AWD dan Alam Sekitar: Metana, Arsenik dan Cabaran Penerimaan Pesawah

Selain menjimatkan air, pengairan basah dan kering berselang (AWD) dikaji kerana kesannya terhadap alam sekitar dan kualiti beras. Satu ulasan oleh University of Agriculture Faisalabad dan rakan kongsi menyatakan sistem banjir berterusan memerlukan input air yang besar dan memberi ancaman kepada ekosistem melalui pelepasan gas rumah hijau dan pengumpulan logam berat seperti arsenik dan merkuri dalam bijirin padi [1].

Artikel ini meneliti kajian tentang kesan AWD terhadap pelepasan metana, kandungan arsenik dalam beras, dan sebab pesawah lambat menerima amalan ini.

Pelepasan Metana

Ulasan University of Agriculture Faisalabad menyatakan AWD boleh mengurangkan pelepasan metana (CH?) sebanyak 11% hingga 95% [1]. Meta-analisis global oleh Northwest A&F University mendapati [2]:

Dapatan ini menunjukkan pertukaran: pengurangan metana diimbangi oleh peningkatan nitrus oksida, tetapi kesan keseluruhan masih penurunan potensi pemanasan global [2].

Kajian di Bangladesh. Satu kajian oleh Bangladesh Agricultural University di ladang petani di Nokla, Sherpur menggunakan padi Boro (SL8H Super Hybrid) [3]. Dapatannya [3]:

• Hasil bijirin plot AWD lebih tinggi (6.61 t/ha) berbanding bukan AWD (5.83 t/ha), iaitu peningkatan 13.4%.

• Penggunaan air pengairan berkurang 16%.

• Pelepasan metana berkurang 35%.

Pengkaji menyatakan pengurangan ini mungkin disebabkan pengudaraan berselang yang menjadikan tanah beroksigen, menggalakkan pengoksidaan metana oleh mikrob metanotrof [3].

Arsenik dalam Beras

Ulasan. Ulasan University of Agriculture Faisalabad menyatakan AWD boleh mengurangkan arsenik dalam bijirin padi sebanyak 13% hingga 90% dan merkuri sebanyak 5% hingga 90% [1]. Ulasan Yangzhou University dan Chinese University of Hong Kong menyatakan AWD sederhana boleh mengurangkan pengumpulan arsenik dalam bijirin dan pelepasan metana dari sawah [4].

Kajian lapangan dua tahun. Satu kajian oleh University of California, Davis menguji tiga tahap AWD [5]. Dapatannya [5]:

• Hasil tidak berkurang dalam mana-mana rawatan AWD berbanding banjir berterusan.

• Kandungan arsenik dalam rawatan AWD-Selamat serupa dengan banjir berterusan.

• Kandungan arsenik berkurang 56% hingga 68% dalam rawatan AWD yang lebih teruk (AWD35 dan AWD25).

Pengkaji menyatakan AWD-Selamat sering dipromosikan sebagai cara mengamalkan AWD tanpa mengurangkan hasil, namun dalam kajian ini amalan tersebut tidak mengurangkan arsenik kerana tanah tidak mencapai keadaan tidak tepu [5]. Kajian ini mendapati air dan akar pada kedalaman 25–35 cm semasa tempoh kering memastikan tanaman tidak mengalami tekanan kemarau [5].

Zink dan Kualiti Bijirin

Ulasan University of Agriculture Faisalabad menyatakan AWD ringan meningkatkan kepekatan mikronutrien bijirin seperti zink [1]. Ulasan ini turut membincangkan kesihatan tanah yang merosot, kekurangan mikronutrien dan bahan organik yang berkurang sebagai ancaman kepada kemampanan sistem padi konvensional [1].

Kajian Tahap Kekeringan Berbeza

Kajian University of California, Davis mengenakan tiga rawatan AWD antara liputan kanopi penuh (kira-kira 45 hari selepas tabur) dan 50% keluar tangkai [5]. Dalam AWD-Selamat, ladang dibanjiri semula apabila paras air turun 15 cm di bawah permukaan; dalam AWD35 dan AWD25, ladang dibanjiri semula apabila kandungan air tanah pada kedalaman 0–15 cm mencapai 35% dan 25% [5]. Pengkaji menyatakan pengetahuan tentang hidrologi permukaan dan bawah permukaan serta sistem akar penting untuk memahami potensi AWD [5].

Mengapa Pesawah Lambat Menerima AWD

Beberapa kajian membincangkan halangan:

• Ulasan University of Agriculture Faisalabad. AWD diamalkan di semua kawasan pengeluar padi utama tetapi tidak secara meluas, mungkin disebabkan hubungan rumit antara sistem pertanian dan sosioekonomi, serta kekurangan sokongan institusi [1].

• Meta-analisis University of California, Davis. AWD belum diterima secara meluas, sebahagiannya disebabkan potensi pengurangan hasil [6].

