Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Sekitar 50% Fosfor yang Tersedia di Tanah Berasal dari Pupuk Mineral dalam Sistem Pertanian di Seluruh Dunia

Tanaman membutuhkan fosfor untuk tumbuh. Penggunaan pupuk fosfor mineral oleh petani telah sangat meningkatkan kesuburan fosfor tanah dan, akibatnya, hasil panen. Namun, pupuk ini dibuat dari batuan fosfat, sumber daya tak terbarukan yang tersebar merata di seluruh Bumi.

Para peneliti di INRAE ​​dan Bordeaux Sciences Agro telah membuat model, untuk setiap negara, fraksi fosfor yang tersedia di tanah yang berasal dari penggunaan pupuk mineral fosfor. Mereka juga memeriksa perubahan angka-angka ini dari waktu ke waktu, dimulai pada pertengahan abad ke-20. Diterbitkan di Nature Geoscience, hasilnya menunjukkan bahwa pada tahun 2017, sekitar 50% fosfor yang tersedia di dunia dalam sistem pertanian berasal dari penggunaan pupuk fosfor mineral.

Namun, data global ini menyembunyikan perbedaan dramatis antar wilayah. Sementara Eropa Barat, Amerika Utara, dan Asia semuanya berada di atas 60%, Amerika Selatan dan Afrika masing-masing sekitar 40% dan 30%. Temuan ini menggarisbawahi bahwa sistem pertanian sangat bergantung pada pupuk fosfor mineral.

Studi ini menyoroti pentingnya mempercepat transisi agroekologi di Utara Global, yang negara-negaranya harus mempertahankan kesuburan tanah yang mereka peroleh dan meningkatkan aliran limbah pertanian dan perkotaan ke tanah. Sumber daya batuan fosfat yang tersisa harus diberikan ke Global South, terutama ke negara-negara Afrika, yang tanahnya masih kekurangan fosfor, sebuah kenyataan yang membatasi produksi pertanian.

Fosfor terjadi secara alami di dalam tanah, tetapi tingkat dan ketersediaan relatifnya bervariasi berdasarkan wilayah global dan jenis tanah. Sejak tahun 1950-an, penggunaan pupuk fosfor mineral telah meningkatkan fosfor yang tersedia di tanah dan, dengan demikian, hasil pertanian. Namun, pupuk ini dibuat melalui penambangan dan pengolahan kimia fosfat alam, sumber daya alam tak terbarukan yang tidak merata di seluruh dunia. Misalnya, 70% batuan fosfat ada di Maroko, sementara hampir tidak ada yang ditemukan di Eropa. Selanjutnya, transformasi batuan fosfat melepaskan polusi dalam jumlah besar.

Para peneliti setuju bahwa, dengan tingkat ekstraksi saat ini, kita kemungkinan akan mencapai puncak fosfor (titik produksi sumber daya maksimum) pada tahun 2050. Hal tersebut mungkin akan menyebabkan kenaikan harga pupuk dan ketegangan geopolitik yang lebih besar. Dengan latar belakang ini, penting untuk mengklarifikasi bagaimana pola penggunaan pupuk fosfor mineral dulu dan sekarang telah mempengaruhi ketergantungan sistem pertanian saat ini pada sumber daya yang terbatas ini.

Oleh karena itu, para ilmuwan dari INRAE ​​dan Bordeaux Sciences Agro memutuskan untuk menghitung persentase fosfor yang tersedia di tanah yang berasal dari pupuk mineral, yang didefinisikan sebagai ciri khas fosfor antropogenik tanah. Mereka mengembangkan sebuah model untuk mensimulasikan pola fosfor yang tersedia di tanah spesifik negara dalam sistem pertanian di seluruh dunia selama periode 1950 hingga 2017. 

Pendekatan ini menggunakan data stok fosfor yang tersedia di tanah, hasil panen, penggunaan pupuk mineral, jumlah ternak, dan perdagangan internasional. Perhitungan didasarkan pada tanah pertanian rata-rata suatu negara, yang ditentukan oleh penggunaan padang rumput dan tanaman di masing-masing negara dalam sistem pertanian dengan berbagai tingkat intensifikasi.

Kesuburan tanah sangat tergantung pada pupuk mineral sintetik

Secara global, tanda antropogenik fosfor adalah sekitar 47% (±8%), yang menunjukkan bahwa, saat ini, sekitar setengah dari kesuburan fosfor tanah disebabkan oleh penggunaan pupuk mineral. Hasil ini mencerminkan intensifikasi sistem pertanian yang terjadi di seluruh dunia. Memang, banyak negara sangat bergantung pada pupuk sintetis sejak tahun 1950-an.

