Pembakaran Tunggul:Risiko Terkait dan Kemungkinan Alternatif Generasi Baru

Revolusi Hijau India dari akhir 1960-an hingga 1970-an bertujuan untuk memperkuat produksi biji-bijian makanan, terutama di negara bagian utara Punjab, Haryana, dan Uttar Pradesh. Petani segera mulai mengadopsi metode pertanian modern, seperti benih varietas unggul (HYV), pestisida, pupuk, traktor, mesin panen, dan fasilitas irigasi.

Dengan pertanian yang dipraktekkan dalam skala besar di wilayah ini, mekanisasi pertanian terbukti menjadi keuntungan, menghasilkan peningkatan dramatis dalam produktivitas pertanian dan pembangunan ekonomi pada dekade-dekade berikutnya. Mekanisasi pertanian juga memastikan bahwa petani dapat memanen lahan yang luas dalam jangka waktu tiga minggu yang singkat.

Namun, salah satu kelemahan utama dari pertanian mekanis yang sekarang harus dihadapi para petani adalah pengelolaan jerami.

Apa itu Stubble Burning?

Pembakaran jerami muncul sebagai metode yang murah, cepat, dan efisien untuk membersihkan tunggul padi dan gandum dalam jumlah besar yang tertinggal dari panen secara mekanis. Residu ini mencapai dua kaki lebih tinggi, dibandingkan dengan kurang dari 6 inci setelah panen manual, dan membutuhkan waktu sekitar satu setengah bulan untuk terurai.

Selain itu, undang-undang negara bagian di Punjab dan Haryana memaksa petani untuk menunda pembibitan dan transplantasi padi selama sebulan, dari pertengahan Mei hingga pertengahan Juni, untuk melindungi permukaan air tanah yang menyusut dengan cepat di wilayah tersebut. Penundaan menabur akibatnya menunda panen, yang membuat petani tidak memiliki cukup waktu untuk membersihkan lahan dan menyiapkan lapisan tanah untuk tanaman berikutnya, gandum.

Selain itu, residu dari padi (tidak termasuk varietas basmati) tidak cocok sebagai pakan ternak karena lebih sulit dikunyah, kandungan silikanya tinggi, dan memiliki nilai kalor yang rendah dibandingkan residu tanaman lainnya. Oleh karena itu, para petani menggunakan strategi pembakaran jerami. Hal ini juga efektif untuk menghilangkan hama, gulma (terutama jenis tahan herbisida), dan penyakit tanaman dari siklus tanaman terakhir.

Risiko Terkait dengan Stubble Burning

Berikut adalah beberapa konsekuensi paling berbahaya dari pembakaran jerami:

• Polusi: Yang pertama dan terpenting tentang hasil dari teknik ini adalah bahwa hal itu berkontribusi terhadap polusi udara secara signifikan. Tidak hanya mencemari udara dengan gas berbahaya seperti karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO₂ ), oksida belerang (SO_x ), nitrogen oksida (NO_x ), metana (CH₄ ), dan senyawa organik volatil (VOC) tetapi juga meningkatkan keberadaan partikel (PM₁₀ dan PM_2,5 ) di udara. Selain emisi kendaraan dan industri yang ada, di mana saja antara 20% dan 70% dari kabut asap dan polusi udara Delhi muncul karena pembakaran jerami di negara bagian tetangga selama bulan Oktober dan November setiap tahun. Para ilmuwan juga mengaitkan polusi dengan mencairnya gletser Himalaya.

Data pencitraan satelit Cropin yang dikombinasikan dengan teknologi geospasial membantu mengidentifikasi tanaman, batas lahan, area yang ditanami, dan memberikan wawasan tanaman yang terperinci

Bicaralah dengan kami hari ini!

• Kesuburan tanah: Pembakaran jerami menghilangkan nutrisi penting Nitrogen, Fosfor, dan Kalium (NPK) dan nutrisi mikro lainnya, yang mempengaruhi kualitas organik tanah dan produktivitas jangka panjang. Selain itu, sangat mengurangi kapasitas kelarutan lapisan atasnya. Proses pembakaran ini meninggalkan abu yang menurunkan nilai nutrisinya dan juga mengeringkannya.

