Belanda, tempat kincir angin dan bakiak, pelacuran dan ganja yang dilegalisasi, juga merupakan rumah bagi lahan pertanian yang ditanami secara intensif. Ukuran Belanda yang kecil dan jumlah penduduk yang besar berarti bahwa negara yang menurut sejarahnya membutuhkan para petani yang cerdas untuk memberi makan rakyatnya. Tetapi karena semakin sedikit tumbuh dari makanannya sendiri, pemerintah harus membeli petani untuk mengembalikan lahan pertanian ke keadaan yang lebih liar.
Konten terkait
- Sebuah Survei terhadap 161 Keluarga Bakteri yang Hidup di Buah dan Sayuran Anda
Ketika program ini dimulai beberapa dekade yang lalu, menurut Martijn Bezemer, seorang ahli biologi di Institut Ekologi Belanda, para konservasionis hanya akan berhenti menanam dan membiarkan tanah itu, atau mereka akan membuka lapisan atas tanah dan membiarkan lapisan tanah berpasir terpapar ke elemen-elemen. Tidak ada pendekatan yang berhasil. Tampaknya tidak peduli berapa lama mereka menunggu padang rumput yang sehat untuk bertahan, tanah, terdegradasi setelah puluhan tahun pertanian intensitas tinggi, tidak pulih.
Pemerintah merekrut Bezemer untuk mencoba dan mempercepat proses pemulihan. Kelompoknya mulai bereksperimen dengan proses inokulasi tanah terdegradasi dengan kotoran dari ekosistem yang sehat. Sama seperti dokter dapat mengobati banyak masalah usus dengan mentransplantasikan mikroba usus dari orang sehat ke orang sakit, kelompok Bezemer ingin menggunakan mikroba sehat untuk mengobati ekosistem yang sakit.
Pekerjaan awal mereka di rumah kaca dan di lahan-lahan kecil membuat Machiel Bosch terkesan, seorang manajer alam bagi pemerintah yang membantu mengawasi proses restorasi di Belanda. Beberapa tahun yang lalu, ketika Bosch menerima sebidang tanah baru, ia mengundang Bezemer untuk mencoba transplantasi mikroba tanahnya dalam skala yang lebih besar.
Hasilnya baru-baru ini diterbitkan bulan lalu di jurnal Nature Plants, mengungkapkan bahwa inokulasi tanah kecil dari padang rumput atau heathland dapat membantu menentukan tanaman mana yang akan menjajah daerah tersebut dan berkembang di masa depan. "Anda tidak mendapatkan tanaman yang tepat jika Anda tidak memiliki tanah yang tepat, " kata Bezemer.
Ambil segenggam penuh tanah. Kotoran yang Anda pegang di telapak tangan membentuk dasar kehidupan di sekitar Anda, mulai dari cacing tanah yang merayap di kebun Anda hingga ratusan burung raptor di udara. Tapi tanah bukan hanya tumpukan bumi yang tak bernyawa. Jamur simbiotik yang hidup di akar tanaman — dikenal sebagai mikoriza — membantu tanaman mengekstrak nutrisi penting. Mikroba lain memecah tanaman dan hewan yang membusuk, mengisi kembali bahan yang digunakan oleh tanaman.
Secara historis, para ilmuwan percaya bahwa mikroba tanah secara umum serupa di seluruh dunia, dari Asia hingga Amerika Selatan. Namun, penelitian terbaru mengungkapkan bahwa populasi mikroba sebenarnya hiper-lokal, jelas Vanessa Bailey, seorang ahli mikrobiologi di Pacific Northwest National Labs. Tanah yang dia pelajari di kaki Gunung Rattlesnake di Negara Bagian Washington sebenarnya sangat berbeda dari tanah di atas, dengan perubahan ketinggian hanya 3.500 kaki.
Apa artinya ini bagi para ilmuwan adalah dua kali lipat. Untuk satu, itu berarti bahwa keanekaragaman mikroba di tanah saja mungkin jauh lebih besar daripada yang pernah diantisipasi siapa pun. "Kami memiliki alat sekarang untuk menggambarkan mikroba secara lebih rinci daripada lima atau sepuluh tahun yang lalu, " kata Noah Fierer, seorang ahli mikrobiologi di University of Colorado di Boulder. “Namun 80 persen dari mikroba tanah di Central Park masih belum terdeskripsikan. Ada banyak perbedaan yang harus diperhitungkan. ”
Implikasi kedua adalah bahwa dua ekosistem yang berbeda, bahkan yang berada dalam jarak dekat, dapat memiliki mikroba yang sangat berbeda yang hidup di tanah mereka. Sebuah tanaman mungkin selamat dari kekeringan bukan karena sesuatu yang melekat pada fisiologinya, tetapi karena bermacam-macam mikroba simbiotik di tanah, kata Fierer. Tanam benih di tempat lain, dan mereka mungkin tidak dapat berkecambah, tumbuh dan berkembang tanpa campuran bakteri dan jamur yang tepat. Ketika para peneliti mulai belajar lebih banyak tentang kedalaman dan kompleksitas interaksi ini, Bezemer menyadari bahwa itu dapat menjelaskan mengapa upaya negaranya untuk mengembalikan tanah pertanian ke ekosistem asli gagal.
