Sumber ilustrasi: Pixabay
23 Juni 2026 10.35 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [23.06.2026] Seperti yang diketahui secara umum, petani menyiapkan lahan dengan cara membalik tanah sebelum masa tanam, yang dimana hal ini telah berlangsung selama ribuan tahun. Praktik ini dilakukan untuk membantu mengatur kelembapan, nutrisi, dan aliran udara di dalam tanah. Dalam pertanian tradisional, pembajakan dianggap sebagai salah satu cara penting untuk membuat tanah siap ditanami.
Pertanian modern membawa perubahan besar dalam cara lahan diolah. Mesin yang lebih berat dan pembajakan yang lebih dalam memungkinkan petani mengerjakan lahan lebih cepat dan lebih luas. Akan tetapi, penelitian terbaru menunjukkan bahwa praktik tersebut tidak selalu memberikan manfaat yang diharapkan.
Sebuah studi yang dipublikasikan dalam jurnal Science pada 16 April lalu menemukan bahwa pembajakan dalam dan penggunaan mesin berat dapat mengganggu struktur alami tanah. Kerusakan tersebut terutama terjadi pada jaringan pori-pori kecil yang menjadi jalur pergerakan air menuju zona akar tanaman.
Tidak hanya memengaruhi pertumbuhan tanaman, ketika jalur pergerakan air rusak, tanah juga menjadi kurang mampu menghadapi banjir dan kekeringan. Dengan kata lain, tanah yang terlalu sering dibalik dan dipadatkan dapat kehilangan daya tahannya terhadap perubahan kondisi cuaca.
Penelitian ini melibatkan Qibin Shi, seorang geofisikawan dari Chinese Academy of Sciences di Beijing. Bersama timnya, Shi menggunakan kabel serat optik untuk membuat rangkaian sensor berkerapatan tinggi yang dapat mendeteksi gerakan air di dalam tanah.
Kabel serat optik dikenal sebagai teknologi untuk internet berkecepatan tinggi. Akan tetapi, dalam penelitian geofisika, kabel tersebut juga dapat digunakan sebagai alat seismologi yang sangat sensitif. Sensor berbasis serat optik tidak hanya mampu mendeteksi gempa bumi. Teknologi ini juga cukup peka untuk menangkap getaran sangat kecil yang muncul ketika air bergerak melewati pori-pori tanah.
Tim Shi memasang kabel-kabel tersebut di sepanjang tepi 27 petak lahan percobaan di sebuah lahan uji universitas di Newport, Inggris. Petak-petak ini diberi perlakuan berbeda untuk melihat bagaimana tanah merespons hujan setelah mengalami tingkat pembajakan dan pemadatan yang berbeda. Sembilan petak tidak dibajak sama sekali. Sembilan petak lainnya dibajak hingga kedalaman 10 sentimeter. Sembilan petak terakhir dibajak lebih dalam hingga 25 sentimeter.
Dalam setiap kelompok, para peneliti juga menggunakan mesin pembajak dengan bobot berbeda. Bobot mesin menjadi faktor penting karena semakin berat mesin yang digunakan, semakin besar tekanan yang diberikan ke tanah dan semakin tinggi kemungkinan tanah mengalami pemadatan.
Selama tiga hari pada Maret 2023, para peneliti memantau bagaimana setiap petak merespons air hujan. Sistem sensor seismik yang mereka pasang memungkinkan pergerakan air diamati secara rinci tanpa harus menggali tanah.
Hasil pengamatan menunjukkan perbedaan yang jelas antara petak yang dibajak dalam dan padat dengan petak yang tidak terlalu terganggu. Pada tanah yang paling padat dan paling dalam dibajak, air hujan tidak banyak meresap ke bawah.
Sebaliknya, air cenderung berkumpul di dekat permukaan tanah. Ketika matahari muncul, air yang tertahan di permukaan tersebut dapat menguap dengan cepat, sehingga tidak banyak mencapai zona akar tanaman.
