Pertanian dianggap sebagai penyebab utama pemupukan berlebihan: peningkatan peternakan tidak hanya mengakibatkan kelebihan produksi pangan hewani, namun juga peningkatan besar-besaran berbagai polutan dan pupuk kandang. Pemupukan berlebihan menyebabkan kelebihan unsur hara dalam jumlah besar, dan nitrogen yang terkandung dalam pupuk mempunyai dampak drastis terhadap keseluruhan ekosistem.
Nitrogen
Nitrogen (N) dianggap sebagai bahan penyusun dasar setiap makhluk hidup dan ditemukan di air, udara, dan tanah. Zat penting ini menyusun sekitar 78 persen udara, namun baik tumbuhan maupun hewan tidak dapat menggunakan nitrogen di atmosfer. Namun, siklus alami membutuhkan nitrogen di atmosfer untuk diubah oleh mikroorganisme di dalam tanah. Hal ini menciptakan molekul nitrogen yang berguna yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh.
Akibatnya, hewan dan manusia menyerap nitrogen melalui konsumsi makanan nabati dan mengeluarkannya melalui kotoran dan urin. Ini dipecah lagi oleh mikroorganisme, sehingga menutup siklus alami. Namun, keseimbangan siklus nitrogen sangat terganggu akibat campur tangan manusia di alam, sehingga mengakibatkan kelebihan nitrogen di lingkungan.
- sekitar 62 persen berasal dari produksi tanaman
- sekitar 33 persen berasal dari produksi hewan
- sekitar 5 persen berasal dari transportasi, industri dan rumah tangga
Dampak terhadap keanekaragaman hayati
Peningkatan pasokan nitrogen berdampak besar terhadap keanekaragaman hayati dan menjamin keseragaman vegetasi. Alasannya terletak pada kebutuhan nutrisi individu masing-masing tanaman. Beberapa dari mereka sangat menyukai nitrogen dan mendapat manfaat besar dari kelebihan pasokan zat ini. Oleh karena itu, mereka menyebar dengan cepat, namun mengorbankan tanaman yang telah beradaptasi dengan kondisi miskin nutrisi. Karena tanaman ini kemudian digantikan oleh tanaman yang menyukai nitrogen.
- Dataran tinggi sangat terkena dampaknya
- Sundew juga tergeser
- Rumput kapas etnik dan heather rosemary menyebar
Efek pada tanaman
Kelebihan nitrogen menyebabkan percepatan pertumbuhan tanaman yang tidak sehat dan pertumbuhan akar terhambat. Tanaman mengerahkan seluruh energinya untuk membentuk tunas baru, yang seringkali lunak dan kenyal. Namun bukan hanya bagian tunas saja yang terkena dampaknya, karena sel dan jaringannya juga tidak terbentuk secara maksimal. Pada pohon, percepatan pertumbuhan juga menyebabkan apa yang disebut penipisan tajuk. Hal ini membuat hutan lebih rentan terhadap angin kencang dan kekeringan, yang seringkali menyebabkan kerusakan hutan akibat angin. Peternakan pabrik dan pemupukan berlebihan juga terbukti berhubungan langsung dengan penebangan hutan. Kelebihan pasokan nitrogen juga mempunyai dampak berikut terhadap dunia tumbuhan:
- Status nutrisi tanaman terganggu sehingga dapat menyebabkan kekurangan pasokan
- Penyebaran penyakit bakteri dan jamur meningkat
- Tanaman lebih rentan terhadap kondisi cuaca
- Penyimpanan hasil panen terganggu, yang dapat menyebabkan hilangnya hasil pertanian
Dampak pada badan air
Pemupukan berlebihan di bidang pertanian menyebabkan peningkatan kandungan nutrisi di badan air. Senyawa nitrogen memasuki danau, sungai dan laut melalui limpasan dan menyebabkan eutrofikasi. Hal ini mengacu pada pertumbuhan tanaman air yang tidak terkendali, yang disebabkan oleh kelebihan pasokan nutrisi. Fitoplankton (ganggang bersel tunggal) khususnya mendapat manfaat dari kelebihan nutrisi ini dan terbentuk secara massal. Hal ini menghasilkan apa yang disebut pertumbuhan alga, yang berwarna kehijauan dan menutupi permukaan air. Hal ini menimbulkan bahaya khusus bagi ekosistem sensitif seperti perairan yang tergenang dan aliran air yang lambat. Karena alga dapat menyebabkan perairan “terbalik”:
- Alga menutupi permukaan
- kurangnya cahaya mencapai lapisan bawah air
- Fotosintesis tidak dapat terjadi dan pertumbuhan tanaman terganggu, sehingga mengurangi keanekaragaman hayati
Fitoplankton merusak perairan
Alga ini mempunyai umur sekitar satu hingga lima hari. Setelah fitoplankton mati, ia tenggelam ke dasar air dan diuraikan oleh bakteri yang hidup di sana. Namun, proses ini membutuhkan oksigen, yang selanjutnya dikeluarkan dari air. Kurangnya oksigen akibat proses degradasi aerobik menyebabkan kematian tumbuhan dan hewan di perairan yang terkena dampak. Jika oksigen tidak lagi mencukupi, zat beracun selanjutnya akan terbentuk. Proses degradasi anaerobik terutama menghasilkan racun seperti metana (CH4), amonia (NH3) dan hidrogen sulfida (H2S), yang meracuni dan membunuh ikan. Selain itu, racun tersebut banyak ditemukan pada makanan laut yang artinya dapat sampai ke manusia melalui rantai makanan. Ganggang juga memiliki efek berikut:
- fitoplankton menciptakan “zona mati”
- sekitar 15 persen dasar laut di Laut B altik ditutupi oleh zona mati
- fitoplankton menciptakan “karpet busa” di pantai
- Akibatnya, industri pariwisata menderita
Dampak terhadap iklim dan udara
Pupuk mengandung amonium, yang diubah menjadi amonia (NH3) selama penyimpanan dan aplikasi. Amonia pada gilirannya memasuki atmosfer dan mendukung pembentukan debu halus. Namun hal ini berbahaya bagi manusia dan hewan karena berdampak langsung pada saluran pernapasan bagian atas dan berujung pada penyakit pernapasan. Selain itu, gas amonia dapat menyebabkan hujan asam yang berdampak buruk bagi seluruh lingkungan. Saat hujan, amonia kembali ke dalam tanah, bertindak sebagai pupuk tambahan dan menyebabkan pemupukan berlebihan pada tanah.
