Pengantar Pertanian Sintropi: Landasan Pemikiran Ernst Götsch
Tentang Ernst Götsch
Ernst Götsch adalah anak seorang petani kecil yang lahir di Swiss tahun 1948. Ernst menghabiskan masa kanak-kanak dan remaja di pedesaan Swiss timur laut, tempat dimana tanaman tahunan berumur dua hingga tiga abad masih menghasilkan beragam buah-buahan dalam jumlah besar dengan kualitas terbaik.
Hubungan Ernst dengan hutan tropis dimulai ketika dia berkunjung pertama kali ke Brasil, tahun 1976, atas undangan seorang peneliti Brasil. Pada kesempatan itu, Ernst mengunjungi beberapa daerah di Paraná, Mato Grosso, Goiás dan negara bagian lain, wilayah yang pada waktu itu merupakan perbatasan dengan daerah pertanian.
Kerusakan hutan besar-besaran yang berulang di tempat yang dia kunjungi membuatnya sangat tertekan sehingga dia jatuh sakit dan berakhir di ICU rumah sakit. Ketika kembali ke negaranya, dia mengalami perubahan besar dalam hidupnya dan memutuskan untuk mengikuti jalan baru. Dia mulai mempertanyakan arti dari pekerjaan yang dia lakukan saat itu, yakni perbaikan genetik tanaman untuk mendapatkan genotipe yang tahan terhadap penyakit. Ernst berakhir pada kesimpulan bahwa akan lebih cerdas dan lebih efektif jika bekerja untuk menciptakan kondisi agar tanaman merasa baik dan tumbuh lebih baik, daripada mencoba beradaptasi dengan kondisi yang lebih buruk dan pertumbuhan menjadi lebih buruk.
Ernst kemudian mulai melakukan eksperimen secara ekstensif di institut tempat dia bekerja, untuk memahami semakin jelas, bahwa kita hanya akan memiliki satu model pertanian yang membentang selama berabad-abad jika kita membangun kembali agroekosistem sesuai dengan lingkungan di bawah tajuk tanaman yang telah berevolusi selama ribuan tahun. Yakin
bahwa ini akan menjadi cara yang paling tepat, dia mengundurkan diri
dari posisinya sebagai peneliti untuk sepenuhnya mendedikasikan diri dalam penelitian tersebut.
Pada tahun 1982, dia pindah bersama keluarganya ke sebuah lahan peternakan tandus dan terbengkalai di selatan Bahia, di mana ia kemudian memulihkan 340 hektar vegetasi Hutan Atlantik beberap waktu kemudian. Dari sana, dia mulai diundang untuk bekerja dengan beragam institusi, di dalam dan di luar Brasil, dari asosiasi petani dan koperasi hingga perusahaan besar Brasil dan transnasional, dengan tujuan yang sama yakni menciptakan kembali hutan di masing-masing tempat di mana dia pergi.
Pengetahuan yang dihasilkan oleh penelitiannya memunculkan bentuk baru pertanian, yang disebut pertanian sintropi. Di awal 2000-an, pertanian ini sudah dikenal sebagai salah satu referensi terpenting dalam sistem agroforestri di benua Amerika. Selain proyek di Amerika Latin, Ernst juga mengoordinasikan proyek di Portugal, Italia, Spanyol, Jerman, dan Swiss.
Dalam survei yang dilakukan pada tahun 2016, banyaknya pekerjaan yang dilakukan oleh Ernst sejak awal tahun 1980-an telah mempengaruhi lebih dari 10.000 petani di seluruh dunia.
Apa Itu Sintropi?
Kontribusi besar yang diberikan Ernst kepada kita adalah mengungkapkan, dan melakukan sistematisasi prinsip-prinsip di mana alam bekerja. Ernst menyediakan kita sebuah literasi ekologi, yang berarti memahami prinsip-prinsip organisasi ekosistem yang dikembangkan untuk mendukung kehidupan menuju keberlanjutan.