• Ketidakstabilan termal: Membakar jerami dalam jumlah besar sekaligus menghasilkan penetrasi panas yang lebih cepat ke dalam tanah, meningkatkan suhu tanah menjadi sekitar 42 °C. Akibatnya, ini menyebabkan hilangnya kelembaban dan ketidakstabilan termal, sehingga sulit bagi tanaman berikutnya untuk tumbuh. Ini juga membunuh mikroorganisme tanah yang ada di kedalaman 2,5 cm, yang sangat penting untuk kesuburan tanah.

• Kehilangan karbon :Tunggul yang terbakar juga melepaskan sekitar 80% komponen karbon sebagai karbon dioksida atmosfer. Meskipun pelepasan karbon ini seringkali hanya sedikit lebih banyak jika dibandingkan dengan dekomposisi alami residu, namun hal itu terjadi secara langsung.

Pandemi COVID-19 telah mengancam seluruh dunia secara sosial, ekonomi, dan yang terpenting, dari segi kesehatan. Mengingat kondisi pernapasan adalah salah satu penyakit penyerta yang mengakibatkan kematian terkait COVID-19, kualitas udara yang memburuk dapat membuat pandemi COVID-19 lebih mematikan bagi daerah-daerah yang terkena dampak pembakaran jerami.

Apakah Pembakaran Tunggul Masih Dilakukan?

Beberapa negara memiliki peraturan untuk pembakaran jerami. Sementara Inggris dan China melarang praktik tersebut dan Uni Eropa melarangnya sebagai bagian dari Kebijakan Pertanian Bersama, beberapa negara bagian barat laut di Amerika Serikat mengatur praktik tersebut. Namun, di Australia, meskipun sebagian besar petani lebih menyukai pembakaran jerami, hal itu diizinkan dan direkomendasikan untuk keadaan tertentu.

Di Dataran Indo-Gangga utara India, meskipun menimbulkan beberapa masalah lingkungan dan pemerintah negara bagian melarang dan bahkan mengkriminalisasi praktik tersebut, pembakaran jerami masih dipraktikkan pada akhir musim Kharif dan Rabi karena berbagai alasan. Di negara tropis seperti India, kondisi iklim tidak selalu mendukung petani. Untuk menanam tanaman, terutama selama musim dingin, petani mendapatkan interval yang sangat singkat untuk menyelesaikan seluruh proses. Terkadang, kondisi cuaca yang tidak terduga, seperti hujan atau dingin yang ekstrem, menghambat proses penaburan.

Beberapa tanaman cenderung mengurangi kesuburan tanah. Oleh karena itu, menjadi perlu untuk mengambil residu dari tanah. Oleh karena itu, teknik seperti pembakaran jerami praktis untuk menghilangkan sisa tanaman sebelumnya lebih cepat dan mengurangi ikatan nitrogen.

Alternatif Terbaik dan Teraman untuk Stubble Burning

Diberikan di bawah ini adalah beberapa praktik alternatif pembakaran jerami untuk mencegah polusi dan bahaya kesehatan lainnya. Namun demikian, alternatif ini belum lazim. Petani sering mengeluarkan biaya tambahan, atau peralatan yang dibutuhkan untuk praktik ini tidak tersedia. Pusat perekrutan khusus juga enggan membeli mesin karena mesin tersebut akan tetap tidak digunakan hampir sepanjang tahun, kecuali untuk 15 hari sekali atau dua kali setahun.

Perawatan tunggul di tempat: Pengelolaan sisa tanaman secara in-situ merupakan salah satu teknik konservasi ekosistem terbaik. Ini membantu menyingkirkan sisa tanaman, menjaga nutrisi tanah tetap utuh.

• Happy seeder:Ini adalah penanam tanpa pengolahan yang dipasang di traktor untuk pengelolaan tunggul padi di lokasi. Dapat memotong dan mengangkat jerami padi dan menabur gandum langsung ke tanah tanpa persiapan persemaian sebelumnya. Ini kemudian menyimpan sisa jerami di atas area budidaya sebagai mulsa, menambahkan nilai organik yang sangat dibutuhkan ke bumi. Mesin mengurangi biaya, waktu, dan tenaga yang diperlukan untuk melakukan proses ini secara manual. Meskipun pemerintah negara bagian menyediakan mesin ini dengan harga yang disubsidi, beberapa petani telah melaporkan kekurangan peralatan dalam beberapa tahun terakhir.

• Pusa bio-decomposer:Ini adalah solusi bio-enzim mikroba berbiaya rendah yang mengubah sisa tanaman menjadi pupuk kandang, dilaporkan dalam 15-20 hari. Satu atau dua hari setelah menerapkan solusi, petani akan mengolah dan menyirami ladang, yang akan memicu percepatan dekomposisi residu.

