Biochar sering disebut sebagai solusi alami untuk dua masalah besar dunia: menyimpan karbon agar tidak lepas ke atmosfer dan memperbaiki kualitas tanah agar pertanian tetap produktif. Arang berpori ini dibuat dari biomassa yang dipanaskan pada suhu tinggi dengan sedikit oksigen. Hasilnya adalah material hitam ringan, kaya karbon, dan punya pori-pori halus yang bisa membantu tanah menahan air, menyimpan nutrisi, hingga memperbaiki struktur tanah.
Namun, ada satu pertanyaan menarik: apakah biochar bisa bertahan lama di tanah dengan segala perubahan iklim, terutama di daerah yang mengalami siklus beku dan cair (freeze-thaw)?
Ketika Biochar Mengalami “Stres Musim Dingin”
Di daerah bersuhu dingin, tanah kerap mengalami pembekuan di musim dingin dan mencair kembali saat suhu naik. Proses ini, yang disebut siklus beku-cair, ternyata juga memengaruhi biochar. Air yang masuk ke pori-pori biochar akan mengembang ketika membeku. Tekanan ini bisa membuat partikel biochar retak dan terpecah menjadi butiran yang lebih kecil.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa biochar dari tumbuhan (seperti pinus, mesquite, dan miscanthus) cenderung menyusut ukuran butirannya hingga hampir 46% setelah melewati 20 kali siklus beku-cair. Permukaan biochar seolah “terkelupas”, menghasilkan distribusi ukuran butiran yang lebih bervariasi. Menariknya, biochar dari limbah kotoran manusia (sewage waste) nyaris tidak berubah bentuknya—seakan lebih “tahan banting”.
Perubahan Ukuran, Perubahan Fungsi
Mengapa ukuran butiran penting? Karena ukuran biochar berhubungan langsung dengan sifat air dalam tanah.
- Jika butiran biochar lebih halus, ia bisa mengisi celah antarbutir tanah berpasir, membuat aliran air melambat dan meningkatkan kemampuan tanah menahan air.
- Jika butiran biochar lebih kasar, ia bisa menambah pori-pori besar pada tanah liat yang padat, sehingga air lebih mudah meresap.
Dengan kata lain, setiap perubahan pada ukuran dan bentuk biochar bisa mengubah cara tanah menyimpan dan mengalirkan air.
Selain itu, sifat porositas internal biochar (rongga-rongga di dalam butiran) juga berperan besar. Biochar dari tumbuhan biasanya punya pori besar yang tersisa dari struktur sel tanaman. Pori inilah yang menyimpan air dalam bentuk yang bisa digunakan oleh tanaman. Tetapi saat air di pori-pori itu membeku, tekanan es bisa memecah butiran biochar menjadi lebih kecil.
Eksperimen dengan Biochar Mesquite
Dalam uji coba dengan biochar mesquite yang diberi waktu untuk mengalirkan air secara gravitasi, hasilnya sedikit berbeda. Setelah 10 kali siklus beku-cair, ukuran butiran hanya berkurang sekitar 4% dan bentuknya tidak banyak berubah. Artinya, kondisi drainase juga memengaruhi seberapa cepat biochar terdegradasi.
Dampak bagi Pertanian dan Lingkungan
Perubahan bentuk dan ukuran biochar akibat musim dingin ternyata punya arti besar:
- Pengaruh terhadap pertumbuhan tanaman – Biochar yang lebih halus bisa meningkatkan ketersediaan air untuk tanaman di tanah berpasir, tapi mungkin kurang efektif di tanah liat.
- Pengaruh terhadap siklus air tanah – Dengan berubahnya sifat hidrologi tanah, biochar ikut memengaruhi aliran air, penyimpanan, hingga ketersediaan air untuk ekosistem sekitar.
- Ketahanan biochar di tanah – Walau biochar dikenal bisa bertahan ratusan tahun, kondisi alam seperti siklus beku-cair bisa mempercepat perubahan fisiknya, meski tidak selalu berarti fungsinya hilang.
Biochar memang menjanjikan sebagai “penolong tanah” dan penyimpan karbon jangka panjang. Tapi, seperti halnya semua hal di alam, ia juga berubah seiring waktu. Di daerah dingin, siklus beku dan cair bisa memecah butiran biochar, mengubah porositas, dan akhirnya memengaruhi cara tanah menyimpan air.
Yang jelas, pemahaman ini membantu kita lebih bijak dalam menggunakan biochar: bukan hanya melihat manfaat langsungnya, tetapi juga bagaimana ia berevolusi di dalam tanah.
✨ Dari butiran arang kecil, tersimpan cerita besar tentang bagaimana tanah, air, dan iklim saling berhubungan. Biochar bukan sekadar teknologi, tapi bagian dari siklus alam yang terus bergerak.