Secara sederhana, sintropi mengacu pada organisasi partikel dalam sistem tertentu, sedangkan entropi adalah ukuran ketidakteraturan dan ketidakpastian. Sintropi sebagai fungsi yang mewakili tingkat keteraturan dan prediktabilitas yang ada dalam sistem. Prinsip sintropi menjelaskan pelestarian, meskipun entropi juga selalu hadir di dalamnya.
Tabel di bawah ini memberi kita ide yang tepat tentang kemampuan hidup untuk menjaga stabilitas makro-organisme yang dikenal sebagai Bumi ini, dimana berfungsi dengan baik untuk keseimbangannya sendiri, sebuah fenomena yang dikenal dalam fisiologi hewan sebagai homeostasis. Berkat munculnya kehidupan sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, melalui sintropi, energi matahari yang lebih kompleks dapat diubah dan disimpan dalam bentuk kehidupan yang berbeda, membentuk jaringan kehidupan yang kompleks. Namun, selama ribuan tahun yang lalu, manusia muncul menyebabkan gangguan ekologi di banyak tempat di planet ini. Dengan syarat gangguan ekologi ini tetap dalam batas yang dapat diterima, jaringan kehidupan di Bumi akan membangun kembali koneksinya, hidup mekar lagi, seperti regenerasi luka kecil kulit kita. Namun, di tempat di mana gangguan ekologi lebih besar dari kapasitas regenerasi Bumi, alam belum dapat kembali ke stabilitas sebelumnya: sepanjang sejarah manusia, ketika terjadi gangguan ekologi massal, peradaban di seluruh area tersebut akan menghilang dan berubah menjadi gurun besar.
Namun, jika kita memahami bahwa kehidupan di Bumi diatur oleh
prinsip sintropi, kita bisa menggunakannya untuk memulihkan kehidupan di daerah yang terdegradasi dan bahkan mengubah gurun menjadi
hutan lagi. Prinsip sintropi tidak berada dalam hierarki kepentingan, mereka semua adalah dasar dan harus ada setiap saat. Gambaran hubungan terbaik di antara mereka adalah sebuah jaringan, di mana semuanya saling berhubungan dan saling bergantung satu sama lain. Ketika kita mengimplementasikan sistem sintropi, tidak adanya salah satu prinsip akan melemahkan jaringan tersebut, seperti lubang dimana energi penyusun kehidupan akan terlepas. Jika energi yang bisa disimpan dalam sistem ini hilang, akan tercermin dalam kualitas pertanian yang dilakukan. Kemunculan tanaman herba dengan siklus pendek, “tanaman invasif” (dari sistem suksesi sebelumnya), tidak adanya strata, tanaman tua, penyakit, ledakan hama, dan rendahnya produksi adalah gejala tidak sepenuhnya menerapkan teknik sintropi.
Strategi dan Teknik Utama dalam Pertanian Sintropi
Sebelum masuk ke teknik pertanian sintropi, mari kita membahas lebih jauh tentang pentingnya istilah sintropi. Mengapa Ernst Götsch mengabaikan istilah “agroforestri” dan malah mengadopsi “pertanian sintropi”?
Seiring berjalannya waktu, dan semakin dalamnya pengetahuan manusia tentang bagaimana hutan bekerja dan bagaimana suksesi alami di hutan sekunder dan primer, Ernst menyadari bahwa tidak cukup lagi untuk menamai sistem mereka hanya dengan istilah biasa yang banyak digunakan ketika mencampur pohon asli atau eksotis dengan tanaman tahunan atau buah-buahan, karena dalam istilah agroforestri, banyak model yang cocok, seperti tumpang sari pinus dan jeruk, kayu putih dengan pisang dan jeruk, barisan pohon dengan jarak butir, dll. Sistem agroforestri bisa berkelanjutan, tetapi juga seiring waktu dapat menghasilkan keseimbangan energi negatif. Agroforestri juga memungkinkan untuk memiliki sistem yang terlihat seperti hutan, tetapi tidak memiliki dinamika suksesi alami yang akan mengarah ke fitofisiognomi hutan primer, serupa dalam bentuk dan fungsi dengan ekosistem asli. Hal ini yang menjadi pemisah antara sistem yang terlihat berkelanjutan dengan sistem sintropi yang diajukan oleh Ernst yakni autodinamik, sangat produktif, pencipta sumber daya, kesetimbangan energi positif dalam kaitannya dengan kuantitas dan kualitas kehidupan, baik di tempat implantasinya maupun dengan seluruh makroorganisme di Bumi.