Beberapa mesin pertanian lain yang membantu mengelola sisa tanaman secara in-situ adalah:

• Rotavator, untuk persiapan lahan dan untuk memasukkan sisa tanaman ke dalam tanah
• bor benih tanpa pengolahan untuk persiapan lahan dan menabur benih langsung di tunggul tanaman sebelumnya
• Baler, untuk mengumpulkan dan mengompres residu menjadi bal kompak
• Perajang jerami padi-cum-spreader, untuk memotong tunggul padi dan menyebarkannya di sekitar ladang
• Reaper binder, untuk memanen tunggul padi dan dijadikan bundel

Pengelolaan sisa tanaman secara ex-situ :Konservasi ex-situ atau “off-site” dan pengolahan sisa tanaman juga efektif. Ini menghilangkan tanaman sisa dari tanah dari habitat aslinya. Plus, proses ini jauh lebih ramah lingkungan daripada pembakaran jerami.

• Mengubah jerami menjadi biochar:Biochar adalah arang yang dihasilkan oleh pirolisis biomassa tanpa adanya oksigen. Biomassa termasuk bahan organik dari limbah pertanian dan kehutanan dan merupakan sumber karbon yang ramah lingkungan dan terbarukan. Memproduksi biochar dari biomassa melepaskan energi dengan hampir tidak ada belerang dan nitrogen dalam jumlah yang tidak signifikan. Residu tanaman banyak tersedia dan mengandung kandungan karbon tinggi. Oleh karena itu, menggunakannya untuk menghasilkan biochar membantu menyerap sejumlah besar karbon dalam bentuk yang stabil setiap tahun dan, akibatnya, mengurangi efek buruk pada lingkungan. Biochar juga terkenal karena nilai potensinya untuk meningkatkan kualitas tanah.

• Penggunaan alternatif untuk tunggul padi:Aplikasi inovatif namun komersial lainnya untuk residu tanaman termasuk menggunakannya kembali untuk membuat produk seperti kertas dan bahan pengemas, memperlakukannya sebagai sumber bahan bakar alternatif untuk menghasilkan energi dalam semen, pabrik gula atau minyak, dan mengubahnya menjadi bubur kertas untuk pembuatan peralatan makan yang berkelanjutan.

• 2G Etanol dari limbah pertanian:Ada permintaan yang meningkat untuk bahan bakar terbarukan untuk menggantikan yang berbasis fosil. Khususnya, tanaman biji-bijian hanya menyimpan setengah dari energi yang mereka tangkap dalam biji-bijian yang dapat dipanen, yang menawarkan potensi signifikan untuk mengekstrak energi dari sisa tanaman. Pembuatan bioetanol generasi kedua (2G) dari biomassa lignoselulosa akan mendukung tujuan ganda untuk mencegah pembakaran jerami dan mengganti bahan bakar fosil dengan alternatif yang lebih bersih dan terbarukan.

Mengubah pola pemotongan: Selain perlakuan in-situ dan ex-situ, alternatif yang efektif untuk proses ini adalah mengubah pola budidaya tanaman. Buah-buahan, sayuran, atau tanaman rendah residu lainnya yang tidak membutuhkan banyak air, juga merupakan pengganti yang sangat baik untuk gandum dan padi.

Varietas tanaman rekayasa genetika juga bermanfaat bagi petani. Misalnya, varietas padi dengan durasi lebih pendek, seperti Pusa Basmati-1509 dan PR-126, memiliki umur matang sekitar 120-125 hari. Mereka mengizinkan petani untuk memanen selama minggu ketiga bulan September itu sendiri, sehingga memperlebar jendela sampai awal musim gandum. Kerugian utama dari produksi basmati, sayuran, buah-buahan, kacang-kacangan, atau tanaman lainnya adalah pemerintah tidak mencantumkannya di bawah sistem pengadaan berbasis MSP. Oleh karena itu, petani kehilangan pendapatan yang terjamin.

