SINTESA RPI RPI - 10 BIOTEKNOLOGI HUTAN DAN PEMULIAAN TANAMAN HUTAN
Koordinator: Budi Leksono
LUARAN (OUTPUT) 1. IPTEK pengadaan benih unggul untuk meningkatkan produktivitas hutan tanaman penghasil kayu (10 Kgtn) 2. IPTEK pengadaan benih unggul untuk meningkatkan produktivitas hasil hutan bukan kayu (2 Kgtn) 3. IPTEK perbenihan hasil pemuliaan tanaman hutan (3 Kgtn) 5. Demplot sumber benih jenis unggulan lokal (1 Kgtn) 5. IPTEK bioteknologi hutan (14 Kgtn)
Konstituen: 15 UPT Badan Litbang Kehutanan
TARGET OUTPUT Roadmap dan RPI 2010 - 2014: 1. Produktivitas Hutan Tanaman Penghasil Kayu : o Kayu pertukangan daur pendek
: 40 m3/ha/th
o Kayu pertukangan daur menengah : 30 m3/ha/th o Kayu pertukangan daur panjang
: 20 m3/ha/th
o Kayu pulp unggulan
: 35 m3/ha/th
o Kayu pulp alternatif
: 15 m3/ha/th
o Kayu energi
: 20-25 m3/ha/th
2. Produktivitas hasil hutan bukan kayu (HHBK) : o Jenis Prioritas (Tier 3): Sukun (Food), Nyamplung (Energy), Kayu putih & Mimba (Medicine), Cendana & Gaharu (Others) o Tier 1 (Preliminary) : Identifikasi, Eksplorasi, Pengolahan o Tier 2 (Intermediate): Sebaran, Potensi sumber benih, Budidaya, Pemanenan o Tier 3 (Advance)
: Seleksi Species Unggul, Penetapan Sumber Benih
3. Perbenihan Hasil Pemuliaan Tanaman Hutan : o Sumber benih hasil pemuliaan tanaman hutan (2 species) o Penanganan benih hasil pemuliaan tanaman hutan (3 species) o Standarisasi benih hasil pemuliaan hutan (3 species)
4. Demplot sumber benih jenis unggulan lokal : o Penunjukan dan pembangunan sumber benih (60 plot) o Sertifikasi sumber benih (30 unit) o Pemanfaatan sumber benih (30 unit)
5. IPTEK Bioteknolgi Hutan : o Genetika populasi flora dan fauna o Pemuliaan berbasis molekuler o Bio-forensik menggunakan penanda DNA o Bio-sekuritas menggunakan penanda DNA o Genome DNA o Kultur jaringan
RESEARCH QUESTION 1. Bagaimana Cara Meningkatkan Produktivitas Kayu dan Hasil Hutan Bukan Kayu dari Aspek Genetika Hutan? 2. Bagaimana Aplikasi Bioteknologi untuk Mendukung Program Pemuliaan Tanaman dan Konservasi Flora dan Fauna? METODOLOGI 1. Program Pemuliaan: Populasi Dasar, Populasi Pemuliaan (Kombinasi Uji Species dan Provenan; Uji Provenan; Uji Keturunan; Hibridisasi; Uji Klon; Uji Resistensi terhadap Penyakit), Populasi Perbanyakan. 2. Aplikasi Bioteknologi: Analisa DNA - RNA (RAPD, SSR, D Loop Mitokondria) dan Kultur Jaringan (Tunas Aksiler, Embriogenesis Somatik)
SIKLUS PEMULIAAN SELEKSI
POPULASI DASAR
BIOTEKNOLOGI
POPULASI PEMULIAAN
POPULASI PERBANYAKAN POPULASI INFUSI
PERSILANGAN
POPULASI PRODUKSI
HASIL DAN SINTESA RPI 2010 - 2014 1. Produktivitas Hutan Tanaman Penghasil Kayu : o Kayu pertukangan daur pendek
: 56,64 m3/ha/th
o Kayu pertukangan daur panjang
: 21,49 m3/ha/th
o Kayu pulp unggulan
: 48 m3/ha/th
o Kayu pulp alternatif
: 25 m3/ha/th
o Kayu energi
: 65 m3/ha/th
o Karakteristik sifat unggul untuk pemuliaan jenis-jenis penghasil kayu ke depan (Jenis-jenis alternatif)
Riap Volume Kayu (m3/ ha/th) Target Roadmap 2014 Capaian RPI Operasional
70 56
60
65
50 50
40
40 35
40 30
32
27 20
20
25
21
