by Prof. Ir. Yazid Bindar M.Sc. Ph.D.

Bandung FNN - Dunia saat ini menghidupi 7,8 miliar orang. Manusia hidup dengan dukungan pangan yang ditumbuhkan dari hamparan tanah pertanian pada kulit bumi. Manusia hidup maju dan modern saat ini berkat diadakannya bahan bakar fosil dalam perut bumi. Manusia menggali tanah bawah perut bumi untuk mengambil minyak bumi, gas bumi, batubara dan mineral. Permukaan tanah bumi adalah tempat manusia untuk menanam pangan.

Perut bumi dijadikan manusia untuk tambang bahan kehidupan maju. Bahan dalam perut bumi dikuras dan bahkan dihabiskan. Bahan diolah untuk menjadi kemewahan hidup yang tak berbatas. Bahan dari perut bumi suatu waktu habis. Tanah permukaan bumi suatu waktu tidak mampu lagi berfungsi untuk menumbuhkan pangan. Manusia kini hidup dalam kondisi tidak berkelanjutan. Kemampuan dukungan dunia terbatas dan terus berbatas.

Pikiran manusia dengan otak yang cemerlang berkelana untuk memanfaatkan isi dunia. Manusia hendak merubah apa yang ada di bumi ini untuk kehidupannya. Hutan yang menjulang diubah manusia untuk keperluan hidupnya tak berbatas. Laut yang terhampar dikeruk isinya dengan teknologi maju langit yang menjulang. Diisi dengan segala satelit dan alat angkasa yang melayang layang tak tertambat. Tanah yang berisi bahan dalam perut bumi digali untuk membawa isinya ke permukaan bumi.

Bahan-bahan sisa hasil olahan dengan otak cemerlang manusia setelah digunakan, dibuang begitu saja di permukaan bumi. Permukaan bumi menanggung semua bahan buangan manusia yang sudah tidak berguna lagi buat mereka. Plastik hanya berfungsi menyenangkan hidup manusia dalam waktu yang singkat. Namun manusia membuang plastik hasil gunanya di permukaan bumi. Permukaan bumi menanggung semua kotoran hasil olahan manusia.

Gaya hidup manusia mengekploitasi permukaan dunia, dan bahkan langit dunia bermula dari yang sederhana. Manusia menemukan api, dan api digunakan untuk peningkatan kehidupan. Kini api digunakan untuk membakar hutan yang sengaja dilakukan untuk mempermudah keinginan manusia tercapai dengan cepat. Manusia menemukan berbagai bahan kimia. Bahan kimia maju membawa kehidupan manusia ke tingkat nyaman tinggi.

Bahan kimia yang sudah terpakai dibuang ke hamparan tanah oleh manusia. Rongsokan bahan-bahan kimia menjulang di tempat buangan sampah. Air yang semula bersih dan aman dikonsumsi oleh manusia, kini berupah menjadi air yang terkontaminasi oleh bahan bahan kimia yang dibuang manusia. Gaya hidup ekploitatif ini makin meningkat dengan teknologi yang dihasilkan oleh daya pikir, daya imaginasi, daya ingin dan daya buat manusia.

Kini manusia hidup sebagai masyarakat kompleks. Kota-kota besar muncul sebagai lambang kemewahan masyarakat komplek. Manusia memperdagang hasil olahannya dari bahan baku yang diambil dalam perut bumi dan bahan baku hasil tanaman dari tanah bumi. Ini semua ditopang oleh produk bumi. Sebagian produk bumi dapat dihasilkan kembali sebagai bahan terbarukan.

Sebagian besar produk bumi malah merupakan bahan yang tidak terbarukan. Kini masa penurunan kemampuan dukungan bumi sudah mulai terjadi. Penurunan dukungan energi untuk kehidupan sedang memasuki massanya. Menipisnya spektrum luas sumber daya tak terbarukan adalah tanda penurunan dukungan energi. Populasi global tumbuh melampaui daya dukung bumi.

