Fungsi Biochar: Solusi Revolusioner Tingkatkan Kesuburan Tanah dan Mitigasi Perubahan Iklim

Biochar telah mendapatkan perhatian global yang luas sebagai salah satu inovasi teknologi paling menjanjikan dalam mendorong praktik pertanian yang berkelanjutan dan sekaligus mengatasi tantangan lingkungan global. Secara definisi, biochar adalah bahan padat yang sangat kaya akan karbon, dihasilkan melalui proses pemecahan termal biomassa, atau bahan organik, pada kondisi tanpa atau dengan sedikit oksigen, sebuah proses yang dikenal sebagai pirolisis. Produk padat ini merupakan polimer karbon yang memiliki stabilitas biokimia dan termal yang luar biasa, memungkinkannya bertahan di dalam tanah hingga ribuan tahun lamanya.   

Proses pirolisis lambat, yang sering diadaptasi di negara-negara berkembang, terbukti jauh lebih hemat energi dan mampu menghasilkan rendemen biochar yang lebih maksimal, sehingga efisien untuk dimanfaatkan dalam skala besar. Keunggulan ini menempatkan penggunaan biochar sebagai strategi inti dalam pengelolaan limbah biomassa. 

Di Indonesia, sektor pertanian dan peternakan menghasilkan volume residu yang sangat besar. Pemanfaatan limbah pertanian dan peternakan ini untuk kemudian dijadikan biochar merupakan upaya konversi yang mengubah material yang semula hanya dianggap residu dan sumber masalah lingkungan menjadi aset bernilai tinggi. Dengan demikian, produksi biochar tidak hanya menawarkan solusi untuk mengurangi volume limbah yang dibuang ke TPA, tetapi juga menyediakan bahan baku biochar yang dibutuhkan untuk memulihkan kesehatan ekosistem tanah yang terdegradasi.   

Potensi penggunaan biochar di Indonesia sangat besar, didukung oleh ketersediaan bahan baku biochar yang melimpah dari sektor pertanian dan peternakan, sebuah keunggulan yang memfasilitasi pengelolaan limbah lokal. Berbagai jenis biomassa dapat digunakan, dengan residu dari prosesing biji-bijian, seperti sekam padi, saat ini dianggap sebagai residu tanaman paling potensial untuk pembuatan biochar. 

Selain itu, terdapat cadangan biomassa signifikan lainnya yang meliputi industri kelapa sawit seperti tempurung kelapa sawit. Bahkan sisa hasil panen yang seringkali dibuang begitu saja, seperti bonggol atau tongkol jagung, kulit buah kakao, dan alas kandang (litter) ayam, menunjukkan proporsi yang sangat besar.

Biochar

Fungsi Utama Biochar sebagai Pembenah Tanah (Soil Ameliorant)

Fungsi biochar yang paling krusial dan memiliki dampak langsung pada produksi pangan adalah perannya yang unggul sebagai pembenah tanah. Penerapan biochar adalah langkah strategis untuk secara nyata meningkatkan kesuburan tanah, terutama pada lahan-lahan marjinal atau yang sudah mengalami degradasi berat akibat praktik pertanian intensif. Peningkatan kualitas tanah ini terjadi melalui perbaikan sifat fisik, kimia, dan biologi tanah secara komprehensif.   

• Perbaikan sifat fisik dan retensi air. Secara fisik, struktur biochar yang sangat berpori dan memiliki luas permukaan spesifik yang besar dapat memperbaiki aerasi, mengurangi kepadatan, dan yang terpenting, meningkatkan kapasitas penahanan air tanah. 

  
  

  Peningkatan retensi air ini sangat penting karena memperkuat ketahanan tanaman terhadap kekeringan, menjadikannya strategi adaptasi penting dalam menghadapi dampak negatif perubahan iklim global. Struktur biochar yang porus ini, disebut sebagai matriks karbon stabil, menyediakan ruang bagi akar untuk tumbuh lebih leluasa dan meningkatkan sirkulasi udara di zona perakaran, yang vital bagi respirasi akar.   