Namun, pupuk yang mengandung nitrogen tidak hanya melepaskan amonia:
- Mineralisasi pupuk menghasilkan dinitrogen oksida (N2O)
- ini sekitar 300 kali lebih berbahaya bagi iklim dibandingkan karbon dioksida (CO2)
- dan dianggap sebagai gas rumah kaca yang sangat efektif
- Metana (CH4) juga dilepaskan
- ini sekitar 25 kali lebih berbahaya bagi iklim dibandingkan karbon dioksida
Dampak pada tanah
Amonia yang terkandung dalam pupuk diubah menjadi nitrat (NO3-) oleh mikroorganisme di dalam tanah. Jika tanaman tidak menyerap nitrat, terjadi pencucian basa. Nitrat dicuci dengan air rembesan dan pengasaman tanah ditingkatkan. Meskipun beberapa tanaman lebih suka tumbuh di tanah asam, semua tanaman umumnya berhenti tumbuh pada nilai pH di bawah 3. Namun pengasaman tanah tidak hanya mempengaruhi pertumbuhan tanaman:
- ada perubahan struktur tanah
- Kondisi kehidupan mikroorganisme tanah juga berubah, sehingga mempengaruhi kesuburan tanah
- Nutrisi di dalam tanah tersapu habis, yang berarti pasokan unsur hara yang optimal tidak lagi tersedia
- zat beracun dapat dilepaskan (misalnya aluminium)
- Penurunan populasi cacing tanah
Dampak terhadap air tanah
Pemupukan berlebihan di bidang pertanian juga dianggap sebagai pemicu peningkatan kadar nitrat dalam air minum. Hal ini karena nitrat bergerak masuk ke dalam air tanah bersama air rembesan dan kemudian masuk ke dalam air minum, terutama saat hujan deras. Meskipun kadar nitrat yang sedikit meningkat hanya menimbulkan risiko kesehatan kecil, peningkatan kadar nitrat secara permanen dapat menyebabkan peradangan pada saluran pencernaan. Selain itu, nitrat dapat diubah menjadi nitrit (NO2-) di dalam tubuh yang berbahaya bagi kesehatan meski dalam jumlah kecil. Reaksi ini memerlukan lingkungan yang asam, itulah sebabnya perut manusia dianggap sebagai lingkungan yang ideal untuk ini. Mengkonsumsi air minum dengan kandungan nitrat yang tinggi mendorong pembentukan nitrit.
- Nitrit sangat berbahaya bagi bayi; mereka dapat “tercekik secara internal”
- Jika nitrit masuk ke dalam darah, mengganggu pengangkutan oksigen karena merusak pigmen darah merah
- Nilai batas nitrit dalam air minum adalah 0,50 mg/l
- Nilai batas nitrat dalam air minum adalah 50 mg/l
Catatan:
Makanan nabati juga mengandung nitrat dalam jumlah tinggi. Namun, ini biasanya tidak dimakan setiap hari seumur hidup.
Tindakan untuk menghindari pemupukan berlebihan
UE telah merespons pemupukan nitrogen yang berlebihan dan menetapkan Petunjuk Nitrat pada tahun 1991. Oleh karena itu, semua negara anggota UE wajib memantau air permukaan dan air tanah, mengidentifikasi daerah-daerah yang berisiko dan memeriksanya setiap empat tahun. Petunjuk ini juga memuat aturan praktik pertanian yang baik, namun harus diterapkan secara sukarela.
Selain peraturan yang ada, pemupukan berlebihan dengan nitrogen juga dapat dihindari dengan faktor lain:
- Menghubungkan peternakan dengan lahan pertanian sehingga jumlah hewan disesuaikan dengan luas yang tersedia
- kerjakan kotoran yang ada langsung ke dalam tanah
- Gunakan metode teknologi tinggi saat mengeluarkan pupuk, mesin pupuk dengan sensor dan/atau chip komputer - ini memungkinkan nitrogen digunakan secara tepat sasaran
- Pasang sistem filter udara di fasilitas pabrik peternakan, ini dapat membatasi emisi
Pertanyaan yang sering diajukan
Tahukah Anda bahwa berhenti mengonsumsi daging berdampak positif terhadap lingkungan?
Karena semakin sedikit hewan untuk disembelih yang dibiakkan dan dipelihara, semakin sedikit emisi yang mengandung nitrogen dan kotoran yang masuk ke ekosistem.
Tahukah Anda bahwa cacing tanah sangat penting bagi tanaman?
Karena meningkatkan aerasi dan drainase serta pencampuran dan pembusukan tanah.
