Sebagian besar makhluk yang digunakan untuk mengilustrasikan tragedi perubahan iklim adalah jenis yang sudah dikenal:Beruang kutub. Kupu-kupu raja. Penyu. Tanah kita, bagaimanapun, sering diabaikan — itu penuh dengan miliaran organisme mikroskopis yang terdiri dari lingkungan yang paling beragam di Bumi. Seperti semua makhluk hidup, mereka juga terpengaruh oleh perubahan iklim.
Ada fakta yang sering disebutkan ketika orang berbicara tentang tanah:Ada lebih banyak mikroorganisme dalam satu sendok teh tanah yang sehat daripada jumlah manusia di Bumi.
Matriks makhluk hidup yang mendaur ulang kehidupan tumbuhan dan hewan sangat kompleks, dengan bakteri, protozoa, jamur, actinomycetes, nematoda, dan lainnya berinteraksi dengan cara yang tak terhitung jumlahnya dan sebagian besar belum dipetakan. Jadi, bagaimana kekeringan, curah hujan berlebih, panas, dan peningkatan CO2 dapat memengaruhi hubungan tersebut?
Mikroorganisme tanah adalah dasar dari semua kehidupan di bumi, jadi ini adalah pertanyaan penting bagi semua orang. Jika mikrobanya rusak, yang lainnya juga akan rusak. Tetapi bagi petani, ini sangat penting. Pertanian konvensional, dengan input kimia dan degradasi tanah, telah membuat mikroorganisme dan ekosistemnya tidak seimbang, dengan efek jangka panjang yang merusak pada panen. Perubahan iklim secara besar-besaran dapat memperburuk masalah.
Persis seperti apa yang akan terlihat tidak jelas. Ketika cuaca dan kondisi pertumbuhan berubah, dapatkah bakteri dan jamur yang membantu tanaman mengambil nutrisi, misalnya, berubah keseimbangannya dengan mikroba yang kurang bermanfaat? Bisakah patogen yang ada menjadi lebih kuat? Mungkinkah ada kematian massal?
“Apa pun yang terjadi, mungkin tidak akan ekstrem,” kata Jennifer Martiny, profesor ekologi di UC Irvine yang berfokus pada keanekaragaman mikroba. “Mikroba tidak akan punah. Mereka sangat mudah beradaptasi; mereka mungkin akan bertahan.”
Tetapi di luar itu, kata Martiny, meskipun mikroorganisme pasti akan terpengaruh, tidak ada yang tahu persis bagaimana caranya. “Komposisi mikroba akan berubah seiring dengan perubahan iklim. Ini akan mempengaruhi fungsi, ”katanya. “Tapi memprediksinya cukup sulit.”
Ada sejumlah alasan untuk ketidakpastian itu. Yang terbesar adalah kompleksitas luar biasa dari mikrobioma tanah dan jaringan hubungan di sana. Jamur berinteraksi dengan jenis jamur lain, dengan bakteri, dengan organisme bersel tunggal yang disebut protista, dengan akar tanaman—dan semuanya tidak terlihat dengan mata telanjang. Upaya para peneliti untuk menguraikan jangkauan koneksi itu masih pada tahap yang sangat mendasar.
Oleh Taigi, Shutterstock.
Dan kemudian ada fakta bahwa mikroorganisme tanah memecah bahan organik tanaman dan menyimpan karbon yang dihasilkan di dalam tanah atau melepaskannya ke atmosfer sebagai karbon dioksida. Jika perubahan iklim mempercepat respirasi CO2 mereka, itu bisa menciptakan lingkaran setan yang memperburuk efek iklim. Hal sebaliknya juga bisa terjadi, artinya mikroba dapat meredam efek perubahan iklim dengan menyimpan lebih banyak karbon di bawah tanah.
Menentukan apa yang mungkin terjadi dalam kasus peningkatan CO2 di atmosfer—atau faktor lain seperti panas yang lebih besar, dan lebih banyak atau lebih sedikit air dari biasanya—memiliki lapisan kesulitan lain:kondisi tersebut sulit untuk ditiru dalam konteks penelitian jangka panjang. Dan eksperimen yang telah dilakukan sebagian besar terjadi di lingkungan yang terjadi secara alami seperti hutan dan padang rumput, bukan lingkungan pertanian.
Para ilmuwan telah melakukan beberapa pengamatan tentang bagaimana mikroba tanah merespons di bawah kondisi baru yang terkait dengan perubahan iklim. Sebuah temu wicara para ahli dari seluruh negeri berkumpul secara virtual pada bulan November untuk membahas topik tersebut. Laporan berikutnya menetapkan bahwa pemanasan iklim dapat mengurangi keragaman mikroba, meningkatkan kompleksitas hubungan mereka, dan mempercepat dekomposisi bahan organik tanah. Patogen baru kemungkinan besar akan muncul.
