Secara tradisional, pemanfaatan nitrogen (N) umumnya ditingkatkan dengan meningkatkan masukan pupuk N, dengan banyak konsekuensi lingkungan seperti pengasaman tanah, polusi air tanah, dan erosi tanah. Dengan pentingnya keamanan ekologi, muncul pola budidaya yang lebih efektif, termasuk pupuk organik dengan pupuk, mulsa jerami dengan pemupukan N, aplikasi pupuk kandang, dan amandemen biochar.
Biochar layak dieksplorasi lebih lanjut sebagai pengukuran potensial untuk meningkatkan kualitas tanah, pemanfaatan unsur hara, dan kesuburan tanah. Ini merupakan produk sampingan karbon dari dekomposisi termal dan aerobik dari bahan organik. Karena porositasnya yang tinggi, area spesifik yang luas, dan alkalinitas, penerapannya telah terbukti meningkatkan netralisasi pH, retensi bahan organik tanah, dan kapasitas menahan air tanah pertanian. Selain itu, aplikasi biochar juga mempengaruhi keragaman dan komposisi komunitas mikroba tanah.
Ketika diterapkan pada takaran yang sesuai (misalnya, 30 t ha −1 ), ini berkontribusi pada interaksi mikroba tanah dan secara tidak langsung terlibat dalam penyesuaian siklus hara tanah. Dengan demikian, biochar adalah pengukuran yang menguntungkan dan potensial untuk meningkatkan kualitas tanah. Selain itu, biochar telah dipelajari untuk potensi stabilitas dan kinerja jangka panjangnya karena sifat khususnya menunjukkan bahwa pengaruh biochar terhadap fungsi dan kesuburan tanah dapat dipertahankan selama tujuh tahun. Sebaliknya, ditemukan bahwa tingkat penyerapan karbon tahunan yang diinduksi biochar menurun selama dua tahun pertama dan meningkat selama empat tahun berikutnya.
Oleh karena itu, efek jangka panjang dari biochar pada unsur hara tanah mungkin tidak bersifat akumulatif tetapi dinamis, yang memerlukan penyelidikan dan penanganan lebih lanjut. Banyak penelitian berfokus pada komunitas bakteri tanah, penyerapan karbon, ketersediaan fosfor, stabilitas agregat tanah, dan mitigasi gas rumah kaca berdasarkan penambahan biochar. Namun, efek jangka panjang dari retensi biochar pada kapasitas suplai hara tanah (terutama N) tidak dapat diabaikan. Ini adalah transformasi penting dalam siklus hara tanah yang membutuhkan eksplorasi lebih lanjut.
Banyak penelitian telah mencerminkan kapasitas pasokan N tanah dengan indikator mineralisasi N bersih). Mineral nitrogen (MN) merupakan N utama tersedia yang digunakan langsung oleh tanaman dan mikroorganisme, meskipun kandungannya hanya sebagian kecil. Lebih dari 90% dari total N dalam tanah ada terutama dalam bentuk organik. Karena nitrogen organik (ON) adalah sumber dan kumpulan MN yang menonjol, penting untuk mempelajari ON. Ketika biochar dikombinasikan dengan aplikasi pupuk N dalam jangka waktu lama, dapat menyesuaikan sifat dasar tanah dan aktivitas mikroba, sehingga mempengaruhi dinamika ON tanah.
Oleh karena itu, penelitian tentang fraksi ON dapat lebih disempurnakan untuk mengeksplorasi kapasitas suplai N tanah. Selain itu, distribusi dan konversi fraksi ON terkait erat dengan jenis tanah dan praktik pemupukan. Dalam beberapa tahun terakhir, sebagian besar penelitian tentang fraksi ON tanah berfokus pada tanah rumah kaca, pengomposan, sedimen, tanah sawah, dan hutan tanaman. Lebih sedikit penelitian telah dilakukan pada tanah coklat berdasarkan amandemen biochar di Cina timur laut. Lebih banyak perhatian harus diberikan pada area ini untuk meningkatkan kesuburan tanah dan mengurangi input pupuk.
Peneliti juga menyebutkan bahwa sebagian kecil molekul ON dalam bentuk berat molekul rendah diharapkan lebih mudah diserap oleh tumbuhan dibandingkan MN. Beberapa di antaranya, seperti urea, asam amino, dan peptida pendek, dapat berfungsi sebagai sumber N yang vital dan potensial. Terlepas dari manfaat ON molekul kecil, sedikit yang diketahui tentang variasi komposisinya di bawah gangguan lingkungan dan dari waktu ke waktu, yang telah dieksplorasi dalam penelitian ini.
Studi sebelumnya tentang transformasi hara tanah telah difokuskan pada tanah curah atau percobaan inkubasi, sementara sistem akar terlibat langsung dalam pemanfaatan hara. Misalnya, limbah tanaman, residu mikroba, dan eksudat akar dapat melepaskan dan meningkatkan konsentrasi asam amino dan asam organik dalam tanah, seperti glutamin/glutamat ( Glu ) dan asparagin/aspartat (Asp). di tanah rizosfer, di mana akar tanaman dan mikroorganisme tanah bersaing untuk mendapatkan nutrisi ditemukan bahwa aplikasi biochar dapat mempengaruhi sifat kimia eksudat akar tanaman, yang secara tidak langsung dapat mendorong transformasi N dan potensi pasokan.
Peneliti menemukan bahwa aktivitas enzim pendauran nitrogen tanah secara signifikan lebih tinggi di tanah rizosfer daripada di tanah curah. menyelidiki respon fraksi nitrogen dalam tanah curah dan rizosfer terhadap mulsa organik di perkebunan hutan kota. Hasilnya mengungkapkan bahwa nitrogen biomassa mikroba lebih sensitif terhadap mulsa di tanah rizosfer daripada di tanah curah. Berdasarkan studi-studi ini, penting untuk mengklarifikasi proses transformasi nitrogen di bawah praktik budidaya yang berbeda di tanah curah dan rizosfer. Namun, respon fraksi nitrogen terhadap penambahan biochar dalam jumlah besar dan tanah rizosfer di lapangan masih menakutkan.
English