Mengkaji Dampak Lingkungan dari Stubble Burning &Mitigasi Risiko menggunakan Penginderaan Jauh

Kemajuan signifikan dalam aplikasi penginderaan jauh memberikan solusi skala besar untuk memetakan dan memantau area penanaman padi dan gandum serta pola pembakaran jerami di wilayah tersebut. Cropin sedang melakukan penelitian ekstensif untuk menggunakan solusi berbasis penginderaan jauh untuk mitigasi risiko yang terkait dengan pembakaran residu tanaman dan menghasilkan statistik yang dapat digunakan oleh badan-badan pemerintah untuk merampingkan kebijakan. Inisiatif ini juga bertujuan untuk memberikan wawasan yang didukung data yang dapat dimanfaatkan oleh bisnis baru dalam proses memobilisasi tunggul tanaman, sehingga mengurangi risiko kerusakan lingkungan.

Kerangka kerja AI/ML geospasial Cropin menggunakan citra satelit hampir real-time dan menghasilkan berbagai indeks penginderaan jauh dari pita multi-spektral di seluruh visual hingga termal untuk memeriksa dampak lingkungan dari pembakaran residu tanaman. Model ML membantu menganalisis sistem Padi-Gandum (RWS) yang diikuti petani di sepanjang 630 juta hektar dataran Indo-Gangga. Data ini akan menjadi acuan untuk memantau aktivitas pembakaran sisa tanaman di lahan.

Deteksi tanaman berbasis penginderaan jauh SmartRisk akan menyoroti pola tanam tanaman dan tahap panen RWS untuk desa yang berbeda. Data VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) dari NASA menyediakan pemetaan kebakaran aktif yang dilengkapi dengan berbagai indeks penginderaan jauh lainnya, seperti indeks area pembakaran (BAI) dan rasio pembakaran Normalisasi (NBR), yang berasal dari pita inframerah termal dan gelombang pendek. Bersama-sama, mereka mempercepat identifikasi pembakaran jerami, baik saat ini maupun historis. Informasi historis, ketika diintegrasikan dengan pola penaburan, tahap panen, dan parameter cuaca musiman, berkontribusi untuk merancang model kemungkinan yang memperkirakan area pembakaran jerami.

Lebih lanjut, pemantauan gas dan partikel beracun berbasis satelit di atmosfer (karbon monoksida, nitrogen dioksida, dan partikel) memungkinkan kami memperoleh indeks polusi untuk wilayah tersebut.

Singkatnya, platform Cropin memantau data penginderaan jarak jauh hampir real-time dan menganalisis statistik pada berbagai tingkat batas administratif untuk memungkinkan pengambilan keputusan yang cerdas dan berbasis data. Ini akan memberdayakan entitas terkait untuk melakukan langkah-langkah mitigasi berkelanjutan sambil mendukung petani untuk meningkatkan pendapatan mereka dan juga melestarikan produktivitas pertanian dan kesuburan tanah mereka.

Ada beberapa kemungkinan hasil dari upaya ini.

• Entitas dapat menandai desa berdasarkan kemungkinan dan intensitas kontribusi mereka terhadap polusi dan merencanakan tindakan yang tepat untuk mitigasi risiko berdasarkan prioritas.
• Pemerintah dapat menerapkan program kesadaran untuk kebijakan, subsidi, dan langkah-langkah lain untuk mengurangi pembakaran sisa tanaman. Mereka juga dapat mendukung pembentukan proyek dan kelompok swadaya (SHG) yang menyediakan tunggul tanaman untuk penggunaan alternatif.
• Perusahaan swasta dan perusahaan minyak yang terlibat dalam produksi bio-etanol 2G dapat menggunakan wawasan ini untuk mengidentifikasi area penanaman padi dan gandum beberapa minggu sebelumnya dan merencanakan pengadaan tunggul tanaman secara efisien.
• Demikian pula, perusahaan yang membeli tunggul tanaman untuk keperluan lain, seperti yang disebutkan di atas, dapat menggunakan platform Cropin untuk memantau tahap panen dan terhubung dengan petani secara langsung selama masa panen.

Platform Intelijen Tanaman untuk Penilaian Dampak Pembakaran Residu Tanaman

Dengan industrialisasi dan urbanisasi yang cepat, pemanasan global dan perubahan iklim telah menjadi isu yang kritis. Dalam situasi seperti itu, pembakaran jerami adalah praktik berbahaya yang dapat berdampak besar pada seluruh ekosistem. Oleh karena itu, sudah saatnya menyerukan pelarangan total terhadap praktik pembakaran semacam itu dan memilih alternatif yang lebih hijau.

Masa depan adalah milik kita untuk berubah. Bermitralah dengan kami untuk memastikan dunia yang lebih sehat untuk masa depan.

Jelajahi inovasi pertanian dengan Cropin