Serangga yang Mengubah Sampah Menjadi Pupuk Organik, Solusi bagi Pertanian Modern?

Serangga yang Mengubah Sampah Menjadi Pupuk Organik, Solusi bagi Pertanian Modern?

Lalat tentara hitam disebut bisa menjadi solusi mengatasi krisis unsur hara tanah dalam pertanian modern.

Ukurannya mungil, namun punya nafsu makan yang sangat besar, hingga empat kali berat badan mereka sendiri. Uniknya, makanan favorit mereka adalah sampah organik dan sistem pencernaan mereka bisa mengubah sampah tersebut jadi pupuk organik yang kaya nutrisi.

Serangga yang dimaksud adalah lalat tentara hitam atau black soldier fly (BSF). Tapi, yang punya kemampuan super mengurai sampah organik bukanlah lalat dewasa, melainkan larvanya.

Atas dasar itu, para ilmuwan menjadikan larva lalat tentara hitam ini, sebagai alat untuk mengatasi masalah limbah organik dan degradasi tanah yang semakin meningkat.

Serangga telah lama digunakan dalam praktik pertanian sebagai sumber makanan – tetapi saat ini, petani sedang mengeksplorasi potensi kotoran serangga sebagai pupuk berkelanjutan.

Dengan lebih dari 33% tanah dunia saat ini terdegradasi dan kekurangan nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman yang sehat, frass atau kotoran larva dapat memainkan peran utama dalam memulihkan keanekaragaman hayati dan kualitas tanah.

Pada Mei 2024, Departemen Pertanian AS (USDA) memberikan hibah kepada tiga proyek yang bertujuan untuk memanfaatkan kemampuan lalat tentara hitam ini.

Salah satunya adalah Chapul Farms, sebuah perusahaan riset dan pengembangan yang berbasis di Oregon, AS.

Mereka kembali mengintegrasikan serangga dalam sistem pertanian di AS untuk mengurai limbah makanan, memulihkan kesehatan tanah, dan menghasilkan pakan ternak berkualitas tinggi.

Potensi pupuk organik berkelanjutan

Saat ini, petani sedang mengeksplorasi potensi kotoran serangga sebagai pupuk berkelanjutan.

Didukung oleh Program Produksi dan Ekspansi Pupuk (FPEP), dilakukan berbagai penelitian terhadap penggunaan serangga dalam pertanian.

Salah satu yang menjadi sorotan adalah potensi larva lalat tentara hitam – baik untuk pengurangan limbah, maupun untuk meningkatkan kesehatan tanah melalui produksi pupuk domestik berkualitas tinggi.

Meskipun begitu, terlepas dari kemampuan super yang tampaknya dimiliki serangga ini, penerapan larva lalat tentara hitam secara luas masih terbatas.

Pertanyaannya adalah: Mengapa? Dan bagaimana perusahaan seperti Chapul Farms, yang mendapat dukungan pemerintah Amerika Serikat, dapat mengubah hal tersebut?

Pada kenyataannya, larva lalat tentara hitam dapat mengonsumsi hampir semua jenis limbah organik, mulai dari sisa makanan hingga hasil samping pertanian.

Fasilitas seperti Chapul Farms memanfaatkan nafsu makan mereka yang besar untuk memproses sejumlah besar limbah setiap hari.

Larva lalat tentara hitam bisa makan hingga empat kali berat badan mereka sendiri.

Larva lalat tentara hitam berpotensi menghasilkan pupuk organik berkelanjutan yang bermanfaat bagi pertanian.

Proses konsumsi limbah larva ini juga jauh lebih singkat dibandingkan dengan pengomposan tradisional, yang dapat memakan waktu hingga 10 bulan.

Efisiensi larva memungkinkan perputaran cepat materi organik menjadi kotoran kaya nutrisi – atau yang lazim dikenal dengan sebutan frass.

"Mereka juga dapat bereproduksi dengan cukup cepat," kata Shankar Ganapathi Shanmugam, Asisten Profesor Riset di Departemen Ilmu Tanaman dan Tanah di Mississippi State University.

"Di samping itu, larva lalat tentara hitam tumbuh pada materi yang sudah mati dan membusuk, yang berarti mereka dapat bertahan hidup dari limbah."

Larva lalat tentara hitam dapat mengonsumsi hampir semua jenis limbah organik, mulai dari sisa makanan hingga hasil samping pertanian.

Sistem sirkuler

Shanmugam memimpin penelitian tentang penggunaan frass sebagai nutrisi tanaman, yang hingga saat ini belum dipelajari di AS – meskipun telah dipelajari di bagian lain dunia, terutama di beberapa negara di Eropa.

Sementara itu, Chapul Farms berkolaborasi dengan peternakan di wilayah Oregon untuk menukar limbah dengan frass, menciptakan sistem sirkuler.

