Pertanian Organik, Solusi Kurangi Emisi Karbondioksida (Bagian Pertama)

Disarikan Ani Purwati - 03 Feb 2010

Pertanian seringkali tidak mendapat perhatian sebagai alat perubahan iklim yang paling strategis dalam menghadapi pemanasan global. Hampir 30 tahun data karbon tanah Rodale Institute menunjukkan secara meyakinkan bahwa peningkatan layanan daratan global - khususnya praktik-praktik pertanian organik regeneratif - bisa menjadi strategi yang paling efektif saat ini untuk mengurangi emisi CO2.

Sistem Percobaan Pertanian Rodale Institute (Rodale Institute’s Farming Systems Trial® (FST)) telah lama berjalan secara bersamaan dengan perbandingan sistem pertanian organik dan konvensional di Amerika Serikat, sebagai salah satu percobaan tertua di dunia. Uji coba ini telah mendokumentasikan manfaat dari pendekatan sistem terpadu pertanian organik menggunakan praktik regenerative (terbarukan). Di sini meliputi tanaman pelindung, kompos dan pergiliran tanaman untuk mengurangi karbondioksida atmosfer dengan menariknya dari udara dan menyimpannya di dalam tanah sebagai karbon. Pusat-pusat penelitian lain seperti Universitas California di Davis, Universitas Illinois, Iowa State University dan USDA Beltsville, Maryland memperkuat hasil dari praktik-praktik ini, mengulangi penelitian yang luas dan belum dimanfaatkan potensinya untuk menyelesaikan pemanasan global.

Pengaraman atau penyerapan karbon dari pertanian memiliki potensi substansial mengurangi dampak pemanasan global. Bila menggunakan praktik regeneratif secara biologis, manfaat dramatis ini dapat tercapai tanpa peningkatan hasil panen atau laba petani. Meskipun iklim dan jenis tanah mempengaruhi kemampuan pengaraman, berbagai usaha penelitian membuktikan bahwa praktik pertanian organik, jika dilakukan di atas 3,5 miliar tillable hektar planet ini, dapat menyerap hampir 40 persen emisi CO2 saat ini.

Rodale Institute mendukung percepatan transisi nasional mulai sekarang, dari metode pertanian berbasis minyak bumi untuk lebih memajukan sistem "pasca-modern" yang menggabungkan praktik terbaik berdasarkan penelitian replikasi. Para peneliti menyebut pendekatan ini sebagai pertanian organik regeneratif yang mengutamakan perhatian pada sumberdaya terbarukan melalui sistem biologis dengan pakan yang saling melengkapi dan meningkatkan kualitas tanah dengan menghindari input sintetis berbahaya. Ini adalah makna sebenarnya pertanian yang lebih kita sukai.

Masalah Pertanian Modern

Praktik-praktik pertanian modern adalah salah satu penyumbang terbesar pemanasan global. Praktik pertanian saat ini tidak berkelanjutan karena sejumlah alasan. Beberapa tanah Midwestern yang pada tahun 1950 mengandung hingga 20% karbon kini hanya antara 1 – 2 persen karbon. Karbon ini memberikan kontribusi kerugian pada erosi tanah karena menurunkan struktur tanah; meningkatkan kerentanan terhadap kekeringan, mengurangi tingkat karbon air dalam tanah, dan hilangnya nilai nutrisi asli tanah.

Selain itu, praktik-praktik pertanian yang memecah karbon tanah menjadi karbondioksida yang dilepaskan ke atmosfir, sangat berkontribusi terhadap pemanasan global. Analisa mengejutkan bangsa tertua dengan plot uji tanaman di Illinois menunjukkan bahwa pemupukan nitrogen tidak dapat membangun materi organik tanah. Data baru dari penelitian pemerintah AS menunjukkan bahwa dengan pertanian menggunakan pupuk dan herbisida kimia, sistem pangan Amerika Serikat berkontribusi hampir 20 persen emisi karbondioksida nasional. Pada skala global, perhitungan dari Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) mengatakan bahwa pengembangan lahan pertanian menyumbang 12 persen dari emisi gas rumah kaca global.

Efek negatif lainnya dari paradigma pertanian modern adalah unsur hara yang berlebihan di perairan kita dari penggunaan nitrogen sintetis, kehilangan cadangan energi yang melimpah akibat penggunaan bahan kimia berbasis minyak bumi (yang menempatkan peningkatan beban keuangan pada petani sebagai kenaikan harga minyak bumi), degradasi tanah kita (karena monokultur yang membutuhkan penggunaan pupuk sintetis untuk kesuburan), kesehatan hewan dan kesejahteraan yang memprihatinkan.