Pekerjaan ini menyoroti perbedaan spasial dan temporal yang kuat dalam seberapa tergantung negara yang berbeda pada pupuk fosfor mineral. Tanda antropogenik fosfor telah meningkat tajam di Eropa Barat dan Amerika Utara sejak tahun 1950-an, dan melebihi 60% pada tahun 2017. Sejak tahun 1970-an, tanda tangan di negara-negara Eropa Barat telah menurun, berkat penurunan penggunaan pupuk mineral. Kotoran ternak telah membantu memenuhi sebagian kebutuhan fosfor.

Di Asia, tanda tangan mulai meningkat pada tahun 1970-an, yaitu ketika negara-negara di kawasan itu mengalami Revolusi Hijau, yang dipicu oleh pupuk mineral dalam jumlah besar. Tanda tangan negara-negara Asia kini telah menyusul dan melampaui negara-negara Eropa Barat. Pertumbuhan ini terus berlanjut, didorong oleh ketergantungan yang terus-menerus pada pupuk fosfor mineral. 

Pada 2017, tanda tangan di Amerika Selatan dan Eropa Timur lebih rendah, sekitar 40%. Terakhir, negara-negara di Afrika dan Oseania memiliki tanda tangan di bawah 30%, mencerminkan penggunaan pupuk mineral yang lebih terbatas secara historis.

Menuju pengelolaan sumber daya batuan fosfat global yang lebih adil dan berkelanjutan

Pekerjaan ini menyoroti bahwa banyak negara di dunia sangat bergantung pada pupuk fosfor mineral untuk memastikan tingkat produktivitas pertanian. Hasilnya menimbulkan kekhawatiran bahwa sistem pertanian mungkin berjuang untuk mengakhiri ketergantungan mereka pada sumber daya tak terbarukan ini. 

Mereka juga menggarisbawahi ketidaksetaraan yang mendalam dalam distribusi batuan fosfat saat ini. Negara-negara yang mengadopsi sistem pertanian intensif sejak dini, seperti di Eropa Barat dan Amerika Utara, sangat meningkatkan kadar fosfor yang tersedia di tanah melalui penggunaan grosir pupuk mineral fosfor.

Negara-negara ini sekarang harus mempertahankan dan meningkatkan kesuburan yang diperoleh ini dengan menggunakan berbagai strategi, termasuk daur ulang sumber daya yang lebih baik. Mereka juga harus mempercepat transisi agroekologi mereka dengan menerapkan berbagai sistem pertanian campuran tanaman-ternak, mengurangi erosi tanah, dan memanfaatkan limbah perkotaan. 

Sebaliknya, negara-negara Afrika secara historis memiliki sedikit akses ke pupuk fosfor mineral meskipun tanah mereka seringkali sangat kekurangan fosfor, yang membatasi produksi pangan dan pertanian. Sumber daya batuan fosfat yang tersisa harus didistribusikan secara adil, memprioritaskan negara-negara dengan kebutuhan terbesar untuk mempromosikan ketahanan pangan global.

Alternatif untuk pupuk fosfor mineral

Pupuk fosfor mineral telah meningkatkan hasil pertanian dan mempromosikan ketahanan pangan di banyak negara. Sayangnya, mereka berasal dari persediaan batuan fosfat yang tidak terbarukan. Selain itu, penambangan dan pengolahan batuan fosfat menyebabkan kerusakan lingkungan. Negara-negara tertentu, seperti Prancis, telah mengakumulasi fosfor yang tersedia di tanah dalam jumlah besar. Mereka sekarang harus berusaha keras untuk mengurangi penggunaan pupuk mineral fosfor. 

Kenyataannya adalah bahwa hasil panen tidak akan menderita karena tidak adanya pupuk karena tanaman dapat memanfaatkan stok fosfor yang tersedia di tanah, tergantung pada jenis tanahnya. Khususnya, dalam rotasi tanaman, spesies seperti lupin putih atau soba dapat melepaskan fosfor yang terikat secara kimiawi ke tanah, meningkatkan ketersediaannya untuk tanaman lain.

Selanjutnya, negara-negara ini harus segera bekerja untuk melestarikan kesuburan fosfor tanah yang telah mereka peroleh. Khususnya, mereka dapat membatasi erosi tanah, dengan menggunakan tanaman penutup atau memasukkan kembali tanaman pagar ke lanskap pertanian, dan meningkatkan daur ulang bahan organik, termasuk limbah ternak dan lumpur dari instalasi pengolahan limbah.

Sumber: Jos├ęphine Demay et al, Half of global agricultural soil phosphorus fertility derived from anthropogenic sources, Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-022-01092-0