Fokus Pada Fotosintesis
Semakin banyak terjadinya proses fotosintesis, semakin kuat terbentuknya sistem tersebut. Fotosintesis tidak hanya terjadi begitu saja dengan air yang datang dari tanah, tapi juga tanaman menyerap air dari atmosfer.
Peningkatan proses fotosintesis melalui penanaman dengan kepadatan tinggi dan dengan beragam spesies yang mencakup strata berbeda, memungkinkan kita untuk mengubah sistem dan menciptakan temperatur lingkungan yang rendah. Jika kita memahami kebutuhan fotosintesis lebih dalam, kita akan bisa membangun agroekosistem yang indah dan produktif.
Glukosa yang disintesis selama fotosintesis adalah prekursor karbohidrat tanaman (sukrosa, tepung, selulosa, dll), yang tidak disintesis oleh hewan. Selulosa adalah polisakarida yang tersedia melimpah di alam, yang diproduksi secara berkala oleh tanaman, tidak hanya di hutan, tapi juga oleh tanaman pangan. Dari glukosa, tanaman kemudian membentuk turunan polisakarida lainnya meliputi maltosa, sukrosa, fruktosa, manosa, ribosa, arabinosa, silosa, dll. Karbohidrat menjadi pendukung kehidupan untuk banyak organisme karena mereka dibutuhkan hampir dalam setiap proses metabolisme manusia, hewan dan mikroorganisme. Karbohidrat juga mencakup posisi sentral dalam metabolisme tanaman hijau dan organisme fotosintetik lainnya. Kita memahami bahwa dasar dari fotosintesis sebagai sumber makanan utama bagi sebagian besar makhluk hidup di Bumi, dan menjadi basis kesuburan tanah.
Dengan memberi makan komunitas mikroorganisme tanah dengan karbon dari fotosintesis, kita akan menciptakan siklus dimana lebih banyak kesuburan menghasilkan lebih banyak biomassa, lebih banyak daun, lebih banyak klorofil, lebih banyak fotosintesis, lebih banyak makanan, dan lebih banyak kehidupan, sehingga menciptakan kesuburan yang tinggi, tingkat keseimbangan biosenosis yang tinggi, dan tanaman yang lebih sehat. Melalui pengamatan siklus ini, kita memahami pentingnya menciptakan sistem strata, memperoleh sebagian besar dari seluruh energi cahaya matahari, sehingga tiap strata selalu memproduksi sebanyak mungkin biomassa. Ketika kita menghubungkan ini dengan suksesi alami tanaman, yang dipercepat melalui pemangkasan, kita secara spontan mencapai titik puncak teknologi yang diciptakan oleh kehidupan itu sendiri dan telah digunakan di seluruh sistem alam selaama jutaan tahun lamanya.
Stratifikasi Hutan Alami
Menurut ekologis Eugene Odum, di hutan tropis lembab, jumlah spesies tanaman sangatlah besar, dan seringkali lebih banyak spesies pohon dalam beberapa hektar dibandingkan seluruh flora di Eropa, dan sepertihalnya flora, jumlah spesies fauna di hutan tropis juga sangatlah kaya.
