Hidrofobitas, Ketika Tanah di Bekas Kebakaran Lahan Menolak Air

tirto.id - Tanah di bekas kebakaran lahan kelak bisa saja menolak air. Fenomena ini dikenal dengan istilah hidrofobitas tanah. Kebakaran hutan dan lahan (karhutla) tidak hanya menghanguskan pohon dan ranting. Habitat flora dan fauna, kepulan asap pekat, hingga struktur tanah juga turut terdampak.

Seiring dengan meningkatnya intensitas kebakaran, panas dan radiasi merambat lebih dalam ke dalam lapisan tanah. Saat api membakar lahan, panas yang membakar vegetasi menghasilkan senyawa organik lilin di lantai hutan.

Lapisan lilin organik menyebabkan air tidak bisa meresap ke tanah. Kondisi ini disebut hidrofobitas. Karhutla berskala besar dapat membikin hidrofobitas tanah hingga mengganggu proses hidrologi alami, menurunkan stabilitas lereng, dan memicu peningkatan limpasan air.

Bagaimana Hidrofobitas Tanah Terbentuk?

Hidrofobitas tanah didefinisikan sebagai tanah yang menolak air. Kondisi ini cenderung berbeda dengan tanah yang secara umum dapat menyerap air. Saat menyiram tanah hidrofobik, air akan mengumpul di permukaan, lalu mengalir, seperti air pada mobil yang baru saja dipoles atau air yang disiram di atas daun talas.

Saat tanah tidak memiliki kemampuan menyerap air, maka tanah tersebut bersifat hidrofobik atau menolak air. Kondisi ini terjadi karena partikel tanah dilapisi dengan senyawa organik lilin yang mencegah kelembapan untuk menembus.

Biasanya, pemicunya adalah lanskap pasca kebakaran hutan hingga bedengan taman yang terabaikan dan mengering selama musim panas. Tanah hidrofobik disebabkan oleh lapisan tipis molekul organik pada butiran tanah individual.

Molekul-molekul ini memiliki dua sifat yang berbeda. Satu sisi mudah berikatan dengan air (hidrofilik), dan ujung lainnya menolak (hidrofobik).

Ketika ujung yang menolak air menghadap ke luar, kemudian membentuk perisai mikroskopis di sekitar setiap partikel. Air tidak dapat bersentuhan dengan permukaan mineral di bawahnya, sehingga air tetap berada di atas dan tidak meresap.

Lapisan ini terbuat dari penguraian alami bahan organik, seperti akar tanaman, serasah daun, jamur, dan humus. Pada tanah yang sehat, lapisan ini menjaga kelembapan agar tidak mengering dan menutup sepenuhnya.

Tetapi, ketika tanah benar-benar kering, ujung hidrofobik molekul-molekul mengarah ke luar dan terkunci. Semakin kering tanah, semakin buruk daya tolaknya. Itulah sebabnya tanah hidrofobik paling terlihat setelah musim kering yang berkepanjangan atau kekeringan.

Selain kekeringan, kebakaran hutan juga menjadi pemicu terbentuknya hidrofobitas tanah. Studi Post-wildfire soil hydrophobicity and slope erosion remediation by applying environmentally friendly modifiers (2025) karya Wenpei Ma dan tim yang dimuat di jurnal Geomechanics for Energy and the Environmentmenemukan, saat bahan organik di permukaan terbakar, panas menghasilkan senyawa organik volatil yang bergerak ke bawah dalam tanah sebagai uap dan mengendap pada butiran tanah.

Karena tanah lebih dingin di kedalaman, senyawa-senyawa ini mengembun pada partikel di bawah permukaan, membentuk lapisan anti air yang berbeda. Zona hidrofobik yang terkubur dapat berada beberapa sentimeter di bawah permukaan. Dengan demikian, tanah yang tampak normal di atas mungkin saja menutup air di bawahnya.