Prosesnya bisa berjalan, Bezemer percaya, jika tanah yang tepat ada. Awalnya, ia mencoba memindahkan tanah secara grosir. Itu bukan masalah untuk proyek kecil dalam pot dan rumah kaca, tetapi meningkatkan proyek apa pun akan sulit, karena tanahnya berat dan sulit untuk dipindahkan. Namun, uji coba awal ini memberikan data yang cukup kepada Bezemer untuk menunjukkan bahwa benih lebih baik ketika ditanam di tanah yang diambil dari ekosistem lain tempat spesies itu tumbuh subur.
Tidak hanya tanaman tumbuh lebih baik, tetapi tanah yang ditransplantasikan juga mencegah gulma dan tanaman lain yang tidak diinginkan mendominasi sistem baru sebelum spesies asli memiliki kesempatan untuk bertahan.
Bagi Bezemer, masalah dengan pendekatan ini adalah jumlah tanah yang dibutuhkan. Untuk secara memadai mengkonversi lahan pertanian menjadi rumput atau heathland di seluruh Belanda, para pelestari lingkungan harus secara efektif melepaskan semua tanah dari ekosistem yang sehat. Tetapi jika mikroba adalah faktor penting, maka mungkin dia tidak membutuhkan banyak kotoran.
Karena tidak ada yang tahu persis mikroba apa yang penting dan dalam jumlah berapa, Bezemer tidak bisa begitu saja memercikkan bakteri pada area yang diinginkan. Tetapi, ia berteori, mungkin sejumlah kecil tanah mengandung cukup mikroba untuk memulai sistem dan meletakkannya di jalur yang diinginkan.
Di beberapa plot, para peneliti menghapus lapisan tanah lapisan atas yang lama dan mengekspos lapisan tanah yang berpasir. Namun, di negara lain, mereka membiarkan tanah lapisan atas yang ada tetap utuh. Mereka kemudian menutupinya dengan satu atau dua sentimeter tanah baik dari padang rumput atau semak, menabur berbagai benih, dan menunggu.
Percobaan itu memakan waktu enam tahun, tetapi data dengan jelas menunjukkan bahwa tanah donor mengarahkan bekas lahan pertanian menuju suatu ekosistem yang tampak seperti sumber aslinya. Padang rumput dibuat padang rumput, heathland menjadi heathland. Pengupasan lapisan tanah atas memungkinkan efek tanah donor yang lebih kuat, dan ekosistem juga pulih lebih cepat.
Bailey, yang menerbitkan studinya sendiri awal tahun ini tentang bagaimana perubahan iklim dapat mempengaruhi mikroba tanah, mengatakan bahwa hasil ini tidak hanya menunjukkan efek tanah donor pada restorasi ekosistem, tetapi juga bagaimana persaingan antara mikroba tanah dapat mempengaruhi bagaimana tanaman tumbuh. Alasan yang mungkin bahwa inokulasi kurang berpengaruh ketika tanah lapisan atas tidak dihilangkan adalah persaingan antara mikroba yang ada dan yang ada di tanah yang ditransplantasikan.
“Mikroba berperilaku dengan cara yang mengejutkan, dan kami membutuhkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana mereka berkoloni di tanah dan semua proses ekologis yang berbeda yang dilakukan oleh mikroba ini. Kami benar-benar tidak tahu, ”kata Bailey. Para ilmuwan masih belum tahu bagaimana dan mengapa transplantasi tanah ini bekerja, sama seperti mereka benar-benar tidak tahu banyak tentang mengapa transplantasi feses sangat sukses pada manusia. Makalah ini menunjukkan, bagaimanapun, bahwa transplantasi tanah benar-benar berfungsi, kata Bailey.
Fierer memuji penelitian tersebut, dan mengatakan "menyoroti hubungan antara tanah dan kesehatan ekosistem, menunjukkan kekuatan yang bisa dimiliki oleh perubahan tanah, " tetapi juga mengangkat nada peringatan. Para peneliti mungkin telah menggunakan jumlah tanah yang jauh lebih kecil daripada percobaan sebelumnya, tetapi masih membutuhkan banyak kotoran untuk memulihkan bahkan area yang kecil. Juga tidak ada yang bisa memastikan apa yang ada di tanah mendorong perubahan ekologis. Bezemer dan pakar tanah lainnya sepakat bahwa itu hampir pasti adalah mikroba, tetapi mengingat kompleksitas tanah, belum ada yang bisa dikesampingkan di dalam atau di luar.
Tanah tetap menjadi kotak hitam ekologis bagi para ilmuwan. Bahkan sekarang, para peneliti baru mulai memahami bagaimana mikroba yang bahkan tidak dapat kita lihat dapat berpotensi membentuk dunia di sekitar kita.