Ini adalah pertukaran yang saling menguntungkan karena peternakan menerima materi tanah kaya nutrisi dan Chapul menerima bahan bakar untuk proyek mereka.

Selain itu, kolaborasi ini juga sekaligus membantu mengembalikan populasi serangga di wilayah tersebut.

Peternakan lalat tentara hitam bisa menciptakan sistem sirkuler yang bermanfaat bagi pertanian

Kotoran serangga yang dihasilkan larva lalat tentara hitam ini, menyediakan nutrisi penting bagi tanaman, dan menjadikan tanah lebih kaya unsur hara.

Imbasnya, tanaman bisa tumbuh lebih subur, yang mendorong kembalinya spesies serangga domestik, dan pada akhirnya mendukung ekosistem secara keseluruhan.

"Kita bisa membuat kompos dari apa saja, tetapi dampak dari proses sirkuler melalui biologi serangga ini memiliki semua implikasi [positif]," kata Mimi Casteel, seorang petani anggur di Oregon, yang telah menggunakan kotoran lalat tentara hitam atau frass dari Chapul Farms.

Casteel menambahkan kolaborasi dengan Chapul Farms adalah proyek yang mudah dan murah, sekaligus bermanfaat bagi lingkungan.

Chapul bekerja sama dengan kebun anggur lokal, peneliti, dan peternakan untuk melakukan studi, mengedukasi, dan mempromosikan manfaat dan adopsi frass di wilayah tersebut.

TAINABLE, sebuah organisasi nirlaba restorasi tanah lokal, menyediakan ruang laboratorium dan lahan pertanian bagi Chapul untuk melakukan penelitian.

Tanah yang kekurangan unsur hara dan bergantung pada pupuk menjadi problem utama dalam pertanian modern.

Produksi limbah organik yang terus membebani energi dan emisi karbon secara besar-besaran, menyebabkan adanya peningkatan kebutuhan akan metode pemrosesan yang lebih efisien dan berkelanjutan.

Penelitian soal sistem pencernaan larva lalat tentara hitam ini diharapkan dapat secara signifikan mengurangi emisi gas rumah kaca.

"Menemukan tujuan untuk hasil penelitian ini memang penting, tetapi jika Anda ingin memasarkan frass sebagai pupuk, maka diperlukan regulasi, yang tentu dalam prosesnya membutuhkan waktu lama," kata Shanmugam.

"Di samping itu, untuk menyusun regulasi tentang ini, Anda membutuhkan hasil penelitian."

Ketergantungan pada pupuk kimia

Program Organik Nasional AS saat ini, tidak memasukkan serangga sebagai bahan tambahan yang dapat diterima.

Ini menjadi tantangan untuk berbagi teknik ini dengan petani yang menggunakan praktik organik, meskipun tim seperti Chapul Farms sedang berdiskusi dengan pemerintah untuk meningkatkan edukasi seputar hal tersebut.

Tidak seperti pupuk kimia yang sering kali menguras unsur hara tanah seiring waktu, frass mendorong keanekaragaman hayati dalam tanah dengan memperkenalkan komunitas mikroba yang beragam.

Ini meningkatkan ketahanan tanah, pertahanan alami tanaman, meningkatkan kemampuan tanah untuk menahan air, dan mengurangi kebutuhan akan pupuk sintetis yang mahal.

Sebaliknya, pupuk kimia dapat merusak keanekaragaman hayati tanah, termasuk jumah bakteri menguntungkan dan ekosistem mikro alami tanah.

Pada akhirnya, membuat tanah terus bergantung pada pupuk.

Pertanian di Amerika Serikat sangat bergantung pada pupuk kimia

"Kami baru-baru ini melihat dorongan yang lebih besar bagi pemerintah untuk mendanai proyek-proyek yang mendukung produksi pupuk domestik," kata Aly Moore, Kepala Bagian Komunikasi Chapul Farms.

"Kami menyadari betapa banyak masalah kesehatan yang disebabkan oleh kurangnya kepadatan nutrisi tanaman, dengan semua jenis pupuk kimia dan pestisida yang digunakan," tambah Aly.

Sementara, dengan mengaplikasikan pupuk domestik dari kotoran larva lalat hitam, petani hanya akan membutuhkan lebih sedikit pupuk seiring waktu, dan lebih sedikit pestisida.

Semua itu dapat berkontribusi pada penghematan biaya pertanian dan menjadi insentif yang lebih besar bagi petani, terutama saat harga pupuk terus meningkat, sementara pasokan tidak dapat diandalkan.

Harga pupuk di AS naik lebih dari dua kali lipat antara tahun 2021 dan 2022.

Dengan AS sebagai importir pupuk terbesar ketiga di dunia, petani Amerika merasakan dampak terburuknya.

Membuat hal ini bukan hanya soal masalah pupuk, tetapi juga masalah ketahanan pangan.

