TANAH memegang peran krusial namun sering terlupakan dalam mengendalikan iklim global. Di dalamnya, karbon dari tanaman disimpan dan dikelola. Namun, pola cuaca ekstrem akibat perubahan iklim, hujan lebat yang diikuti kekeringan panjang, kini mengancam stabilitas penyimpanan karbon tersebut, terutama di kawasan Asia.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin Yue Pan dari Shenyang Agricultural University mempelajari bagaimana siklus basah-kering yang drastis ini memaksa tanah melepaskan karbon lebih cepat ke atmosfer dalam bentuk karbon dioksida (CO2).
Efek “Denyut” dan Stres pada Tanah
Karbon organik tanah biasanya tersimpan aman di dalam gugusan kecil yang disebut agregat. Namun, perubahan kelembapan yang ekstrem menyebabkan partikel tanah mengembang dan menyusut secara berulang. Gerakan ini retak dan memecah agregat, sehingga karbon yang tersimpan di dalamnya terekspos dan menjadi “makanan” bagi mikroba.
Hasil laboratorium menunjukkan bahwa fluktuasi kelembapan yang kuat meningkatkan pelepasan CO2 hingga 17,2% dibandingkan dengan kondisi kelembapan stabil. Fenomena ini dikenal sebagai “efek denyut” (pulse effect).
“Saat tanah kering, pergerakan mikroba terbatas. Namun, saat pembasahan tiba-tiba (hujan), air dan oksigen kembali tersedia, memicu mikroba merespons dengan cepat dan melepaskan energi simpanan mereka sebagai karbon dioksida,” jelas laporan penelitian tersebut.
Pergeseran Komunitas Mikroba
Stres akibat perubahan air ini juga mengubah strategi kelangsungan hidup mikroba. Peneliti menemukan adanya peningkatan biomassa mikroba sekitar 30-40% di bawah tekanan air. Bakteri dengan dinding sel tebal menjadi lebih dominan dibandingkan fungi (jamur). Pergeseran ini secara signifikan mengubah cara karbon bergerak dan diproses di dalam tanah.
Biochar sebagai “Peredam Kejut”Sebagai solusi, para peneliti menguji penggunaan biochar, arang hasil pemanasan limbah tanaman seperti batang jagung. Biochar memiliki pori-pori yang mampu menahan air dan udara, menciptakan ruang aman bagi mikroba selama masa kekeringan.
Meskipun biochar tidak sepenuhnya menghentikan penguraian karbon, zat ini secara signifikan meningkatkan ketahanan tanah terhadap stres air.
“Biochar tidak menghentikan dekomposisi karbon tanah, tetapi membantu sistem tanah menjadi lebih tangguh terhadap stres air,” ujar Yue Pan, penulis utama studi tersebut.
Pemberian biochar dalam dosis moderat mampu meningkatkan agregat tanah besar sekitar 19% dan mengurangi partikel lempung halus sebesar 23%. Agregat yang lebih besar ini bertindak sebagai pelindung, membatasi akses mikroba terhadap karbon sehingga emisi dapat ditekan.
Langkah Menuju Pertanian Cerdas Iklim
Penelitian ini menegaskan pengelolaan karbon tanah tidak bisa dipisahkan dari kesehatan struktur fisik dan biologi tanah. Langkah selanjutnya bagi tim peneliti adalah menguji berbagai jenis biochar dan pola curah hujan langsung di lapangan untuk memberikan panduan praktis bagi petani dan pembuat kebijakan.
Dengan memahami interaksi antara air, mikroba, dan struktur tanah, sektor pertanian diharapkan dapat lebih siap menghadapi masa depan dengan pola cuaca yang kian tidak menentu. (Earth/Z-2)