Solusi tanah: pemecahan pemanasan global ... dan lebih

Rodale Institute's Farming Systems Trial (FST) adalah studi pertama yang membuktikan praktik pertanian organik regeneratif menyimpan atau meyerap karbon dari udara ke dalam tanah, sehingga secara signifikan manangani dampak pemanasan global.

Metode pertanian organik regeneratif dapat mentransformasikan pertanian dari penyebab masalah pemanasan global menjadi solusi utama, dengan mengubah cara bertani kita. Petani dapat bertransisi ke praktik-praktik baru yang relatif cepat dan murah dengan menggunakan alat berbiaya rendah.

Tingkat karbondioksida diminimalkan di musim panas ketika tumbuhan yang subur melakukan upaya membersihkan, dan mencapai maksimum pada musim dingin ketika tanaman tidak aktif. Namun, kemampuan membersihkan gas rumah kaca dari tanah itu sendiri berbeda sesuai apa yang tumbuh di tanah. Pada skala global, tanah menyimpan lebih dari dua kali lebih banyak karbon (yang diperkirakan US 1.74 trilliun ton) seperti halnya vegetasi terestrial (672 miliar ton). Data dari Rodale Institute dan studi lain menunjukkan bahwa praktik-praktik organik dan regeneratif dapat secara dramatis mengubah penyimpanan karbon di tanah, membangun zat humus tanah (yang juga dikenal sebagai bahan organik tanah) yang tetap sebagai senyawa karbon stabil selama bertahun-tahun.

Kunci yang lebih besar, pengaraman karbon lebih stabil terletak pada penanganan bahan organik tanah (soil organic matter - SOM). Karana SOM adalah karbon utama, peningkatannya akan langsung berkorelasi dengan pengaraman karbon. Sementara praktik pertanian yang berlaku dengan menggunakan input sintetis biasanya menghabiskan SOM, sebaliknya, praktik pertanian regeneratif termasuk integrasi produksi tanaman dan hewan, membangunnya kembali.

Sebelum hutan dan padang rumput dikonversi menjadi lahan pertanian, SOM umumnya terdiri dari 6-10 persen volume tanah, di atas 1 – 3 persen tingkat khas sistem pertanian saat ini. Pembentukan bahan organik tanah yang lebih baik memelihara tanah pertanian dapat menangkap kelebihan karbondioksida atmosfer dan mulai mengembalikan karbon yang hilang ke tanah. Hutan dan padang rumput mempunyai kemampuan pengaraman karbon lebih besar daripada biomassa di permukaan yang sering digunakan sebagai pembanding.

Pengelolaan tanah secara organik dapat mengkonversi karbon dari gas rumah kaca menjadi aset penghasil makanan. Tanah yang kaya karbon menjaga air dan mendukung tanaman lebih sehat yang tahan terhadap tekanan kekeringan, hama dan penyakit. Studi sistem organik kami telah menunjukkan peningkatan hampir 30 persen dalam hal karbon tanah lebih dari 27 tahun. Sistem berbasis minyak bumi tidak menunjukkan peningkatan karbon tanah secara signifikan pada periode waktu yang sama dan beberapa studi telah menunjukkan bahwa sistem ini, pada kenyataannya dapat menghilangkan karbon.

Para peneliti memperjelas mekanisme pengaraman karbon tanah yang terjadi. Salah satu temuan yang paling signifikan adalah korelasi tinggi antara peningkatan karbon tanah dan jumlah jamur mycorrhizal yang sangat tinggi. Jamur ini membantu memperlambat proses pembusukan bahan organik. Ujicoba Sistem Pertanian, studi kolaboratif oleh USDA's Agriculture Research Service (ARS) yang dipimpin oleh David Douds, Ph.D., menunjukkan bahwa sistem pendukung biologis jamur mycorrhizal lebih umum dan beragam dalam sistem yang dikelola secara organik daripada tanah yang tergantung pada pupuk dan pestisida sintetis.

Jamur ini bekerja untuk melestarikan bahan organik dalam kumpulan bahan organik dengan tanah liat dan mineral. Dalam rekatan tanah, karbon lebih tahan terhadap degradasi daripada dalam bentuk bebas dan lebih mudah dilestarikan. Temuan ini menunjukkan bahwa jamur mycorrhizal menghasilkan potensi perekat seperti substansi yang disebut glomalin yang merangsang peningkatan perekatan partikel tanah. Hal ini menghasilkan peningkatan kemampuan tanah untuk mempertahankan karbon. Temuan ini didasarkan pada analisa para peneliti ARS di Northern Great Plains Research Lab di Mandan, North Dakota.