Karhutla yang membakar tanaman dan bahan organik lainnya mampu menghasilkan zat hidrofobik. Lantas mengendap dan menyelimuti partikel tanah berpasir. Lapisan tanah berpasir yang menjadi hidrofobik akibat kebakaran dapat mencapai ketebalan 6–16 cm.

Pada kasus kebakaran hutan, hidrofobisitas cenderung bertahan selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun. Lapisan penolak air menghalangi air hujan mencapai zona akar dan secara dramatis meningkatkan limpasan permukaan, sekaligus menjadi risiko banjir bandang dan tanah longsor di lereng bukit yang terbakar.

Penyebab Tanah Hidrofobitas Menolak Air & Cara Menanganinya

Hidrofobisitas muncul sebagai karakteristik ketika zat organik berlilin melapisi permukaan partikel tanah. Tanah tidak dapat ditembus oleh curah hujan atau cairan lain. Lapisan penolak air memiliki dampak bervariasi, bergantung lokasi tanah.

Selama karhutla, panas yang membakar vegetasi menghasilkan serasah organik di lantai hutan. Seiring meningkatnya intensitas kebakaran, panas dan radiasi merambat lebih dalam ke lapisan tanah.

Kondisi ini memanaskan kolom tanah dan membentuk lapisan penolak air yang terdiri dari abu dan serasah organik. Semakin intens kebakaran, semakin dalam panas merambat ke dalam kolom tanah. Semakin dalam panas meresap, semakin lama waktu yang dibutuhkan vegetasi untuk tumbuh kembali di lantai hutan.

Kelembapan tanah menjadi faktor terpenting dalam proses dekomposisi bahan organik. Sebab itu, rendahnya kelembapan tanah menyebabkan tingkat dekomposisi berkurang.

Tanah yang ditanami pohon berdaun jarum genus pinus dapat mempercepat proses hidrofobik (sifat menolak air), ketika daun-daun jarumnya gugur dan menumpuk di permukaan tanah. Pohon berdaun jarum cenderung memiliki lapisan lilin yang lebih banyak.

Jika terjadi kebakaran di area tersebut, lapisan lilin yang terkandung dalam tumpukan daun jarum akan meleleh dan membentuk lapisan lilin hidrofobik yang cukup tebal di bawah permukaan tanah.

Tanah tersebut akan mengalami peningkatan sifat menolak air setelah kebakaran, sehingga menciptakan siklus yang saling memperkuat antara kebakaran dan sifat hidrofobik tanah.

Secara sederhana, sifat hidrofobik tanah dapat dilakukan dengan meneteskan beberapa tetes air di atas tanah kering dan mengamati apa yang terjadi. Tetesan air akan meresap dalam waktu sekitar 5 detik di tanah normal.

Di tanah hidrofobik, tetesan air akan membentuk butiran dan tetap berada di permukaan selama beberapa waktu. Jika tetesan air membutuhkan waktu lebih dari beberapa detik untuk menembus tetapi akhirnya meresap, maka sifat penolak air cenderung ringan hingga sedang.

Pada lahan yang sempit, sifat hidrofobik tanah dapat dikembalikan dengan beberapa cara. Melansir laman The Black Dirt Company, mengembalikan sifat air agar dapat menyerap tanah dapat dilakukan dengan agen pembasah (Wetting Agent) atau bubuk agar-agar.

Agen pembasah menghilangkan lapisan lilin dan memecah tegangan permukaan air, sehingga air lebih mudah meresap ke dalam tanah. Namun, cara ini belum tentu efektif untuk jangka panjang.

Selain itu, gunakan teh kompos, campurkan kotoran cacing dan kompos yang sudah matang, masukkan ke karung, lalu rendam ke air selama dua hari. Tuangkan air rendaman ke area tanah hidrofobik.

Berikutnya, perbaiki tanah dengan menambahkan bahan organik, lalu menutup permukaan dengan mulsa untuk mencegah tanah menjadi kering. Bahan organik yang telah terurai akan memasukkan mikroorganisme ke dalam tanah. Mikroorganisme ini berfungsi menguraikan residu berlilin (wax) dan memperbaiki kondisi biologis tanah.