Pada petak yang kurang padat dan tidak dibajak terlalu dalam, air bergerak lebih mudah ke bawah dan menyebar melalui tanah yang menunjukkan bahwa struktur pori alami masih berfungsi lebih baik dalam mengalirkan air.
Untuk memahami proses tersebut, tim Shi membuat program komputer yang memodelkan pergerakan air di dalam tanah. Model ini membantu menjelaskan mengapa tanah yang terganggu oleh pembajakan dalam dapat menghambat aliran air.
Para peneliti menemukan bahwa air hujan bergerak melalui tanah berpori dengan cara yang mirip dengan pergerakan darah di dalam kapiler, yaitu pembuluh darah terkecil dalam tubuh manusia. Proses ini disebut aksi kapiler.
Dalam tanah, terdapat saluran-saluran udara kecil seperti terowongan di antara butiran tanah. Saluran tersebut sangat sempit, sehingga gravitasi bukan satu-satunya faktor yang menentukan pergerakan air. Air bergerak karena mengalami tarik-menarik antara kecenderungan menempel pada partikel tanah dan kecenderungan berikatan dengan molekul air lain. Interaksi inilah yang membantu air meresap melalui jaringan pori tanah.
Ketika jalur-jalur sempit tersebut terganggu, dihancurkan, atau tertekan oleh mesin berat, gaya hisap di dalam pori-pori berubah. Akibatnya, aliran air menjadi terganggu dan tanah kehilangan kemampuannya mengatur kelembapan secara efektif.
Analisis ini menunjukkan bahwa pembajakan dalam tidak hanya membalik tanah secara fisik, tetapi juga merusak sistem internal yang membuat tanah mampu menyimpan dan mengalirkan air. Kerusakan tersebut dapat memperbesar risiko genangan saat hujan dan kekeringan saat cuaca panas. Temuan ini penting karena pengelolaan air merupakan salah satu kunci produktivitas tanaman. Jika air tidak sampai ke akar, tanaman dapat mengalami stres meskipun hujan sudah turun.
Bagi lingkungan yang lebih luas, tanah yang padat dan rusak juga dapat meningkatkan risiko banjir. Air yang tidak dapat meresap ke dalam tanah akan lebih mudah mengalir di permukaan dan mempercepat limpasan.
Di sisi lain, ketika musim kering datang, tanah yang tidak mampu menyimpan air dengan baik akan lebih cepat kehilangan kelembapan. Kondisi ini membuat lahan menjadi lebih rentan terhadap kekeringan.
Teknologi serat optik yang digunakan dalam penelitian ini juga membuka peluang baru bagi petani dan ilmuwan. Tim Shi menyebut bahwa sensor semacam ini dapat menjadi cara cepat dan relatif murah untuk memantau kelembapan tanah dalam skala luas.
Selain membantu pertanian, pemantauan berbasis serat optik juga dapat digunakan untuk mendeteksi risiko bahaya alam secara waktu nyata. Contohnya adalah banjir atau likuefaksi tanah saat gempa bumi, yaitu kondisi ketika tanah jenuh air tiba-tiba menjadi tidak stabil akibat guncangan.
Penelitian ini menunjukkan bahwa pembajakan dalam dan penggunaan mesin berat dapat merusak jaringan pori tanah yang penting bagi pergerakan air. Ketika struktur tersebut terganggu, air hujan lebih sulit meresap ke zona akar dan lebih mudah menggenang di permukaan, sehingga tanah menjadi kurang tahan terhadap banjir maupun kekeringan. Dengan memanfaatkan sensor serat optik, para ilmuwan dapat melihat bagaimana air bergerak di dalam tanah secara lebih rinci, sekaligus membuka kemungkinan pemantauan kelembapan lahan yang lebih cepat, murah, dan berguna bagi pertanian masa depan.
Diolah dari artikel:
“Deeply plowing farm fields can do more harm than good” oleh Carolyn Gramling. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.snexplores.org/article/deep-plowing-soil-farm-fields
