi nuklear melalui penggunaan radioisotop (bahan radioaktif) dan

sinaran mengion semakin kerap digunakan .Antara penggunaan teknologi nuklear yang telah

banyak memberikan faedah termasuklah pertanian, pemprosesan makanan dan peralatan

perubatan, perubatan, industry dan sebagainya.

2.0 PENGGUNAAN DALAM BIDANG PERTANIAN

Radioisotop dan sinaran mengion banyak digunakan dalam bidang pertanian

terutamanya dengan memberikan penekanan utama untuk meningkatkan hasil pelbagai

tanaman; pengurusan tanah dan baja dengan bijak; pembangunan teknik yang tepat dan jitu

untuk meningkatkan kualiti dan kuantiti tanaman; pembangunan kaedah berkesan untuk

kawalan penyakit dan hama serangga; kesihatan dalam pengeluaran hasil ternakan serta

pengurusan air yang efisien untuk tujuan aktiviti pertanian. Dalam konteks ini, radioisotop

banyak digunakan sebagai penyurih atau lebih dikenali sebagai teknik radiopengesan

terutamanya dalam kajian yang berkaitan dengan metabolisme haiwan, pengambilan nutrisi

oleh tumbuhan melalui baja dan menjejaki pergerakan air untuk meningkatkan kualiti sistem

pengaliran. Teknik radiopengesan banyak digunakan dalam kajian ke atas hubungan tanah

dengan tanaman untuk tujuan peningkatan pengeluaran makanan, keselamatan dan menjamin

bekalan makanan, Radioisotop yang biasa digunakan sebagai penyurih dalam bidang

pertanian dan penternakan ialah fosforus-32 (32P), nitrogen-15 (15N), kalium42 (42K),

karbon-14 (14C), sultur-3S (35S), ferum-59 (59Fe), iodin-131 (1311 ), tritium (3H)dan

klorin-35 (35C1). Sinaran mengion digunakan untuk mengubah genetik bijih benih yang

lebih dikenali sebagai teknik mutasi aruhan tumbuhan, iaitu bijih benih atau bahagian tertentu

tumbuhan akan diaruh oleh sinaranmengion dos rendah. Kini, teknik ini banyak digunakan

dalam pengeluaran pelbagai mutan baharu tanam-tanaman seperti tanaman hiasan, padi,

pisang, jagung, kacang tanah, kacang soya, dokong, kapas, kelapa sawit dan lainJain. Selain

itu, teknik sinaran mengion digunakan untuk mengawal serangga perosak melalui teknik

pemandulan serangga. Dalam konteks ini, sinaran mengion yang biasa digunakan ialah sinar-

X, sinaran gama yang terhasil daripada kemudahan penyinaran gama yang menggunakan

punca radioaktif kobalt-60 (60C0) dan sesium-137 (137Cs); dan alur elektron daripada

pemecut elektron.

2.1 Radiosotop Sebagai Penyurih :Teknik Penyurih Dalam Penyelidikan Pertanian

Dalam penyelidikan pentanian, teknik penyurih radioisotop digunakan untuk

penentuan kadar pengambilan baja bagi sesuatu tumbuhan, dan masalah-masalah

bersangkutan pembajaan pada amnya. Baja yang diselidiki dalam hal ini berjenis fosfat,

dengan radioisotop P-32 digunakan sebagai penyurih. Sedikit baja yang bertanda P-32

dicampurkan bersama baja fosfat, dan ditabur keliling tumbuhan yang dikaji, mengikut

susunan kajian. Setelah beberapa hari, daun-daun muda, tunas atau bunga daripada tumbuhan

berkenaan dipetik dan diproses untuk pembilangan P-32 melalui pembilangan kelipan cecair.

Keberkesanan pengambilan baja fosfat diketahui melalul nilai kadar pembilangan keaktifan

beta yang diperoleh daripada sampeh-sampel yang dipetik.

Teknik penyurih radioisotop seperti di atas dapat membantu usaha-usaha untuk

menjimatkan penggunaan baja fosfat senta meningkatkan keberkesanan pembajaan bagi

berbagai-bagai jenis tumbuhan. Contoh diatas adalah salah satu daripada penggunaan teknik

penyurih dalam kajian pertanian.

2.2 Mutasi Aruhan Menggunakan Sinaran

Kesan sinaran mengion terhadap DNA dan gen dapat digunakan untuk mengaruh

mutasi dalam sel. Mutasi aruhan sinaran digunakan untuk membentuk baka-baka baru bagi

tumbuhan. Pada kebiasaannya, jenis mutasi yang berlaku tidak unik dan tidak dapat

diramalkan; sinaran mengion membentuk berbagai-bagai jenis mutasi secara rawak. Oleh itu,

pemihihan perlu dilakukan melalui penanaman tumbuhan yang dikaji. Semua bahagian

tumbuhan seperti benih (biji), debunga, batang, tuber, tumbuhan keseluruhan dan sebagainya,

sesuai disinar. Lazimnya, penyinaran dilakukan terhadap biji kerana penyinaran dapat

dilakukan dalam berbagai-bagai keadaan seperti keadaan kering, lembab, suhu yang

berlainan, dalam udara pekat oksigen dan lain-lain.

