Sawah padi bukan sahaja menghasilkan makanan ruji, tetapi juga merupakan sumber utama gas metana, iaitu gas rumah hijau yang kuat. Penggunaan baja nitrogen pula boleh menghasilkan nitrus oksida dan menyebabkan kehilangan ammonia ke udara. Dalam usaha mencari amalan pertanian yang lebih mesra iklim, azolla semakin mendapat perhatian.
Artikel ini meneliti kajian tentang kesan azolla terhadap pelepasan metana, nitrus oksida dan ammonia dari sawah padi. Seperti yang akan ditunjukkan, buktinya menarik tetapi tidak selalunya seragam.
Sawah sebagai Sumber Metana
Sawah padi yang ditakung air merupakan sumber utama pelepasan metana (CH4) [1]. Kajian di China menyatakan bagaimana mengurangkan pelepasan metana tanpa menjejaskan hasil telah menjadi kebimbangan utama saintis dan penggubal dasar pertanian di seluruh dunia [2].
Bukti Azolla Mengurangkan Metana
Beberapa kajian mendapati azolla yang ditanam bersama padi mengurangkan pelepasan metana:
| Kajian | Lokasi | Pengurangan metana |
|---|---|---|
| Padi + azolla dengan baja N sederhana | China (3 tahun) | 25.3% |
| Padi + azolla tanpa baja N | China (3 tahun) | 12.3% |
| Penutup azolla dalam pasu | Jepun | 55.4 ? 36.2 g C/m² (pertumbuhan padi tidak terjejas) |
| Penanaman bersama padi-azolla | Pasu, pelbagai tahap air | 2.9%–13.2% |
[2] [3] [4]
Kajian tiga tahun di selatan China mendapati padi + azolla dengan baja N sederhana (200 kg N sehektar setahun) mengurangkan metana sebanyak 25.3% berbanding amalan biasa dengan 400 kg N sehektar setahun, dengan hasil padi yang setanding [2]. Pengkaji mengaitkan kesan ini dengan perubahan oksigen terlarut dan potensi redoks tanah [2]. Kajian pasu di Jepun pula mendapati ketinggian pokok, bilangan anak padi dan biojisim padi tidak berbeza dengan ketara antara rawatan dengan dan tanpa penutup azolla [3].
Kajian lain di China mendapati penanaman berganda azolla meningkatkan populasi bakteria pengoksida metana dan mengurangkan arkea penghasil metana [5]. Air takungan juga menjadi kurang beralkali [5].
Tetapi Kaedah Penggunaan Penting
Tidak semua cara menggunakan azolla mengurangkan metana. Kajian di Jepun mendapati membenamkan azolla sebagai baja hijau sebenarnya meningkatkan pelepasan metana pada peringkat awal pertumbuhan padi sebanyak 123.0% hingga 176.7% [6]. Sepanjang musim, pelepasan metana meningkat 31.5% hingga 43.5%, tetapi pelepasan nitrus oksida menurun 3.4 hingga 4.6 kali ganda [6]. Hasil bijirin juga meningkat dengan ketara [6].
Ujian lapangan susulan oleh kumpulan yang sama memberikan keputusan yang lebih membimbangkan. Gabungan azolla dibenam dan ditanam berganda tidak mengubah jumlah metana, tetapi meningkatkan nitrus oksida dengan ketara pada peringkat pertengahan dan mengurangkan hasil padi sebanyak 37.5% berbanding baja kimia [7]. Pengurangan hasil ini dikaitkan dengan imobilisasi nitrogen daripada azolla yang dibenamkan [7].
Dapatan ini menunjukkan bahawa kesan azolla terhadap gas rumah hijau bergantung kepada cara ia digunakan dan keadaan setempat.
Kesan terhadap Nitrus Oksida
Kajian dua tahun di sawah padi berair mendapati gabungan azolla dan alga biru-hijau dengan urea yang dikurangkan menurunkan pelepasan nitrus oksida sebanyak 40.7% [1]. Potensi pemanasan global berskala hasil berkurang 27.4% [1]. Hasil tertinggi dicatat dalam rawatan azolla dengan 25% kurang urea [1].
Kajian lain mendapati penggunaan azolla dengan dos urea yang dikurangkan tidak menurunkan hasil padi dengan ketara, manakala intensiti gas rumah hijau berkurang sekitar 17% hingga 18% bagi tiga kultivar [8].
Mengurangkan Kehilangan Ammonia
Selain metana, azolla juga dikaitkan dengan pengurangan kehilangan ammonia. Kajian tiga tahun di China mendapati menggantikan 25% urea dengan azolla mengurangkan kehilangan NH3 sebanyak 42% [9]. Namun, satu kajian lain mendapati azolla bersama urea hanya mengurangkan ammonia sebanyak 25.2%, kurang berkesan berbanding perencat urease (43.3%), manakala gabungan kedua-duanya mencapai 54.6% [10].
