Salah satu kekurangan baja kimia yang paling banyak dikaji ialah kesannya terhadap keasidan tanah. Penggunaan baja nitrogen yang berlebihan dalam jangka panjang boleh menurunkan pH tanah, mengurangkan nutrien penting dan akhirnya menjejaskan hasil. Artikel ini merumuskan kajian tentang isu ini dan cara mengatasinya.
Bagaimana Baja Nitrogen Mengasidkan Tanah?
Apabila baja nitrogen berasaskan ammonium (seperti urea) ditukar kepada nitrat oleh mikrob tanah, ion hidrogen dibebaskan dan tanah menjadi lebih berasid. Kajian model mendapati larut lesap nitrat bersih dan input ammonium menyumbang 80% daripada pengeluaran proton (asid) apabila baja nitrogen digunakan [1].
Bukti daripada Kajian
Meta-analisis di China
Meta-analisis 115 kertas kajian dari 1980 hingga 2024 mendapati penggunaan baja nitrogen jangka panjang menurunkan pH tanah secara purata sebanyak 15.27% [2].
Eksperimen 18 tahun di tanah merah
Eksperimen di tanah merah di selatan China dari 1990 hingga 2008 mendapati [3]:
| Rawatan | pH akhir (daripada pH awal 5.7) |
|---|---|
| Nitrogen sahaja | 4.2 |
| NP | 4.5 |
| NPK | 4.5 |
| Baja kandang atau NPK + baja kandang | Meningkat atau tidak berubah |
Rawatan baja kimia meningkatkan keasidan boleh tukar yang didominasi oleh aluminium dan menurunkan kalsium serta magnesium boleh tukar [3].
Kajian lain
Kajian 20 tahun di Hunan mendapati baja NPK kimia menurunkan pH tanah purata 0.07 unit setahun, manakala baja organik meningkatkan pH sebanyak kira-kira 0.04 [4].
Penggunaan urea selama 12 tahun menurunkan pH tanah sebanyak 0.3 hingga 1.0 unit dan mengubah mineral tanah, mengurangkan keupayaan tanah menahan pengasidan [5].
Di ladang teh, kadar nitrogen tinggi (569 kg sehektar setahun) mempercepat pengasidan, terutamanya pada subtanah, tetapi kadar rendah dan sederhana tidak memberi kesan ketara [6].
Di wilayah Henan, pH tanah atas menurun purata 0.36 unit dari 2008 hingga 2018, dan kadar baja nitrogen dikenal pasti sebagai faktor paling penting [7].
Kesan Pengasidan terhadap Hasil
Kajian 28 tahun di tanah berasid di selatan China mendapati penurunan pH yang ketara menjejaskan hasil gandum dan jagung serta kecekapan nitrogen [8]. Kajian model meramalkan kira-kira 13% tanah pertanian yang dikaji mungkin mengalami keracunan aluminium menjelang 2050 jika amalan semasa diteruskan [9].
Bukan Semua Tanah Sama
Kesan pengasidan bergantung kepada jenis tanah:
Tanah berkapur mempunyai sistem penimbal kalsium karbonat yang dapat mengekalkan pH tinggi untuk lebih 150 tahun [9].
Kajian di Hunan mendapati tiada pengasidan yang ketara secara umum di tanah sawah, tetapi pengasidan ketara berlaku dalam putaran sawah-tanah tinggi dan tanah merah [10].
Kadar sederhana mungkin tidak menyebabkan pengasidan ketara dalam sesetengah kes [6].
Malaysia mempunyai banyak tanah yang sudah berasid dan terluluhawa [11], jadi risiko ini wajar diberi perhatian, walaupun kajian khusus tempatan tidak ditemui dalam carian ini.
Cara Mengatasi Pengasidan
1. Pengapuran
Kajian di tanah merah tanah tinggi di selatan China mendapati gabungan baja nitrogen dengan kapur meningkatkan pH tanah, kalsium dan magnesium, serta meningkatkan hasil gandum sebanyak 48% hingga 61% berbanding baja nitrogen sahaja. Gabungan ini juga mengurangkan potensi pemanasan global sebanyak 16.92% [12].
2. Gabungan dengan baja organik
Penggunaan baja kandang secara berterusan, sebagai 70% atau lebih daripada jumlah sumber nitrogen, dapat mencegah atau membalikkan pengasidan tanah merah sepenuhnya [3]. Kajian model mendapati menggantikan 30% baja nitrogen kimia dengan baja kandang mengurangkan kadar pengasidan sebanyak 99% [9].
3. Kurangkan nitrogen berlebihan
Mengurangkan input baja nitrogen dan meningkatkan pengembalian sisa tanaman boleh mengurangkan pengasidan dan malah meningkatkan pH tanah dalam tempoh 30 tahun akan datang [13].