• Peningkatan KTK dan efisiensi nutrisi. Dari perspektif kimia, fungsi biochar terbukti mampu menaikkan pH tanah dan meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk. Biochar meningkatkan Kapasitas Tukar Kation (KTK) tanah secara signifikan, sebuah sifat yang berasal dari muatan negatif pada permukaannya yang luas. KTK yang tinggi berfungsi seperti penampung kation (nutrisi bermuatan positif seperti Kalsium, Kalium, dan Magnesium), mencegah unsur hara tersebut hilang dari zona akar akibat pencucian. 

  
  

  Dengan menstabilkan ketersediaan hara, penggunaan biochar secara sinergis dengan penggunaan pupuk organik/tradisional dapat secara drastis meningkatkan pemanfaatan nutrisi oleh tanaman. 

  
  

  Data penelitian menunjukkan bahwa efisiensi penyerapan nitrogen, unsur hara yang paling sering hilang, terbukti mampu meningkat hingga 110% ketika biochar diaplikasikan dengan dosis yang tepat (20 ton/ha biochar dan 270 kg/ha nitrogen). Peningkatan dramatis ini tidak hanya berarti hasil tanaman yang lebih baik, tetapi juga mengurangi jumlah pupuk kimia yang harus dibeli oleh petani, sehingga mengoptimalkan investasi pertanian dan meminimalkan kerugian finansial.   

• Aktivitas biologi dan imobilisasi polutan. Selain menyediakan habitat yang stabil di dalam pori-porinya untuk mendukung siklus nutrisi dan kesehatan tanah secara menyeluruh, biochar juga berperan dalam mereduksi polutan. Biochar mampu mereduksi polutan berbahaya seperti logam berat dan pestisida melalui penyerapan, sehingga menjaga bahkan meningkatkan kualitas air dan tanah.   

  
  

Fungsi Biochar dalam Mitigasi Perubahan Iklim dan Lingkungan

Di luar manfaat agronominya, fungsi biochar juga memegang peranan strategis sebagai alat mitigasi iklim yang kuat, menawarkan jalan yang terukur untuk memerangi perubahan iklim. Isu sentralnya adalah sekuestrasi karbon. 

Biochar adalah bahan padat hasil konversi karbon yang awalnya diambil dari atmosfer oleh tanaman, yang kemudian diubah menjadi bentuk yang sangat stabil melalui pirolisis. Ketika penggunaan biochar dimasukkan ke dalam tanah, karbon yang terperangkap di dalamnya tetap berada di geosfer untuk jangka waktu yang sangat lama, mencegahnya kembali ke atmosfer dalam bentuk CO2, sehingga secara efektif membantu mengurangi konsentrasi gas rumah kaca.

Dampak mitigasi lingkungan dari biochar juga meluas hingga ke kontrol emisi gas rumah kaca (GRK) non-karbon yang berasal dari aktivitas pertanian. Biochar menunjukkan efektivitas luar biasa dalam menekan emisi N2O (nitrous oksida) dan CH4 (metana).

Penelitian telah mencatat pengurangan emisi N2O (nitrous oksida) yang mencapai hingga 80% pada tanaman rumput-rumputan, dan penambahan 20 gram biochar per kilogram tanah diketahui dapat mengurangi emisi CH4 (metana). 

Reduksi emisi N2O ini sangat terkait dengan peran biochar dalam meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk nitrogen. Secara keseluruhan, diperkirakan bahwa penggunaan biochar yang berkelanjutan dapat mengurangi emisi gas rumah kaca dunia hingga 12%, menjadikannya investasi dalam mitigasi perubahan iklim yang ambisius.

Kesimpulan

Fungsi biochar merupakan inti dari praktik pertanian regeneratif modern, menawarkan manfaat ganda yang saling terkait antara peningkatan produktivitas agrikultural dan perlindungan lingkungan global. 

Biochar, yang berasal dari limbah pertanian dan peternakan adalah pembenah tanah yang sangat efektif. Dari mengubah limbah organik menjadi aset, hingga secara fisik dan kimia meningkatkan kesuburan tanah, dan efisiensi penggunaan pupuk. 

Biochar adalah bahan padat yang mendefinisikan keberlanjutan. Peran biochar penting dalam mitigasi perubahan iklim melalui sekuestrasi karbon jangka panjang dan pengurangan emisi gas rumah kaca. Penerapan penggunaan biochar merepresentasikan inovasi yang menyelaraskan efisiensi agrikultur dengan kesehatan ekologi global.