Bajak yang Memanaskan Bumi: Bagaimana Pengolahan Tanah Berkontribusi terhadap Pemanasan Global
Penulis: Firman Nur Rohim dan Estri Wuri Destiarani
Gambar 1. Pengolahan tanah.
(Sumber:web.ipb.ac.id)
Pengolahan tanah (soil tillage) merupakan tahapan penting dalam persiapan lahan pertanian, mencakup proses memecah, membalik, dan menggemburkan tanah sebelum maupun setelah masa tanam. Tujuan utamanya adalah memperbaiki kondisi fisik tanah, mempermudah penanaman benih, dan mengendalikan gulma. Namun, di balik manfaat agronomisnya, praktik ini menyimpan dampak lingkungan yang kerap diabaikan, yaitu pelepasan gas rumah kaca ke atmosfer. Secara global, sektor pertanian menyumbang sekitar 21% emisi NO, 53% N₂O, 35% CO₂, dan 47% CH₄ dari total emisi di seluruh dunia (Basheer et al., 2024).
Tanah menyimpan lebih banyak karbon dibandingkan dengan seluruh tanaman di permukaan bumi dan atmosfer jika digabungkan. Karbon ini tersimpan dalam bahan organik tanah, sisa daun, akar, dan jasad mikroorganisme yang terurai perlahan. Bahan organik ini menjaga struktur tanah, meningkatkan kemampuan menyerap air, dan menyediakan nutrisi bagi tanaman. Ketika tanah diolah secara intensif, agregat-agregat tanah yang melindungi karbon organik ini hancur sehingga karbon yang sebelumnya terlindungi terekspos udara dan bereaksi dengan oksigen melalui proses respirasi yang melepaskan CO₂ ke atmosfer.
Pengolahan tanah melepaskan setidaknya tiga gas rumah kaca utama. Pertama, CO2 yang dihasilkan melalui dekomposisi bahan organik yang terekspos akibat pembajakan dan operasional mesin traktor berbahan bakar fosil. Berdasarkan Intergovernmental Panel on Climate Change (2021), CO2 menjadi acuan dasar dengan nilai GWP-100 (Global Warming Potential over 100 years) sebesar 1,000 sehingga seluruh gas rumah kaca lainnya diukur relatif terhadap gas ini. Selain itu, penelitian di Polandia menunjukkan bahwa fluks CO2 pada sistem reduced tillage mencapai 26,9–84,1% lebih rendah dibandingkan dengan sistem bajak konvensional (Sosulski et al., 2022).
Kedua, N2O yang memiliki waktu hidup di atmosfer selama 109 ± 10 tahun dan potensi pemanasan global (GWP-100) sebesar 273 ± 130 kali lebih besar dari CO2 (IPCC, 2021). Menariknya, sistem no-tillage tidak selalu lebih baik, penelitian di Tiongkok menemukan emisi N2O pada no-tillage 8,95% lebih tinggi dari pengolahan konvensional karena peningkatan water-filled pore space yang menciptakan kondisi anaerob ideal bagi bakteri denitrifikasi (Yuan et al., 2022). Ketiga, CH4 diproduksi oleh bakteri metanogen dalam kondisi anaerob. Berdasarkan IPCC (2021), CH4 dari sumber fosil memiliki nilai GWP-100 sebesar 29,8 ± 11, sedangkan CH4 dari sumber non-fosil (seperti lahan pertanian) memiliki nilai GWP-100 sebesar 27,0 ± 11. Nilai ini jauh lebih rendah dibandingkan dengan N2O, namun tetap signifikan mengingat volumenya yang besar. Proses produksi CH4 ini terutama terjadi di lahan sawah di mana kombinasi pengolahan tanah dan genangan air menciptakan kondisi ideal bagi produksi metana.
Metaanalisis dari 1.014 dataset penelitian pertanian di Tiongkok menunjukkan bahwa no-tillage meningkatkan kandungan karbon organik tanah (SOC) sebesar 2,9% dan mengurangi emisi karbon sebesar 18%, tetapi menurunkan hasil panen sebesar 3,9% (Yan et al., 2024). Temuan ini menggambarkan dilema nyata antara stabilitas iklim dan produktivitas pertanian. Penelitian yang lebih komprehensif dari Sadiq et al. (2024) mengukur net Global Warming Potential gabungan seluruh gas rumah kaca dan menemukan bahwa sistem conservation tillage jenis NTS (No-till with Straw), NT (No-till), dan CTS (Conservation Tillage with Straw) mengurangi net GWP masing-masing sebesar 23,44%, 19,57%, dan 16,54% dibandingkan dengan pengolahan konvensional. Penelitian jangka panjang dari Polandia juga membuktikan bahwa sistem manajemen tanah tidak hanya memengaruhi emisi sesaat, tetapi juga mengubah sifat fisik tanah secara permanen yang menentukan potensi emisi di masa depan (Doyeni et al., 2024).