Setiap bahagian tumbuhan mempunyai kepekaan masing-masing. Biji biasanya

mempunyai kepekaan yang paling rendah. Jenis mutasi yang berlaku pula bergantung kepada

jenis sinaran, kadar dos serta jumlah dos yang diberi. Jumlah dos yang diberi mustahak

dipertimbangkan — perlu tinggi untuk meningkatkan kecekapan mutasi tetapi tidak terlalu

tinggi untuk mengurangkan kecacatan kromosom dan kerosakan. Tumbuhan yang telah

menjalani mutasi dipilih untuk sifat-sifat tertentu, seperti berhasil tinggi, cepat berbunga,

matang datam masa yang singkat, mempunyai sifat-sifat pertumbuhan tertentu seperti

pendek, menjalar dan sebagainya, tahan patah, menghasilkan bijian yang tidak mudah pecah,

tahan suhu tinggi/rendah, tahan kemarau, tahan air masin, menghasilkan bijian yang

mengandungi zat makanan tertentu dan sebagainya.

Matlamat akhir ialah untuk menghasilkan baka tumbuhan yang lebih baik daripada

baka asal serta sesuai ditanam di kawasan tertentu supaya dapat mengurangkan perbelanjaan

penanaman dan pengurusan di samping meningkatkan pengeluaran. Baka yang dihasilkan

melalui mutasi aruhan sinaran boleh digunakan secara terus, tetapi, kadangkala juga

digunakan sebagai ibu dalam kajian biak baka kacukan. Bagaimanapun, tujuan mutasi aruhan

sinaran tidak berubah.

3.0 BIDANG PERTANIAN DI MALAYSIA (MUTASI ARUHAN)

Pengawai Penyelidik Kanan, Institut Penyelidikan Teknologi Nuklear Malaysia, MINT

(Malaysia, Dr. Rusli Ibrahim menyatakan banyak kajian yang dijalankan menjurus kepada

membangunkan bidang pertanian dan industri asas tani di negara kita. Teknik- teknik yang

telah dibangunkan termasuklah mutasi aruhan, kajian racun serangga, pengurusan pengairan,

kajian sampingan agro, kendalian lepas tuai dan pengawetan makanan. Misalnya, radiasi

digunakan untuk menghasilkan tumbuhan yang lebih berkualiti. Teknik berkenaan telah

dikenal pasti bagi menghasilkan tumbuhan mutan (sesuatu yang terhasil daripada proses

mutasi) untuk meningkatkan penghasilan makanan.

Biasanya mutasi boleh dipercepatkan melalui induksi oleh agen mutasi sama ada

secara kimia atau fizikal. Di MINT, agen fizikal yang sering digunakan untuk pembaikan

pertanian terdiri daripada sinar gamma dan sinar-X. Secara amnya, pembiakanmutasi

termasuk pemilihan tanaman, pemilihan mutagen, kaedah, sensitiviti, bahagian yang dirasai

dan teknik menggunakannya. Bagi tanaman seperti padi, kacang tanah dan kacang soya, biji

benih merupakan bahagian yang popular dan berpotensi diradiasi dengan sinar gamma yang

dihasilkan daripada unsur Cobalt-60, selepas pemilihan biji benih terbaik dibuat. Manakala

bagi tumbuhan vegetative seperti buah-buahan dan bunga-bungaan keratin batang digunakan

atau dilakukan secara in-vitro.

Dalam kes-kes tertentu, radiasi boleh dilakukan secara akut dalam masa yang singkat

dengan kadar dos yang tinggi. Kultur tisu tumbuhan merupakan terminologi yang digunakan

bagi merujuk kepada pelbagai teknologi in-vitro yang digunakan. Teknik berkenaan telah

dibangunkan pada 1960-an dan boleh digunakan untuk menghasilkan tumbuhan dalam

bilangan yang banyak daripada bahan yang sedikit. 

Kultur tumbuhan biasanya dijalankan secara in-vitro (dalam balang bertutup) dengan

medium tertentu dalam keadaan terkawal. Ini penting bagi membolehkan tumbuhan terhasil

daripada sel tunggal. Medium tertentu berkenaan terdiri daripada garam bukan organic,

organic (makro nutrient, mikro nutrient dan vitamin), sumber tenaga iaitu sukrosa, hormon

penggalak pertumbuhan dan agar sebagai medium. 

Setakat ini, MINT telah berjaya menghasilkan beberapa tumbuhan mutan baru seperti pisang,

padi, kacang tanah, dan juga tanaman hiasan yang mempunyai ciri-ciri yang lebih berkualiti

seperti hasil yang tinggi, pokok rendah, matang awal, rasa lebih enak dan sebagainya.

4.0 PENUTUP

Teknologi ini menawarkan banyak kelebihan terutamanya dalam meningkatkan produktiviti

dan mempertingkatkan kualiti produk yang tidak boleh diperoleh dengan kaedah lain. Selain

itu, kelebihannya boleh dilakukan secara berterusan, cepat, tepat dan persis serta dapat

menjimatkan kos.

Lain-lain penggunaan sinaran mengion ialah mengitar semula sisa pertanian melalui

proses pemecahan komponen polimer asli untuk mendapatkan produk bernilai tinggi. Sebagai

contoh, pensterilan sisa selulosa daripada kelapa sawit untuk digunakan sebagai substrak

untuk penanaman cendawan dan menghasilkan makanan haiwan serta baja komposit.

Jelas sekali bahawa penggunaan sinaran mengion dan punca-punca radiolsotop luas

dan mana-mana rujukan yang menerangkan teknik-teknik dan penggunaan radioisotop dan

sinaran mengion tidak dapat merangkumi segala penggunaan radioisotop dan sinaran

mengion dengan mendalam.