25 20
15
13
10 0 Pertukangan Daur Pendek
Pertukangan Daur Panjang
Pulp Unggulan
Pulp Alternatif
Energi
IPTEK pengadaan benih unggul untuk Peningkatan produktivitas hutan penghasil kayu : 1. IPTEK Pembangunan populasi dasar jenis-jenis tanaman hutan penghasil kayu 2. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan penghasil kayu melalui uji keturunan 3. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan penghasil kayu melalui uji klon 4. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan penghasil kayu melalui analisa heterosigositas dari anakan 5. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan penghasil kayu melalui hibridisasi 6. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan penghasil kayu melalui uji resistensi terhadap penyakit
2. Produktivitas Haasil Hutan Bukan Kayu : o Pangan (Shorea spp. penghasil tengkawang): minyak nabati 16,02 – 51,25% o Energi (C.inophyllum) : rendemen minyak (CCO) 50% (Jawa) dan 58% (Luar Jawa) o Obat - Obatan : - M.cajuputi, rend. minyak 2%; kadar 1,8 cineol >65%; - A.indica, kandungan azadirachtin 0,06 – 0,59% o Karakteristik sifat unggul untuk pemuliaan jenis-jenis HHBK ke depan (Jenis-jenis alternatif)
Rendemen Minyak HHBK Prioritas (%) Capaian RPI Operasional
58 60
51
50 40
38
40
30
58 (V/100)
36
20 (V/10)
20
10
10 0 Tengkawang
Nyamplung
Kayu Putih
Mimba
IPTEK pengadaan benih unggul untuk meningkatan produktivitas HHBK: 1. IPTEK Pembangunan populasi dasar jenis-jenis HHBK 2. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan untuk pangan melalui kombinasi uji species dan provenan 3. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan untuk energi melalui uji provenan 4. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan untuk obat-obatan melalui uji provenan 5. IPTEK Pemuliaan tanaman hutan untuk obat-obatan melalui uji keturunan
3. IPTEK perbenihan hasil pemuliaan tanaman hutan o Populasi perbanyakan:
- KBS Komposit F-3 A. mangium seluas 5,2 ha di Jateng & Jabar - KP T. grandis dari 10 klon terbaik seluas 0,125 ha di BBPBPTH o Teknik penanganan benih hasil pemuliaan dari 3 jenis (A.mangium, A.crassicarpa, E.pellita) o Standarisasi benih hasil pemuliaan dari 3 jenis (A.mangium, A.crassicarpa, E.pellita)
IPTEK perbenihan hasil pemuliaan tanaman hutan: 1. IPTEK Pembangunan populasi perbanyakan Kebun Benih Semai Komposit 2. IPTEK Pembangunan populasi perbanyakan Kebun Pangkas 3. IPTEK Penanganan benih hasil pemuliaan tanaman hutan 4. IPTEK Standarisasi benih hasil pemuliaan tanaman hutan
4. Demplot Sumber Benih Jenis Unggulan Lokal A. Rencana (2010-2025): 1. Jumlah plot Sumber Benih : 115 unit Sumber Benih 2. Komoditas Sumber Benih : 66 jenis tanaman 3. Tingkatan Sumber Benih : TBT (20), TBS (4), APB (22), TBP (6), KBS (55), KBK (2), KP (6) 4. Lokasi Sumber Benih : 15 Satker Balitbanghut 5. Luas Sumber Benih : 1.393,73 ha
B. Realisasi sd 2014 : 1. Sumber Benih Bersertifikat : 35 unit Sumber Benih 2. Komoditas Sumber Benih : 27 Jenis tanaman 3. Tingkatan Sumber Benih : TBT (24), TBS (2), APB (4), KBS F-1 & F-2 (5) 4. Lokasi Sumber Benih : 11 Satker Balitbanghut 5. Luas Sumber Benih