Populasi global tumbuh besar sebagai hasil pikir manusia yang diberikan oleh Yang Maha Pencipta. Menyediakan bumi dengan kelengkapan yang sudah diadakan untuk kehidupan manusia. Manusia diberi kemampuan dari olah pikir secara evolusif berkembang terus. Capaian manusia dengan olah pikir mampu mempercepat jutaan kali reaksi gas nitrogen yang ada di udara dengan gas hidrogen untuk menghasilkan gas amnonia. Reaksi ini direkayasa dengan percepatan jutaan oleh Haber dan Bosch.

Hasil akhir rekayasa percepatan Haber dan Bosch adalah penggunaan turunan ammonia untuk menjadi pemasok nitrat dan ammonium ke tanah dengan laju cepat, sehingga tanah mampu menghasilkan produk pertanian dalam jumlah sekian kali lipat dari yang tanpa ini. Ini dikenal dengan pupuk nitrogen anorganik. Hasilnya adalah produk pangan dihasilkan dalam jumlah yang terus menerus naik, dan jumlah penduduk dunia naik eksponensial.

Pupuk nitrogen anorganik diproduksi dari gas nitrogen udara dan gas alam atau batubura secara besar-besarkan. Dengan ini, dunia mampu menghasilkan produk pangan dalam jumlah yang diperlukan. Tetapi gas alam dan batubara merupakan bahan yang tidak terbarukan. Bahan ini akan memasuki masa habisnya. Maka dunia tidak akan mampu lagi mendukung keperluan pangan dimasa depan dengan jumlah populasi sebanyak ini.

Dunia akan menghadap krisis pangan, krisis energi dan krisis mata pencarian atau krisis keuangan. Iklim yang cocok untuk produksi pangan berubah, karena manusia selalu memompa gas karbon ke udara. Ini membuat krisis-krisis ini akan menguat terus, akibat manusia tidak mau mengubah kemauan dalam mengejar kenyamanan hidup tingkat tinggi. Prediksi apa yang akan terjadi, mau tidak mau harus dilakukan walaupun ini menimbulkan kekhawatiran besar.

Dari sekian krisis-krisis yang akan dihadapi, satu fokus yang harus dicurahkan adalah penyadaran akan arti tanah pertanian. Tanah pertanian sudah menjadi tempat produksi pangan. Berbagai bahan pupuk diinjeksi manusia untuk menaikkan kemampuan produksi lahan terhadap bahan pangan.

Tanah pertanian diinjeksi dengan berbagai pupuk nitrogen seperti urea, ammonioum nitrat, ammonium chlorida atau ammonia. Semua pupuk ini diproduksi dari bahan fosil. Komponen pupuk berikutnya yang diinjeksi ke lahan pertanian adalah pupuk Phousfor (P) dan pupuk Kalium (K).

Kebiasaan produksi pangan dengan pupuk NPK yang dihasilkan dari bahan bakar fosil dan mineral tambang membuat produksi pangan bergantung 100 % pada doping NPK dari luar. Tanah yang sudah disiapkan isinya dengan segala komponen alami untuk menumbuhkan pangan diubah kemampuannya oleh manusia dengan cara doping NPK dari luar.

Siklus alami penyediaan nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) dan ammonium (NH4+) sudah disediakan oleh Yang Maha Kuasa. Dengan bantuan mikroorganisme dalam tanah untuk merubah nitrogen dari udara menjadi nitrat dan ammonium ini. Doping N dari luar dalam jumlah banyak langsung dengan cepat terkonversi menjadi nitrat dan ammonium dalam jumlah berlipat-lipat dibanding yang dihasilkan secara alami.