Dalam Rodale Institute's FST, kadar karbon tanah lebih meningkat dalam sistem organik berbasis pupuk daripada sistem organik berbasis kacang-kacangan, barangkali karena pupuk merangsang tanah untuk mengaramkan karbon dalam bentuk yang lebih stabil. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa karbon tanah mempertahankan lebih dari sekedar total karbon tambahan ke dalam sistem, karena keragaman tanaman atau perbandingan input karbon-nitrogen mungkin juga memiliki efek. Kami percaya bahwa jawabannya terletak pada tingkat peluruhan materi organik tanah di bawah sistem manajemen yang berbeda. Aplikasi pupuk nitrogen terlarut dalam sistem berbasis minyak bumi merangsang lebih cepat dan lengkap pembusukan bahan organik, serta pelepasan karbon ke atmosfir, bukan menyimpannya dalam tanah sebagaimana yang dilakukan sistem organik.

Mengurangi emisi, mempertahankan hasil, mengurangi peluruhan bahan kimia

Di luar manfaat pengaraman karbon, praktik regeneratif membawa pengurangan dramatis dalam penggunaan energi dan emisi karbondioksida.

Analisa energi dari FST menunjukkan 33 persen pengurangan penggunaan bahan bakar fosil untuk sistem pertanian jagung / kedelai organik yang menggunakan tanaman penutup atau kompos daripada pupuk kimia. Ini diartikan dapat mengurangi emisi gas rumah kaca seperti petani mengadopsi metode produksi yang lebih regeneratif. Selain itu, pergiliran (rotasi) organik sistem tanpa olah tanah (no-till) Rodale Institute's dapat mengurangi bahan bakar fosil yang diperlukan untuk memproduksi masing-masing tanaman tanpa olah tanah dalam pergiliran hingga 75 persen dibandingkan dengan tanaman organik olah tanah standar. Penelitian awal tahun ini, Rodale Institute akan membandingkan organik, tanpa olah berbasis minyak bumi dan sistem olah tanah untuk pertama kalinya dalam rezim FST berkelanjutan.

Temuan penelitian menunjukkan bahwa input energi terbesar di konvensional, sistem jagung dan kedelai modern adalah pupuk nitrogen untuk jagung, diikuti oleh herbisida baik untuk produksi jagung dan kedelai. Sementara itu kemampuan pertanian organik menjadi penyerapan karbon yang penting dan kurang bergantung pada masukan bahan bakar fosil mempunyai dampak jangka panjang bagi pertanian global dan perannya dalam menjaga kualitas udara, kebijakan dan program.

Ada manfaat ekonomi di luar pengurangan biaya input untuk petani. FST menunjukkan bahwa dalam semua sistem, hasil panen jagung dan kacang kedelai dari sistem organik sama dengan hasil panen dari konvensional, kecuali di musim kering, ketika sistem regeneratif menghasilkan jagung sekitar 30 persen lebih banyak daripada sistem berbasis minyak bumi. Hasil panen ini menghasilkan keuntungan di musim kering karena fakta bahwa karbon tanah yang lebih tinggi dapat menangkap lebih banyak air dan tetap menyediakannya untuk tanaman.

Selanjutnya, analisis ekonomi oleh James Hanson, Ph.D., dari Universitas Maryland telah menunjukkan bahwa sistem organik di Rodale Institute's FST yang kompetitif dengan hasil jagung dan kedelai pertanian konvensional, bahkan tanpa premi organik berbasis pasar. Ini terus terjadi selama lebih dari satu dekade, dengan harga tanaman organik bersertifikat berkisar 40-150 % lebih tinggi daripada harga standar tanaman.

Pertanian untuk menangkap karbon juga sejalan dengan tujuan-tujuan sosial dan lingkungan, seperti mengurangi erosi dan meminimalkan dampak pada ekosistem asli.

Pendekatan ini menggunakan siklus karbon alami untuk mengurangi penggunaan input sintetik yang dibeli. Karena pupuk dan pestisida kimia tidak digunakan, polusi bahan kimia dan unsur hara di perairan sangat berkurang secara signifikan. Hal ini tidak hanya membersihkan perairan dalam jangka panjang, tetapi juga akan menghemat biaya pembersihan lingkungan baik secara nasional ataupun daerah. Besarnya biaya pemupukan dari masyarakat digambarkan oleh DAS hingga Pantai Timur Teluk Chesapeake. Meskipun jutaan dolar yang dihabiskan selama 25 tahun untuk membantu para petani mengurangi hilangnya unsur hara pertanian sekitar teluk, sekitar 300 juta pound nitrogen (39 persen dari sumber-sumber pertanian), masih saja mencapai teluk setiap tahunnya.

Sumber: 

http://www.rodaleinstitute.org/files/Rodale_Research_Paper-07_30_08.pdf