Namun, para peneliti memiliki peringatan:temuan ini mungkin tidak berlaku untuk semua tanah. Bagaimanapun, komposisi mikroba di satu peternakan mungkin sama sekali berbeda dari yang lain. “Itu tergantung pada tanah, selalu,” kata Janet Jansson, kepala ilmuwan biologi di Pacific Northwest National Laboratory dan peserta dalam kolokium.
Tetapi Jansson menekankan bahwa, secara keseluruhan, mikroba cenderung mudah beradaptasi. “Ada hal yang lucu dengan mikroorganisme:jika Anda memberi mereka perubahan dalam lingkungan, sumber daya, atau kondisi, mereka akan menemukan jalannya,” katanya. "Anda dapat memiliki jumlah yang rendah dari beberapa, dan dengan kondisi yang tepat, mereka akan mulai berkembang."
Jennifer Pett-Ridge, staf ilmuwan senior yang mempelajari ekologi mikroba tanah di Lawrence Livermore National Laboratory, sependapat. “Setiap mikroorganisme memiliki sekantong trik … sulit untuk dilakukan — ruang sifat fungsional yang ditentukan,” jelasnya. “Jadi, inilah satu organisme yang dapat menangani [oksigen rendah] saat banjir, atau organisme lain yang dapat menangani potensi air rendah.” Selama ada berbagai macam mikroba di tanah, beberapa dari mereka akan berkembang dalam kondisi baru.
Jadi, terlepas dari semua ketidakpastian tentang bagaimana mikroorganisme tanah akan merespons perubahan iklim, sebenarnya ada jawaban mudah bagi petani yang mungkin mengkhawatirkannya:bertujuan untuk tanah yang dihuni oleh beragam kelompok mikroba.
Itu mungkin tampak sulit untuk dikonfirmasi tanpa mikroskop, tetapi para ilmuwan mengatakan itu sebenarnya intuitif. Fokus pada membangun tanah yang sehat, dan keragaman akan datang secara alami. Dan tanah yang sehat itu sendiri, beragam atau tidak, akan memberikan keuntungan tersendiri dalam menghadapi perubahan iklim.
Ternyata, percakapan selama dekade terakhir tentang kesehatan tanah dan pertanian regeneratif juga menjadi perhatian dalam hal perubahan iklim.
“Kesehatan tanah benar-benar dasar dari sistem pertanian yang tangguh. Ini adalah fondasinya,” kata Matt Wallenstein, mantan kepala departemen ilmu tanah dan tanaman di Colorado State University, dan kepala ilmuwan tanah saat ini di perusahaan pertanian Syngenta.
Membangun sistem pertanian yang tangguh berarti membudidayakan banyak tanaman yang berbeda, karena masing-masing menawarkan sesuatu yang berbeda untuk mikroba. Menghindari pestisida juga merupakan kuncinya, karena pestisida dapat memusnahkan beberapa organisme kecil tersebut.
Pemandangan udara dari ladang dengan beragam pertumbuhan tanaman. Oleh YueStock, Shutterstock.
Ini berarti mengganggu tanah sesedikit mungkin juga. Manfaatnya antara lain, petani yang mengolah lahannya hanya dangkal atau tidak sama sekali membantu memelihara mikoriza, jamur bermanfaat yang menghubungkan akar tanaman dengan nutrisi dan mikroba lainnya. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa jamur mikoriza dapat membantu tanaman mempertahankan produktivitas dalam menghadapi kekeringan.
Peneliti yang berbeda menekankan praktik yang berbeda. “Jika saya ingin membuat mikroba saya senang, apa yang bisa saya lakukan? Saya pikir itu berasal dari bahan organik tanah—cenderung menyangga sistem,” kata Daniel Buckley, ahli ekologi mikroba di Cornell University. Dia merekomendasikan penggunaan musiman tanaman penutup. Yang lain mengatakan aplikasi kompos secara teratur adalah kuncinya.
Beberapa perusahaan—di antaranya Syngenta—telah mengembangkan probiotik atau bioinokulan yang memanfaatkan mikroba menguntungkan. Meskipun ini berpotensi berguna untuk meningkatkan aktivitas mikroba alami dalam menghadapi perubahan iklim, penelitian tentang efektivitasnya tidak menentukan.
Untuk saat ini, cara terbaik untuk mempersiapkan dampak perubahan iklim terhadap mikroorganisme adalah dengan memelihara tanah sebaik mungkin. “Mikroba adalah sekutu kami—teman petani,” kata Wallenstein. “Selama kita merawat mereka dengan pengelolaan dan pengelolaan tanah yang baik, mereka akan melakukan bagian mereka dalam membantu mendukung kesehatan tanaman.”