• Ulasan Tokyo University of Agriculture and Technology. Halangan termasuk perubahan struktur tanah, variasi kekonduksian hidraulik, keperluan pemantauan paras air secara manual yang kerap, serta keraguan petani, pengetahuan terhad dan kebimbangan bekalan air tidak boleh diharap [7].

Cadangan Teknologi

Ulasan Tokyo University of Agriculture and Technology mencadangkan penyelidikan masa depan seperti [7]:

• Pengukuran jangka panjang indeks tekanan air menggunakan termometer inframerah.

• Pemetaan kesesuaian bermusim menggunakan NDVI, GIS dan penderiaan jauh.

• Penderia pintar berasaskan Internet Benda (IoT) untuk pengurusan air yang tepat.

Meta-analisis Yangzhou University dan University of Tasmania mendapati penggunaan nitrogen pada kadar rendah dan penambahan jerami atau biochar di bawah AWD boleh meningkatkan hasil sebanyak 2% hingga 3% [8].

Ulasan University of Agriculture Faisalabad menyimpulkan AWD berdaya maju dari segi ekonomi dan mesra alam [1].

Bagi Pesawah

Bagi kawalan perosak, penyakit dan rumpai, gunakan hanya racun perosak berdaftar dengan Lembaga Racun Makhluk Perosak dan ikut arahan label. Dapatkan nasihat Jabatan Pertanian dan MARDI, serta pihak berkuasa jelapang, sebelum mengamalkan AWD.

Kesimpulan

AWD mengurangkan pelepasan metana sebanyak hampir separuh dalam meta-analisis global, tetapi meningkatkan nitrus oksida. AWD juga boleh mengurangkan arsenik dalam beras, tetapi hanya apabila tanah benar-benar kering dalam satu kajian. Penerimaan masih terhad kerana kebimbangan hasil, pemantauan air dan kurang sokongan institusi.

Penafian: Artikel ini untuk pengetahuan umum berdasarkan ringkasan kajian dan bukan nasihat agronomi khusus.

Rujukan

[1] Muhammad Ishfaq, M. Farooq et al. (2020). Alternate wetting and drying: A water-saving and ecofriendly rice production system. Agricultural Water Management. DOI: 10.1016/j.agwat.2020.106363. https://consensus.app/papers/details/30555d6f44bc5cfeafb6b691da100701/

[2] Rong Gao, L. Zhuo et al. (2024). Effects of alternate wetting and drying irrigation on yield, water-saving, and emission reduction in rice fields: A global meta-analysis. Agricultural and Forest Meteorology. DOI: 10.1016/j.agrformet.2024.110075. https://consensus.app/papers/details/390935005b955052a1da336a0261821c/

[3] S. Das, M. H. Ali et al. (2026). Alternate Wetting and Drying (AWD) Increase Rice Yield, and Water-Use Efficiency while Mitigating Methane Emissions from Synchronized Rice Systems. European Journal of Applied Sciences. DOI: 10.14738/aivp.1401.19791. https://consensus.app/papers/details/2453aeba91355062b4626d8b4ebce7f3/

[4] Jian-Chang Yang, Qun Zhou, and Jian-Hua Zhang (2017). Moderate wetting and drying increases rice yield and reduces water use, grain arsenic level, and methane emission. Crop Journal. DOI: 10.1016/j.cj.2016.06.002. https://consensus.app/papers/details/19fb7468340c509abb5331a55c252ba2/

[5] D. Carrijo, N. Akbar et al. (2018). Impacts of variable soil drying in alternate wetting and drying rice systems on yields, grain arsenic concentration and soil moisture dynamics. Field Crops Research. DOI: 10.1016/j.fcr.2018.02.026. https://consensus.app/papers/details/90db17c58b5c5cc585752efaf4680528/

[6] D. Carrijo, M. Lundy, and B. Linquist (2017). Rice yields and water use under alternate wetting and drying irrigation: A meta-analysis. Field Crops Research. DOI: 10.1016/j.fcr.2016.12.002. https://consensus.app/papers/details/d7beee9c63c45bb9ac75f0b70964c047/

[7] Denis Bwire, Hirotaka Saito et al. (2024). Water Management and Hydrological Characteristics of Paddy-Rice Fields under Alternate Wetting and Drying Irrigation Practice as Climate Smart Practice: A Review. Agronomy. DOI: 10.3390/agronomy14071421. https://consensus.app/papers/details/4b134df2609651638ea39569c97ce54a/

[8] Ya-Jun Zhang, Wei-Lu Wang et al. (2023). Integrated management approaches enabling sustainable rice production under alternate wetting and drying irrigation. Agricultural Water Management. DOI: 10.1016/j.agwat.2023.108265. https://consensus.app/papers/details/f0b9deb6a6ec5d3cbd66ca8c89565fea/

Kata Kunci

padi, AWD, metana, arsenik, pesawah