Tanaman tumbuh dengan cepat menghasilkan bahan pangan seperti padi dan gandum dalam jumlah yang besar. Mikroorganisme yang ada dalam tanah tidak lagi berguna sebagai proses alami. Mikroorganisme ini dapat dikatakan menghilang karena tiidk mampu lagi hidup di tanah dengan konsentrasi nitrat dan ammonium yang tinggi. Ini merupakan tindakan manusia yang merubah siklus alami proses terbentuknya nitrat dan ammonium dengan cari doping tetapi mematikan proses alami ini.

Manusia sampai hari ini masih mengatakan bahwa keperluan pasokan pupuk NPK dari luar akan selalu ada. Kami akan beli pupuk NPK dengan ketersediaannya. Manusia dalam produksi pangan sudah bergantung 100 % kepada pupuk NPK untuk doping tanah pertanian ini. Tetapi kini manusia harus disadarkan bahwa pupuk nitrogen itu dibuat dari bahan baku udara sebagai sumber nitrogen (N2) dan bahan baku gas alam dan batubara sebagai sumber hidrogen (H2).

Gas alam dan batubara merupakan bahan bakar fosil yang memiliki masa habisnya. Haber Bosch mampu mempercepat reaksi N2 dan H2 berjuta kali dengan katalisnya membentuk ammonia (NH3). Amonia ini adalah bahan dasar untuk membuat pupuk nitrogen yang diperlukan untuk mendoping tanah. Ammonia direaksikan dengan gas CO2 untuk menghasilkan pupuk Urea CO(NH2).

Ammonia direaksikan dengan HCl untuk menghasilkan pupuk NH4Cl. Ammonia juga direaksikan dengan asam nitrat untuk menghasilkan pupuk NH4NO3. Semua pupuk nitrogen sebagai mesin utama produksi pangan saat ini akan memasuki masa ketidakmampuan untuk disediakan lagi ketika gas alam dan batubara bakalan memasuki massa habisnya.

Tuhan sudah menyediakan nitrogen N2 dalam udara buat makhluknya dimuka bumi. Kandungan N2 dalam udara disediakan sebanyak 79 %. Kandungan oksigen (O2) adalah 21 %. Oksigen dikonsumsi oleh makhluk hidup untuk bernafas. Oksigen dibuatkan siklus produksinya kembali Tuhan Yang Maha Kuasa oleh peristiwa fotosintesis pada daun-daun tumbuhan hijau. Reaksi fotosintesis pada daun hijau merupakan reaksi antara gas CO2 dan air (H2O) membentuk senyawa dasar glukosa dan gas O2.

Gas O2 dibebaskan ke udara untuk mengganti gas O2 yang sudah dikonsumsi. Senyawa dasar glukosa menjadi dasar untuk pembentukan senyawa karbohidrat, sellulosa, hemisellulosa dan lignin melalui metabolisme lanjut dalam tumbuhan. Karbohidrat adalah bahan pangan buat manusia. Sellulosa, hemisellulosa dan lignin merupakan biomassa yang digunakan sebagai pakan dari hewan-hewan ternak dan bahan keperluan hidup manusia juga.

Mari kita berpikir tentang keberadaan N2 di udara yang lebih dari dua kali jumlah O2 di udara. Padahal, manusia tidak melihat secara langsung bahwa N2 dikonsumsi langsung. Kita jangan salah pikir dulu. N2 disediakan dalam jumlah yang besar dalam udara atmosfir merupakan persediaan atau sebagai gudang N2 yang Allah sudah siapkan sepanjang bumi ini ada.

Nitrogen adalah unsur utama pembentuk protein. Protein merupakan bahan dasar pembentuk tubuh manusia. Peranan protein dalam tubuh manusia sangat vital. Protein juga merupakan bahan dasar pembentuk tubuh ikan dan hewan-hewan. Nitrogen adalah bahan dasar utama pembentuk kloropil pada daun yang bertugas untuk menyerap energi matahari dalam menjalankan reaksi pirolisis.

Penulis adalah Kelompok Keahlian Teknologi Pengolahan Biomassa dan Pangan Fakultas Teknologi Industri ITB, ybybyb@fti.itb.ac.id