Tanah yang subur memiliki kemampuan untuk menyediakan unsur hara dalam jumlah yang cukup guna memenuhi kebutuhan tanaman untuk hidup dan berkembang. Kesuburan tanah mencakup 3 aspek, yaitu kuantitas (jumlah atau konsentrasi unsur hara), kualitas (perbandingan konsentrasi antara unsur hara satu dengan yang lainnya) dan waktu ketersediaan (unsur-unsur hara ada secara terus menerus sesuai dengan kebutuhan tanaman selama pertumbuhannya).
Penyebab Penurunan Kesuburan Tanah
Tanah yang subur mendukung produktivitas pertanian dan perkebunan, namun penurunan kesuburan tanah menjadi masalah kritis dalam pertanian yang berkelanjutan. Terdapat beberapa aktivitas dapat menyebabkan penurunan kualitas tanah hingga menyebabkan tanah menjadi gersang dan tidak subur. Beberapa hal yang menyebabkan tanah kehilangan kesuburannya diantaranya sebagai berikut:
1. Penggunaan Pupuk Kimia Berlebih
Penyerapan pupuk oleh tanaman sangat terbatas. Misalnya, pemulihan nitrogen dalam tanaman yang telah dipanen bisa serendah 40% - 50% sehingga mengakibatkan akumulasi sisa pupuk di tanah. Sisa pupuk di tanah dapat meningkatkan kadar garam yang menghambat kemampuan tanaman untuk menyerap air dan nutrisi, mengganggu keseimbangan populasi mikroba sehingga menurunkan kesuburan tanah.
2. Terjadinya Erosi
Erosi tanah terjadi ketika lapisan atas tanah tergerus atau terbawa oleh air, angin, atau aktivitas manusia seperti deforestasi atau pengolahan tanah yang tidak tepat. Erosi tanah dapat menghilangkan lapisan humus yang kaya akan nutrisi, sehingga mengurangi kesuburan tanah.
3. Status Bahan Organik dalam Tanah
Bahan organik memberikan nutrisi penting bagi tanah. Namun, praktik pertanian yang intensif atau penggunaan bahan kimia tertentu dapat menyebabkan penurunan kandungan bahan organik dalam tanah. Bahan organik yang rendah akan menurunkan kesuburan karena tidak adanya aktivitas mikroba di dalam tanah sehingga mineral yang terkandung di dalam tanah lebih sedikit.
4. Pencemaran
Pencemaran lingkungan seperti polusi udara dan limbah industri dapat mencemari tanah. Zat-zat berbahaya yang terakumulasi dalam tanah dapat meracuni mikroorganisme, mengganggu siklus nutrisi, dan menyebabkan penurunan kesuburan.
Peran Nanobubble pada Kesuburan Tanah
- Nanobubble sebagai pengganti pupuk kimia
Meskipun memenuhi kebutuhan nutrisi tanaman, penggunaan pupuk kimia menjadi penyebab utama menurunnya kesuburan tanah akibat daya serapnya yang rendah. Salah satu cara untuk mengurangi penggunaan pupuk kimia yakni dengan menggunakan teknologi nanobubble. Nanobubble memiliki tingkat stabilitas yang tinggi terhadap keruntuhan serta tidak terkena agitasi. Di tanah berpori, nanobubble memiliki waktu retensi yang lama.
Gelembung berukuran nano diserap dengan mudah oleh tanaman. Ukurannya yang kecil memungkinkan untuk penyerapan langsung melalui dinding sel tanaman, akar dan pori-pori daun. Penggunaan nanobubble sebagai pengganti pupuk kimia dapat meningkatan efisiensi penyerapan nutrisi, mengurangi toksisitas tanah dan meminimalkan potensi efek negatif yang terkait dengan dosis berlebihan yang dapat mempengaruhi kesuburan tanah.
- Nanobubble memperbaiki karakteristik dan struktur tanah
Pemadatan dan kurangnya permeabilitas tanah adalah masalah umum dalam pertanian berkelanjutan dan berdampak negatif pada hasil panen. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Chen et al menunjukkan bahwa nanobubble secara signifikan memperbaiki struktur dan permeabilitas tanah. Nanobubble mampu meningkatkan porositas total sebesar 43,2% dan konektivitas pori masing-masing sebesar 355,1%.
Nanobubble memperbaiki struktur tanah dengan cara meningkatkan keragaman komunitas mikroba, mengurangi pembentukan biofilm tanah dan stabilitas agregat makro tanah. Selain itu, nanobubble secara tidak langsung mempengaruhi struktur tanah melalui proses perubahan komposisi komunitas dan mendorong dekomposisi karbon organik yang tidak stabil, menghasilkan peningkatan porositas tanah dan konektivitas pori. (Baca Juga: Mengenal MBBR dengan Teknologi Nanobubble )
Penulis : Novita Sri Andini
Editor : Zakia Dwi Puspa
Sumber :
[1] Roidah, I. S. 2013. Manfaat penggunaan pupuk organik untuk kesuburan tanah. Jurnal Bonorowo, 1(1), 30-43.
[2] Wang, Y et al. 2021. Nanobubbles promote nutrient utilization and plant growth in rice by upregulating nutrient uptake genes and stimulating growth hormone production. Science of the Total Environment, 800, 149627.
[3] Sha, et al. 2020). Minerals loaded with oxygen nanobubbles mitigate arsenic translocation from paddy soils to rice. Journal of Hazardous Materials, 398, 122818.
[4] Chen, et al. 2023. Nanobubble oxygenated increases crop production via soil structure improvement: The perspective of microbially mediated effects. Agricultural Water Management, 282, 108263.
[5] Iqbal, M. A. 2019. Nano-fertilizers for sustainable crop production under changing climate: a global perspective. Sustainable crop production, 8, 1-13.