Lebih lanjut, keragaman spesies di hutan tropis lembab lebih tinggi dibanding bagian lain di Bumi. Ukuran keragaman ini dijelaskan melalui variasi temperatur, pencahayaan, kelembaban bioma, peran gangguan alami yang menciptakan mosaik dalam tahap suksesi, kondisi heterogen bagi biji, terbentuknya iklim mikro, dan habitat mikro, terciptanya relung ekologi yang tidak terbatas, dan tereksploitasi oleh keragaman tanaman serta hewan yang berasosiasi dengan stratifikasi hutan. Vegetasi hutan hujan tropis didominasi oleh kanopi pohon hijau abadi, menjulang tinggi sekitar 30–40 m, tapi juga dihitung sebagai pohon ledakan yang menjulang di atas kanopi dengan tinggi hingga 55 m, dengan beberapa lapisan, sub-lapisan, di bawah kanopi, terdiri dari ribuah pohon lain, semak, dan herba, juga terdapat tanaman merambat, terutama epifit, dan rambatan berkayu. Di wilayah tropis, Ernst mengidentifikasi 11 strata lantai pohon dan tanaman, dimana tiap lantai memiliki kepadatan naungan yang spesifik. Ketika kita beranjak dari wilayah tropis, menuju ke arah kutub, kita akan menemui penurunan jumlah lapisan, terutama dikarenakan oleh penurunan energi cahaya dari Matahari.
Bagaimana Penyakit dan Penuaan pada Tanaman mempengaruhi Sistem Sintropi
Sains masih belum memberikan jawaban yang jelas tentang bagaimana sirkulasi informasi penyakit dan penuaan pada tanaman.
Satu hipotesis menjelaskan bahwa sirkulasi informasi kematian tanaman terjadi melalui jaringan cendawan/jamur yang berada di dalam tanah, begitu juga pada tanaman yang sehat. Hipotesis lain menjelaskan ketika mendekati masa penuaan, senyawa baru yang dihasilkan berperan dalam sirkulasi antara tanaman, membawa informasi tentang kondisi tanaman tersebut, sehingga mempengaruhi seluruh makhluk disekitarnya. Kehidupan di dalam tanah berada di sekitar rhizosfer, beberapa milimeter di sekitar perakaran, dan tiap spesies tanaman memiliki komunitas mikroorganisme yang spesifik, tergantung pada siklus hidup tanaman tersebut. Dalam hal ini, penuaan tanaman akan memiliki komunitas mikroorganisme saprofit dan dekomposer dalam jumlah besar dibanding tanaman muda. Sains terkini menjelaskan bahwa tanaman dibawah cekaman genangan akan merubah perilaku cendawan dan bakteri di zona perakarannya. Hal ini mengindikasikan bahwa tanaman menggunakan eksudat mereka untuk mempengaruhi mikroba yang hidup berdampingan dengannya. Penting untuk diketahui bahwa tanah tidak memiliki sampah atau zat yang tidak berguna, dimana ekskresi mikroorganisme juga digunakan sebagai makanan oleh mikroorganisme lainnya. Apa yang kita miliki dalam kasus tanaman yang sekarat adalah komunitas mikroorganisme yang muncul untuk mengoptimalkan proses di dalam tanah. Hal ini semacam jaringan hormonal, seperti manusia yang memproduksi hormon adrenalin dalam situasi menegangkan dan dopamin dalam kondisi menyenangkan. Fenomena ini juga terjadi pada mikroorganisme tanah, dimana ketika tanaman mengalami penuaan, tanaman tersebut akan berasosiasi dengan komunitas mikroorganisme spesifik yang menghasilkan senyawa yang mempengaruhi tanaman sehat, memperlambat pertumbuhan mereka. Dengan kematian tanaman, terjadi pembukaan dan ribuan benih muncul dengan cepat dan kuat, serta memiliki komunitas mikroorganisme spesifik. Untuk menghindari ini, kita bisa memanjangkan masa penuaan tanaman melalui pemangkasan batang dan tanaman tua serta menyelaraskan siklus seluruh sistem.
Dinamika Agroekosistem dalam Sistem Sintropi
Pada dekade pertama, Ernst memahami keuntungan dan potensi tanaman herba dan tahunan di padang rumput Stylosanthes, Panicum, Brachiaria dll, sebagai bagian dari sistematik strata terendah dalam agroekosistem.