: 745,42 ha
Sebaran Sumber Benih Di 15 UPT Balitbang (%) 30,0
25,0
20,0
15,0
TBT TBS APB TBP KBS KBK KP Konservasi
27,8
Sumatera Jawa Kalimantan Nusa Tenggara Sulawesi-Papua
: : : : : : : :
27,0 5,2 12,2 7,0 42,6 0,9 5,0 0,9
13,0
10,0 7,0
5,0
0,0
5,2 4,3
2,6 1,7
TBT
3,5
1,7
TBS
5,2
4,3 1,71,7 1,7
APB
0,9
5,2 4,3
0,9
TBP
0,9
0,9 KBS
KBK
2 2
KP
1
0,9 Konservasi
5. IPTEK bioteknolgi hutan 1) IPTEK identifikasi keragaman genetik dengan DNA dari 5 species flora (T.sinensis, C.inophyllum, A.cadamba, F.fragrans dan C.calothyrsus) 2) IPTEK identifikasi keragaman genetik dari 1 species fauna (Banteng) 3) IPTEK analisa tetua dengan DNA dari 1 species (A.mangium) 4) IPTEK analisa sistem perkawinan dengan DNA dari 1 species (M.cajuputi) 5) IPTEK analisa heterosigositas anakan dengan DNA dari 1 species (S.leprosula)
6)
IPTEK identifikasi penanda DNA yang berhubungan dengan sifat rentan dari 2 species (Aquilaria sp dan G.verstegii)
7)
IPTEK identifikasi penanda DNA pengatur pertumbuhan dari 1 species (T.grandis)
8)
IPTEK verifikasi untuk asal usul kayu dari 1 species (I.bijuga)
9)
IPTEK teknik isolasi jamur endofit dan teknik ektraksi DNA dari 1 species (F.moluccana)
10) IPTEK teknik ekstraksi RNA dari 1 species (A.mangium) 11) IPTEK kultur jaringan jenis-jenis tanaman hutan (10 species target)
KEMANFAATAN (OUTCOME) 1. IPTEK pengadaan benih unggul untuk peningkatan produktivitas hutan penghasil kayu a. Kayu Pertukangan - TBP & KBS F-1 F. moluccana dengan Perhutani, BPTH Bali Nusra & Jawa Madura, Dishut Kab Lumajang, Dishut Kab Kepahyang, Dishut Prop Papua. - KP T. grandis dengan Dishut Prop Sulsel, BPDAS SOP - Sumber Benih & Pop. Dasar S. leprosula, I.bijuga, F.variegata, F.fragans, O.sumatrana dengan Dishut Prop Jateng, Dishut Prop DIY, BPTH Bali Nusra - KBS F-1 & Pop. Dasar Toona spp. dengan Perhutani - Publikasi (67): Buku 5, Jurnal 45, Prosiding 10, Populer 7
b. Kayu Pulp - KBS F-3 & Pert. Gen. A.mangium, A. crassicarpa, E.pellita dengan Sinar Mas Forestry, Perhutani, Dishut Kab. Pacitan - Uji klon Acacia hibrida dan E. pellita dengan Sinar Mas Forestry - KBS F-1 & Pop. Dasar Anthocephalus spp. dengan Perhutani, Dishut Kab Wonogiri, Dishut Kab. Pacitan - Publikasi (64) : Buku 3, Jurnal 40, Prosiding 18, Populer 2, Poster 1 c. Kayu energi - Gain Trial A. auriculiformis dengan Dishut Prop DIY - Publikasi (17) : Buku 3, Jurnal 5, Prosiding 6, Populer 2, Poster 1
2. IPTEK pengadaan benih unggul untuk peningkatan produktivitas HHBK a. Pangan - Pop. Dasar Tengkawang dengan Dishut Prop Jateng b. Energi - TBP & Pop. Dasar C. inophyllum dengan Dishut Prop Pangandaran, Dishut Prop DIY - KPH Yogyakarta, Dishut Kab Cilacap c. Obat-Obatan - KBS F-1 & Gain Trial M.cajuputi dengan Perum Perhutani, PT. PAN Brothers - Publikasi HHBK (53) : Buku 3, Jurnal 13, Prosiding 28, Populer 7, Poster 3
3. IPTEK perbenihan hasil pemuliaan tanaman hutan - KBS Komp. F-3 A.mangium dengan Perhutani - Publikasi (15) : Buku 1, Jurnal 7, Prosiding 2, Populer 4, Poster 1