Panduan Praktikal
1. Pantau pH tanah secara berkala.
2. Gunakan kapur pertanian jika pH terlalu rendah [12].
3. Gabungkan baja kimia dengan baja organik [3].
4. Elakkan baja nitrogen berlebihan [13].
5. Kembalikan sisa tanaman ke tanah jika sesuai [13].
6. Gunakan hanya racun perosak berdaftar dengan Lembaga Racun Makhluk Perosak dan ikut arahan label.
7. Dapatkan nasihat Jabatan Pertanian dan MARDI tentang pengapuran dan pembajaan.
Kadar dan Jenis Baja Juga Penting
Kajian lapangan di China yang membandingkan urea dan ammonium klorida pada kadar optimum dan konvensional mendapati penghasilan asid paling tinggi berlaku dengan ammonium klorida pada kadar konvensional, dan penambahan nitrogen menurunkan pH tanah atas sebanyak 0.1 hingga 0.7 unit [14]. Penyelidik menekankan kepentingan mengoptimumkan jenis dan kadar baja serta mengembalikan jerami ke ladang untuk mengurangkan pengasidan [14]. Ini menunjukkan pemilihan jenis baja nitrogen dan kadar yang tepat boleh mengurangkan risiko pengasidan tanpa perlu menghentikan penggunaan baja kimia sepenuhnya.
Kesimpulan
Kajian secara konsisten menunjukkan penggunaan baja nitrogen kimia yang berlebihan dalam jangka panjang mengasidkan tanah, mengurangkan kalsium dan magnesium, dan boleh menjejaskan hasil. Namun, kesan ini bergantung kepada kadar dan jenis tanah. Pengapuran, gabungan dengan baja organik dan pengurangan nitrogen berlebihan ialah cara berkesan untuk mengatasinya.
Penafian: Artikel ini untuk pengetahuan umum sahaja dan bukan nasihat pertanian khusus. Kebanyakan kajian dijalankan di China. Rujuk Jabatan Pertanian dan MARDI.
Rujukan
[1] Mu-Fan Zeng et al. (2017). Model-Based Analysis of the Long-Term Effects of Fertilization Management on Cropland Soil Acidification. Environmental science & technology. DOI: 10.1021/acs.est.6b05491.
[2] Liqiang Zhang et al. (2024). Effects of Long-Term Application of Nitrogen Fertilizer on Soil Acidification and Biological Properties in China: A Meta-Analysis. Microorganisms. DOI: 10.3390/microorganisms12081683.
[3] Ze-Jiang Cai et al. (2015). Intensified soil acidification from chemical N fertilization and prevention by manure in an 18-year field experiment in the red soil of southern China. Journal of Soils and Sediments. DOI: 10.1007/s11368-014-0989-y.
[4] Han-Xi Wang et al. (2019). Effects of long-term application of organic fertilizer on improving organic matter content and retarding acidity in red soil from China. Soil and Tillage Research. DOI: 10.1016/j.still.2019.104382.
[5] Jun Xie et al. (2024). Neutral purple soil acidification and mineralogical property changes due to long-term urea application in southwest China. Soil and Tillage Research. DOI: 10.1016/j.still.2024.106227.
[6] Xiang-De Yang et al. (2018). Effects of long-term nitrogen application on soil acidification and solution chemistry of a tea plantation in China. Agriculture, Ecosystems & Environment. DOI: 10.1016/j.agee.2017.10.004.
[7] Zhenfu Wu et al. (2022). Soil acidification and factors controlling topsoil pH shift of cropland in central China from 2008 to 2018. Geoderma. DOI: 10.1016/j.geoderma.2021.115586.
[8] N. Daba et al. (2021). Long-Term Fertilization and Lime-Induced Soil pH Changes Affect Nitrogen Use Efficiency and Grain Yields in Acidic Soil under Wheat-Maize Rotation. Agronomy. DOI: 10.3390/agronomy11102069.
[9] Qi-Chao Zhu et al. (2018). Modeling soil acidification in typical Chinese cropping systems. The Science of the total environment. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.06.257.
[10] Xiao-Yang Zhou (2015). Soil acidification characteristics in southern China’s croplands under long-term fertilization. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer.
[11] Law Chu Chien et al. (2012). Evaluation of nitrogen uptake efficiency of different oil palm genotypes using 15N isotope labelling method. Pertanika journal of tropical agricultural science.
[12] K. A. Tadesse et al. (2024). Impacts of long-term chemical nitrogen fertilization on soil quality, crop yield, and greenhouse gas emissions: With insights into post-lime application responses. The Science of the total environment. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.173827.
[13] Wen-Gang Zuo et al. (2023). Crop residue return and nitrogen fertilizer reduction alleviate soil acidification in China’s croplands. Land Degradation & Development. DOI: 10.1002/ldr.4672.
[14] Tian-Xiang Hao et al. (2020). Impacts of nitrogen fertilizer type and application rate on soil acidification rate under a wheat-maize double cropping system. Journal of environmental management. DOI: 10.1016/j.jenvman.2020.110888.