"Sepanjang 2021, terjadi pengurangan 8% dalam konsumsi pupuk global, karena para petani tidak mampu membelinya," kata Michael Place, Chief Technology Officer di Chapul Farms.

"Ada gangguan pasokan dan bahkan sering kali pupuk tidak tersedia di pasaran. Maka dari itu, Program Produksi dan Ekspansi Pupuk (FPEP) hadir."

Mikroba tanah adalah kunci untuk meregenerasi kesehatan tanah, namun kurang dari 1% dari total mikroba di tanah yang telah dibudidayakan.

Frass atau kotoran larva lalat hitam memberikan kesempatan untuk beralih dari metode reduksionis dalam memperlakukan tanah, yang melanggengkan krisis tanah sejak awal, sambil memperkuat keamanan pangan dan pertanian.

Pada akhirnya, petani hanya akan membutuhkan sedikit frass untuk mempertahankan tingkat produktivitas tanah yang sama.

Pasalnya mikroba dalam frass berkembang biak seiring waktu, membangun kembali kesehatan dan ketahanan tanah dengan meningkatkan keanekaragaman hayati.

Penggunaan frass atau kotoran larva lalat hitam telah terbukti membuat tanah lebih subur dan hasil panen lebih segar.

Petani yang telah menggunakan frass di ladang mereka, melaporkan hasil yang menjanjikan.

Casteel sedang dalam proses memfasilitasi uji coba untuk menilai dampak frass pada tanamannya.

Meskipun penelitian masih dalam proses, Casteel telah melihat perubahan yang positif.

"Yang bisa saya katakan adalah, dalam uji coba yang telah saya lakukan baik dengan tanaman anggur maupun di kebun sayur, hasil panennya tumbuh lebih cepat dan memiliki struktur sel yang lebih baik," kata Casteel.

"Jika Anda benar-benar memotong daunnya dan meletakkannya di bawah mikroskop, sel-selnya tumbuh lebih padat dan memiliki membran lipid yang lebih jelas," katanya.

Potensi kotoran larva lalat tentara hitam bagi pertanian

Program Produksi dan Ekspansi Pupuk (FPEP) akan memberi dana untuk mendukung pembangunan infrastruktur dan peralatan untuk fasilitas peternakan lalat tentara hitam yang berlokasi di Oregon dan Dakota Utara.

Proyek itu diharapkan terwujud pada 2026 mendatang, dan bisa menghasilkan 10.000 ton frass per lokasi per tahun, juga menciptakan 59 lapangan kerja baru.

Salah satu tantangan terbesar yang dihadapi industri peternakan serangga yang baru dikembangkan ini adalah pandangan sempit seputar serangga untuk produksi protein yang telah menutupi manfaat frass dalam kesehatan tanah.

Meskipun protein dari serangga adalah pasar yang menguntungkan dan berkembang pesat, frass masih menjadi sumber daya yang kurang dimanfaatkan dalam peternakan serangga.

Pemanfaatan serangga saat ini mayoritas masih sebagai sumber protein, pemanfaatan di bidang pertanian masih sangat terbatas.

Pasar protein serangga global bernilai hampir US$1 miliar (atau setara Rp16,4 triliun) pada tahun 2022, sementara pasar frass global baru bernilai US$96 juta (Rp1,6 triliun) pada tahun 2023.

Padahal, proyeksi pertumbuhan frass secara substansial lebih tinggi.

Ditambah lagi, menurut tim Chapul Farms, peternakan serangga menghasilkan dua kali lebih banyak frass daripada larva.

"Saya pikir, ini karena secara historis petani melihat bahwa serangga adalah masalah, dan mereka tidak ingin menambahkan lebih banyak masalah pada situasi mereka," kata Casteel.

Serangga adalah spesies kunci yang memengaruhi ekosistem, namun petani kerap menganggap serangga sebagai masalah.

Padahal, serangga adalah spesies kunci, yang berarti seluruh ekosistem akan berubah secara drastis atau runtuh tanpa mereka – dan dunia kita akan 'berhenti berputar', seperti yang ditulis ahli biologi Dave Goulson di Guardian.

"Pada akhirnya, pada intinya, kita tidak dapat bertahan hidup tanpa serangga," kata Pat Crowley, CEO Chapul Farms.

"Ekosistem alami tidak dapat berkembang... tanpa serangga sebagai bagian di dalamnya. Dan itulah salah satu premis terbesar kami," papar Crowley.

"Ini tidak sesederhana: serangga akan menyelesaikan masalah terbesar dalam pertanian global. Pada saat yang sama, saya pikir ini adalah salah satu solusi terbesar yang kita miliki untuk membuat pertanian menjadi model berbasis ekosistem yang lebih tangguh."

Versi bahasa Inggris artikel ini yang berjudul 'The little bug with a big appetite turning organic waste into sustainable fertiliser' bisa dibaca pada laman BBC Future.