Ernst mengubah tanaman yang dianggap sebagai hambatan, menjadi pendamping dalam menyusun agroekosistem yang produktif. Sebagai bagian dari proses manajemen, penjarangan dan pemangkasan seluruh strata, dalam waktu yang tepat, dapat mengoptimalkan dan menyelaraskan proses kehidupan sistem secara keseluruhan. Kita punya cara untuk mengubah produksi tanaman semusim menjadi lebih bermanfaat, tidak hanya secara ekonomi, tapi keseluruhan ekosistem, termasuk elemen arboreal. Cara ini masih belum berkembang diantara pelaku agroekosistem yang menggunakan padang rumput, dimana mereka memerasnya sampai habis tapi tidak mengembalikan fungsi ekologi sistem tersebut. Gambar di bawah ini menunjukkan teknik mengoptimalkan fotosintesis dalam barisan pohon, dimana pohon eukaliptus sebagai strata emergen, dan dibawahnya ada alpukat sebagai strata tinggi, jeruk sebagai medium, dan nanas sebagai rendah, semuanya ditanam secara berdekatan, dan diantara baris pohon tersebut ditanam dengan rumput mombasa (Panicum maximum) sebagai strata terendah.
Banyak pertanyaan terkait penanaman eukaliptus, misalnya tanama ini menyebabkan kekeringan dan memproduksi alelopati (penghambat pertumbuhan tanaman lain). Kerusakan ini terjadi karena sistem monokultur eukaliptus. Dalam konteks pertanian sintropi, eukaliptus menjadi tanaman pendamping dengan ketinggian 5,5 m, menyuplai biomassa dalam jumlah besar, mempercepat pertumbuhan keseluruhan sistem dengan pertumbuhan yang cepat dan kuat serta menyediakan kayu bakar yang bagus selama 15 tahun.
Pemangkasan eukaliptus dapat memberi makan keseluruhan ekosistem (di dalam baris dan diantara barisan), selain itu juga menghasilkan kayu tegak lurus. Tanaman pisang, ketika ditanam bersamaan, juga sangat baik untuk produksi biomassa, juga bisa dipangkas secara massal untuk memberi makan barisan pohon. Ruang antara baris dengan rumput mombassa bisa dipanen secara berkala yakni sebagian material diletakkan diantara barisan untuk memberi makan tanah dan rumput, dan bagian lain diletakkan di dalam barisan untuk memberi makan pohon. Rumput yang dipangkas beberapa kali dalam setahun juga menunjukkan pertumbuhan yang kuat. Kita tidak boleh membiarkannya menua dan memproduksi biji, karena ini akan menghentikan pertumbuhan, dan tentunya keseluruhan sistem. Karena waktu, dimensi keempat yang digunakan dalam pertanian sintropi, dimana kita bisa menanam dalam kepadatan yang tinggi karena tiap spesies tanaman memiliki waktu karakteristik perkembangan yang berbeda. Misalnya, kita bisa memulai menanam tanaman sayur di antara ruang pepohonan atau rumput mombasa, karena dalam beberapa bulan, sayuran pertama dari plasenta 1 akan mati, dan dilanjut dengan tanaman plasenta 2. Namun, pergantian ini hanya terjadi jika tanaman yang termasuk konsorsium plasenta 2 sudah berkembang dan mencapai titik dimana mereka dapat diganti oleh tanaman plasenta 1 dalam dominasi fungsi konsorsium pada waktu berkembangnya sistem sintropi.
Setelah dua tahun, tanaman plasenta 2 juga mati, memberikan jalan bagi pohon tumbuh cepat, dalam beberapa tahun, akan digantikan oleh pohon berumur panjang. Pohon ini juga dapat ditanam dalam kepadatan yang tinggi, seiring waktu, juga perlu dipangkas dan dirajang hingga mencapai jarak yang dibutuhkan atau diganti dengan tanaman lain. Secara skematis, proses suksesi dalam pertanian sintropi meliputi tahap:
Referensi
Rebello JFDS dan Sakamoto DG. 2021. Agricultura sintropica segundo Ersnt Götsch. Brasil: Reviver Editora.
