Praktik pertanian modern, khususnya pengolahan tanah dalam, mengganggu kemampuan alami tanah untuk menyerap dan menahan air, sehingga meningkatkan kerentanan terhadap banjir dan kekeringan. Sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Science pada tanggal 19 Maret mengungkapkan bahwa pembajakan berat merusak jalur mikroskopis yang memungkinkan air meresap ke dalam tanah secara efektif. Degradasi ini tidak saja tidak efisien bagi pertumbuhan tanaman, namun juga secara aktif mengurangi ketahanan lahan terhadap kejadian cuaca ekstrem.
Bagaimana Penelitian Dilakukan
Para peneliti yang dipimpin oleh ahli geofisika Qibin Shi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok menggunakan metode baru untuk memantau pergerakan air di bawah tanah. Mereka menggunakan kabel serat optik – yang biasanya digunakan untuk internet berkecepatan tinggi – sebagai sensor seismik yang sangat sensitif. Kabel ini bahkan dapat mendeteksi getaran halus yang disebabkan oleh air yang mengalir melalui tanah.
Percobaan berlangsung di lahan uji pertanian Universitas Harper Adams di Inggris. Peneliti menyiapkan 27 petak lahan dengan menggunakan tiga kedalaman pengolahan tanah yang berbeda: tanpa pengolahan, pengolahan tanah dangkal (10 cm), dan pengolahan tanah dalam (25 cm). Setiap kedalaman juga bervariasi berdasarkan berat mesin yang digunakan, yang mengontrol pemadatan tanah.
Temuan Utama: Pergerakan Air Terganggu karena Pembajakan
Selama tiga hari pada bulan Maret 2023, tim melacak bagaimana air hujan berinteraksi dengan setiap plot. Hasilnya jelas: pembajakan yang lebih dalam dan pemadatan yang lebih besar menyebabkan peningkatan pengumpulan air di permukaan, bukan infiltrasi yang sehat. Air permukaan ini menguap dengan cepat di bawah sinar matahari, sehingga memperburuk kondisi kekeringan. Sebaliknya, tanah yang kurang digarap memungkinkan air didistribusikan lebih merata di bawah tanah.
Ilmu Pengetahuan di Baliknya: Aksi Kapiler Terganggu
Studi tersebut menjelaskan bahwa air bergerak melalui tanah berpori melalui aksi kapiler, bukan gravitasi. Ruang kecil di antara partikel-partikel tanah bertindak seperti kapiler – kekuatan yang sama yang memungkinkan air naik ke dalam tabung kaca sempit. Pergerakan ini bukan tentang air yang jatuh ke dalam tanah, tetapi ditarik ke dalam oleh adhesi ke tanah dan kohesi antar molekul air.
Ketika jalur ini terganggu karena pembajakan atau pemadatan oleh alat berat, gaya kapiler menjadi lebih kuat sehingga menghambat aliran air. Model ini menegaskan bahwa jaringan tanah yang rusak memerangkap air di dekat permukaan, sehingga lebih rentan terhadap penguapan dan limpasan.
“Mengganggu struktur alami tanah tidak hanya membuat pertanian menjadi lebih sulit – namun juga membuat tanah menjadi kurang stabil dalam perubahan iklim,” catat Qibin Shi.
Penelitian ini menggarisbawahi perlunya memikirkan kembali praktik pengolahan tanah konvensional dan beralih ke metode yang melestarikan struktur tanah dan meningkatkan retensi air. Implikasi jangka panjang dari melanjutkan pembajakan dalam sudah jelas: risiko banjir dan kekeringan yang lebih besar, dan potensi penurunan produktivitas pertanian.