4. Demplot sumber benih jenis unggulan lokal - Sumber benih jenis unggulan lokal dengan KSDA, BPDAS, Dishut, KPH, HPH di Wilayah/Region 15 UPT Balitbanghut
5. IPTEK bioteknolgi hutan - Aplikasi genetika molekuler dengan PT. Arara Abadi - Konservasi ramin dengan PT. Pindo Deli Pulp & Paper - Publikasi (44): Buku 3, Jurnal 20, Prosiding 17, Populer 4
PERMASALAHAN UTAMA 1. Umur tanaman hutan yang relatif panjang menyebabkan tidak semua species dapat diselesaikan seleksinya dalam kurun waktu 5 tahun sesuai dengan strategi pemuliaan yang telah dibuat (lebih dari 1 periode RPI) 2. Pemotongan dana kegiatan penelitian pada setiap tahun menyebabkan pergeseran target capaian dan refocusing kegiatan 3. Perubahan iklim yang mempengaruhi musim buah, musim hujan dan kemarau panjang menyebabkan terjadinya perubahan target realisasi penelitian bahkan ada beberapa plot yang mengalami kekeringan dan kematian
4. Gangguan keamanan pada plot penelitian yang mempengaruhi keberhasilan kegiatan dan target capaian penelitian 5. Pembangunan sumber benih yang diharapkan di lokasi KHDTK tidak sepenuhnya dapat terealisasi karena ketersediaan dan keterbatasan lahan, disamping anggaran untuk pembangunan sumber benih dari setiap UPT bervariasi sehingga target pencapaiannya juga bervariasi 6. Beberapa kegiatan bioteknologi dengan genetika molekuler belum berjalan maksimal karena terkendala dalam pengadaan bahan kimia (kegagalan lelang maupun ketersediaan bahan kimia pada produsen) dan keterbatasan anggaran sehingga dilakukan refocusing kegiatan dan target species
REKOMENDASI UNTUK 2015 - 2019 1. Perlu segera dikembangkan sumber benih F.moluccana dari provenan Wamena pada sentra pengembangan hutan rakyat di Jawa yang toleran karat tumor sebelum ditemukan klonklon yang tahan terhadap karat tumor 2. Penanaman dari 10 klon terbaik dari species T.grandis pada areal KPHP atau Hutan Rakyat perlu segera dilakukan untuk verifikasi riap volume yang sebenarnya 3. Pengembangan uji multi lokasi dari klon Acacia hibrida pada areal pengembangan untuk menghasilkan species unggulan HTI yang saat ini mulai menurun produktivitasnya 4. IPTEK verifikasi asal usul kayu dengan DNA pada I.bijuga dapat diaplikasikan untuk species lain yang rawan terhadap penebangan liar
5. Perkembangan isu strategis terkait krisis energi di masa mendatang perlu penelitian tingkat lanjut dan pengembangan secara integratif untuk tanaman energi menggunakan sumber benih unggul, seperti C.inophyllum untuk biofuel dan C.callothyrsus untuk kayu energi pada areal-areal KPHP yang sesuai kondisi lingkungannya 6. Pengembangan areal konservasi genetik untuk jenis S.album sudah harus segera dilakukan untuk menjaga kelestarian species dan kemurnian provenan asalnya dari plot populasi dasar di KHDTK BBPBPTH Yogyakarta 7. Tiga puluh lima (35) demplot sumber benih dari 27 species unggulan lokal di 11 UPT Balitbanghut telah disertifikat dan dapat dimanfaatkan oleh pengguna. Delapan puluh (80) unit sumber benih lainnya dalam proses seleksi dan sertifikasi