Gambaran Keseluruhan
Satu ulasan sistematik yang berfokus kepada Indonesia melaporkan azolla boleh mengurangkan metana sehingga 36% dan nitrus oksida sekitar 76% hingga 97%, serta menangkap 6 hingga 9 tan CO2 sehektar setahun [11]. Ulasan ini juga menyatakan cabaran seperti kesedaran petani yang terhad, kebolehubahan iklim dan skala pelaksanaan [11]. Angka-angka ini datang daripada pelbagai kajian dengan keadaan berbeza, jadi ia lebih sesuai sebagai julat potensi berbanding jangkaan pasti.
Kajian di Tamil Nadu, India, mendapati gabungan alga biru-hijau dan azolla mengurangkan metana sebanyak 37.9% berbanding kawalan [12].
Panduan Praktikal
Utamakan penanaman berganda azolla bersama padi, kerana kaedah ini lebih konsisten dikaitkan dengan pengurangan metana.
Berhati-hati membenamkan azolla dalam kuantiti besar, kerana ia boleh meningkatkan metana pada peringkat awal dan, dalam satu kajian lapangan, mengurangkan hasil.
Gabungkan dengan pengurangan baja urea secara sederhana, bukan penghapusan sepenuhnya.
Pertimbangkan pengurusan air seperti pengudaraan pertengahan musim yang turut dikaji bersama azolla.
Dapatkan nasihat Jabatan Pertanian dan MARDI sebelum mengubah amalan pengurusan sawah.
Kesimpulan
Kajian menunjukkan azolla yang ditanam bersama padi berpotensi mengurangkan pelepasan metana dan kehilangan ammonia tanpa menjejaskan hasil. Namun, kesannya tidak seragam. Membenamkan azolla boleh meningkatkan metana pada peringkat awal, dan satu kajian lapangan di Jepun mendapati penurunan hasil. Kebanyakan kajian dijalankan di China, Jepun dan India, dan kajian di Malaysia diperlukan untuk menilai kesesuaiannya dengan sawah tempatan.
Penafian: Artikel ini untuk pengetahuan umum sahaja. Kesan terhadap gas rumah hijau bergantung kepada kaedah penggunaan, pengurusan air, jenis tanah dan iklim.
Rujukan
[1] S. K. Malyan et al. (2021). Mitigation of yield-scaled greenhouse gas emissions from irrigated rice through Azolla, Blue-green algae, and plant growth–promoting bacteria. Environmental Science and Pollution Research. DOI: 10.1007/s11356-021-14210-z.
[2] He-shui Xu et al. (2017). Azolla planting reduces methane emission and nitrogen fertilizer application in double rice cropping system in southern China. Agronomy for Sustainable Development. DOI: 10.1007/s13593-017-0440-z.
[3] S. Kimani et al. (2018). Azolla cover significantly decreased CH4 but not N2O emissions from flooding rice paddy to atmosphere. Soil Science and Plant Nutrition. DOI: 10.1080/00380768.2017.1399775.
[4] Wei Yang et al. (2025). Rice and Azolla co-cultivation: An ancient nature-based solution for mitigating greenhouse gas emissions and increasing rice yield. Agricultural Water Management. DOI: 10.1016/j.agwat.2025.109915.
[5] Jing-Na Liu et al. (2017). Methane Emissions and Microbial Communities as Influenced by Dual Cropping of Azolla along with Early Rice. Scientific Reports. DOI: 10.1038/srep40635.
[6] S. Kimani et al. (2020). Azolla incorporation and dual cropping influences CH4 and N2O emissions from flooded paddy ecosystems. Soil Science and Plant Nutrition. DOI: 10.1080/00380768.2019.1705736.
[7] S. Kimani et al. (2022). Influence of Azolla incorporation and/or dual cropping on CH4 and N2O emission from a paddy field. Soil Science and Plant Nutrition. DOI: 10.1080/00380768.2022.2047580.
[8] S. K. Malyan et al. (2019). Mitigation of greenhouse gas intensity by supplementing with Azolla and moderating the dose of nitrogen fertilizer. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. DOI: 10.1016/j.bcab.2019.101266.
[9] Yuan-Lin Yao et al. (2018). Azolla biofertilizer for improving low nitrogen use efficiency in an intensive rice cropping system. Field Crops Research. DOI: 10.1016/j.fcr.2017.11.020.
[10] Guo-Ying Yang et al. (2020). Combining Azolla and urease inhibitor to reduce ammonia volatilization and increase nitrogen use efficiency and grain yield of rice. The Science of the total environment. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.140799.
[11] Billyan Candra et al. (2025). Assessment of Azolla for carbon capture, biofertilizer application, and rice productivity enhancement in sustainable lowland farming systems under climate change adaptation. Discover Sustainability. DOI: 10.1007/s43621-025-02210-9.
[12] K. Senthilraja et al. (2023). Mitigating Methane Emission from the Rice Ecosystem through Organic Amendments. Agriculture. DOI: 10.3390/agriculture13051037.