Gunakan mulsa yang terbuat dari berbagai varias, seperti kulit kayu pinus, kompos jamur, mulsa dari tanaman, ampas tebu, atau potongan rumput. Gabungan bahan-bahan tersebut dapat menambah keragaman mikroba yang bermanfaat mengurai dan memperbaiki kondisi tanah.

Dampak Tanah Hidrofobik di Bekas Kebakaran Lahan

Thesis berjudul Wildfire Impacts on Soil: Hydrophobicity Inducement and Water Drop Penetration Test (2024) karya Max A. Veneris menemukan, lapisan tanah yang bersifat hidrofobik dapat menghambat proses pemulihan vegetasi, menurunkan stabilitas lereng, memicu peningkatan limpasan air permukaan (runoff), serta memperparah risiko erosi di wilayah rawan kebakaran.

Lapisan hidrofobik yang terbentuk akibat kebakaran hutan dapat menyebabkan proses hidrologi alami dalam suatu ekosistem menjadi lebih cepat. Berkurangnya biomassa akar dan hilangnya tutupan vegetasi di atas permukaan tanah membuat tanah lebih rentan terhadap pelapukan dan erosi.

Lapisan tanah yang bersifat hidrofobik bisa menghambat peresapan air hujan, sehingga air tersebut akan menggenang atau mengalir ke area yang lebih rendah, bergantung pada kemiringan lahan.

Setelah kebakaran hutan, aliran permukaan dapat meningkat hingga empat kali lipat dari jumlah normal dan terus berlangsung selama dua musim vegetasi atau sampai dampak kebakaran tersebut hilang.

Meningkatnya laju erosi dan aliran permukaan dapat memicu banjir serta pengangkutan sedimen ke wilayah hilir yang berdampak pada masyarakat dan ekosistem lain.

Selanjutnya, tanah yang bersifat hidrofobik akan mengganggu proses hidrologi alami. Aliran air yang melewati area bekas kebakaran membawa abu dan puing-puing yang mengandung nutrisi yang mudah larut, lalu mengalirkan ke hilir melalui saluran air.

Soil Science Society of America menyebutkan, hidrofobisitas turut memicu penurunan infiltrasi, meningkatkan limpasan permukaan, dan erosi pada lahan miring. Kurangnya infiltrasi mengakibatkan genangan air di permukaan area lahan datar yang rendah.

Hal ini juga dapat menyebabkan aliran preferensial yang lebih besar. Air bergerak ke bawah melalui retakan tanah secara lebih cepat, karena tidak terserap ke dalam agregat tanah. Aliran preferensial meningkatkan potensi pencucian dan kontaminasi air tanah. Kebakaran hutan dan hidrofobisitas juga memengaruhi komunitas mikroba tanah lantaran perubahan status air di dalam tanah.

Tak hanya itu, hidrofobisitas juga memengaruhi perubahan aliran sungai. Sebagaimana dinukil dari laman International Erosion Control Association, pasca kebakaran, aliran air dapat terjadi lebih cepat setelah hujan karena meningkatnya limpasan akibat berkurangnya infiltrasi.

Sebaliknya, selama periode kering, aliran dasar cenderung lebih rendah karena berkurangnya pengisian kembali air tanah. Kondisi ini memicu perubahan drastis dalam hidrologi daerah aliran sungai serta meningkatkan risiko banjir.

Data pengukuran langsung berbagai daerah aliran sungai (DAS) alami di Eropa dan Amerika Utara menunjukkan puncak banjir tahunan pasca-kebakaran dapat meningkat antara 1,2 hingga 10 kali lipat.

Berkurangnya intersepsi oleh pepohonan dan vegetasi, ditambah kapasitas penyimpanan air di dalam lapisan tanah yang turut berkurang, bisa menyebabkan puncak limpasan terjadi lebih cepat dibandingkan dengan kondisi DAS yang tidak terbakar. Selain itu, permukaan lantai hutan akan menjadi lebih halus, yang meningkatkan kecepatan aliran air di atas permukaan tanah.