Untuk mengatasi berbagai permasalahan emisi gas rumah kaca akibat pengolahan tanah, Conservation Agriculture dapat menjadi solusi yang menjanjikan. Conservation Agriculture (CA) menawarkan pendekatan yang menggabungkan tiga prinsip utama, yaitu gangguan tanah minimal, penutupan tanah permanen dengan mulsa atau tanaman penutup, dan rotasi tanaman. Berbagai studi menunjukkan bahwa CA tidak berpengaruh negatif signifikan pada emisi N₂O dan memberikan hasil lebih baik dari segi penyimpanan karbon dibandingkan dengan pertanian konvensional (Karki et al., 2025). Sistem NTS khususnya terbukti optimal karena pengembalian jerami ke lahan menjaga komunitas mikroba tanah dan mengurangi emisi GHG neto secara keseluruhan.
Dampak pengolahan tanah terhadap emisi sangat bergantung pada kondisi iklim, jenis tanah, dan sistem tanaman, sehingga tidak ada solusi yang bersifat universal. Pada iklim kering, reduced tillage efektif menurunkan emisi CO₂; pada daerah tropis basah, pengelolaan air dan timing pengolahan menjadi kunci utama. Setiap kali petani memutuskan cara mengolah lahannya, tanpa sadar ia sedang ikut menentukan nasib iklim bumi. Dengan memilih cara bertani yang lebih bijak, dampak pemanasan global dari lahan pertanian bisa dikurangi hingga hampir seperempat. Tanah yang sehat bukan hanya soal panen yang bagus hari ini, tapi juga soal bumi yang masih layak untuk generasi mendatang.
DAFTAR PUSTAKA
Basheer, Sana., X. Wang., A. A. Farooque., R. A. Nawaz., T. Pang., and E. O. Neokye. 2024. A review of greenhouse gas emissions from agricultural soil. Sustainability. 16(11): 1-18.
Doyeni, Modupe Olufemi., S. Suproniene., A. Versuliene., L. Meskauskiene., and G. Kadziene. 2024. Influence of the long-term application of management practices (tillage, cover crop and glyphosate) on greenhouse gas emissions and soil physical properties. Sustainability. 16(17):1-15.
Intergovernmental Panel On Climate Change. 2021. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. IPCC. Geneva, Switzerland.
Jenkinson, D. S. 2010. Climate change - a brief introduction for scientists and engineers or anyone else who has to do something about it. Rothamsted Research: UK.
Karki, S., R. Lal, and K. Lorenz. 2025. Greenhouse gas emissions under conservation agriculture: A synthesis of field observations on integrating conservation tillage and cover crops. Acta Agriculturae Scandinavica. 75(1):1-17.
Sadiq, M., N. Rahim, M. M. Tahi., A. Alasmari, M. M. Alqahtani, A. Albogami, K. Z. Ghanem, M. A. Abdein, M. Ali, N. Mehmood, J. Yuan, A. Shaheen, M. Shehzad, M. H. El-Sayed, G. Chen, and G. Li. 2024. Conservation tillage: a way to improve yield and soil properties and decrease global warming potential in spring wheat agroecosystems. Frontiers in Microbiology. 15(1):1-21.
Sosulski, T., T. Niedzinski, T. Jadczyszyn, M. and Szymanska. 2022. Influence of reduced tillage, fertilizer placement, and soil afforestation on CO₂ emission from arable sandy soils. Agronomy. 12(12): 3102.
Yan, Y., H. Li, M. Zhang, X. Liu, L. Zhang, Y. Wang, M. Yang, and R. Cai. 2024. Straw return or no tillage? Comprehensive meta-analysis based on soil organic carbon contents, carbon emissions, and crop yields in China. Agronomy. 14(10):1-15.
Yuan, J, L. Yan, G. Li, M. Sadiq, N. Rahim, J. Wu, W. Ma, G. Xu, and M. Du. 2022. Effects of conservation tillage strategies on soil physicochemical indicators and N₂O emission under spring wheat monocropping system. Scientific Reports. 12(1):1-13.
0 Komentar