Erosi tanah oleh air (water erosi) sering dianggap sebagai proses utama degradasi tanah di seluruh dunia. Selain dampak di lokasi seperti hilangnya kesuburan tanah , kerusakan tanaman dan penurunan produktivitas tanaman, erosi air juga menyebabkan masalah lingkungan di luar lokasi yang merugikan seperti banjir berlumpur dan penurunan kualitas air. Di Eropa, erosi tanah meningkat setelah Perang Dunia II sebagai akibat dari intensifikasi pertanian. Sayangnya, proyeksi hilangnya tanah akibat erosi air menunjukkan bahwa masalah ini akan semakin memburuk di Eropa di masa depan akibat perubahan iklim. Oleh karena itu, erosi tanah masih merupakan masalah yang mendesak, sehingga mendorong pencarian teknik mitigasi erosi tambahan.
Dalam beberapa dekade terakhir, kemungkinan manfaat biochar untuk pengendalian erosi tanah semakin menarik perhatian. Biochar merupakan residu padat hasil pirolisis biomassa seperti sisa tanaman , kotoran ternak atau kayu. Hal ini pertama kali diperkenalkan sebagai amandemen tanah untuk meningkatkan penyerapan karbon di tanah. Memang, selama proses pirolisis, kira-kira. 60% karbon asli tersimpan dalam residu biochar. Karbon hasil pirolisis ini sangat stabil dibandingkan dengan karbon yang tidak hangus pada biomassa awal, yang memungkinkan penyerapan karbon selama beberapa dekade atau bahkan berabad-abad setelah ditambahkan ke dalam tanah.
Selain potensi penyerapan karbonnya, biochar juga mengubah sifat-sifat tanah, meskipun hal ini bergantung pada sifat biomassa awal dan kondisi pirolisis, laju penerapan dan sifat asli tanah. Perbaikan jangka pendek (<5 tahun) telah dilaporkan untuk sifat kimia tanah serta sifat fisik tanah, terkadang mengakibatkan peningkatan hasil panen. Dampak positif terbesar telah diamati pada tanah dengan pH asam dan netral, serta pada tanah bertekstur kasar dan sedang, meskipun hal ini tergantung pada sifat yang diselidiki dan dampak negatif atau tidak sama sekali juga dilaporkan.
Mengingat sejumlah penelitian telah mendokumentasikan perbaikan sifat kimia dan fisik tanah setelah penambahan biochar, biochar dapat meningkatkan infiltrasi dan sifat mekanik tanah, sehingga mengurangi kerentanan tanah terhadap erosi. Sayangnya, hanya sejumlah kecil penelitian yang berfokus pada dampak jangka pendek penerapan biochar terhadap sifat-sifat ini. Ulasan penelit melaporkan peningkatan stabilitas agregat basah sebesar 3 hingga 226%, pengurangan limpasan sebesar 5 hingga 50% dan penurunan kehilangan tanah sebesar 11 hingga 78% setelah penambahan biochar ke tanah, sedangkan meta-analisis peneliti juga mengungkapkan bahwa penambahan biochar ke dalam tanah mengurangi limpasan sebesar 25% dan kehilangan tanah rata-rata sebesar 16%. Menurut meta-analisis terakhir, mengubur biochar lebih efektif dalam mengurangi erosi pada tanah bertekstur kasar dan sedang. Secara keseluruhan, biochar terbukti efektif untuk mitigasi erosi tanah pada kandungan antara 0,6% dan 2,5% berat, sedangkan tidak ada pengaruh signifikan yang teramati pada kandungan biochar yang lebih rendah dan lebih tinggi. Meskipun tinjauan ini menyoroti potensi mitigasi erosi yang signifikan dari biochar, efek negatif biochar terhadap hilangnya tanah juga dilaporkan oleh beberapa penelitian. Oleh karena itu, meskipun praktik perbaikan tanah dengan biochar mungkin menjanjikan, diperlukan lebih banyak penelitian untuk lebih memahami dampak jangka pendek penerapan biochar terhadap proses erosi tanah dan mekanisme yang mendasarinya.
Meskipun efek jangka pendek merupakan hal yang menarik bagi para praktisi, menyelidiki efek jangka panjang dari biochar juga sama pentingnya mengingat persistensi biochar di dalam tanah dan perubahan sifat biochar dari waktu ke waktu. Memang benar, fragmentasi progresif partikel biochar dan oksidasi permukaannya ketika terkubur di dalam tanah – sering disebut sebagai penuaan biochar – menyebabkan peningkatan progresif pada area kontak dengan konstituen tanah dan kapasitas pertukaran biochar kation. Terdapat hipotesis bahwa proses fragmentasi dan penuaan biochar ini dapat memperkuat efek biochar terhadap erosi tanah melalui peningkatan kemampuannya untuk bertindak sebagai bahan pengikat di dalam tanah. Mengingat kurangnya lokasi percobaan lapangan yang telah diubah dengan biochar selama >5 tahun, dampak jangka panjang dari biochar telah dinilai melalui penggunaan lokasi pembakaran sebagai model alami. Lokasi pembakaran adalah tanah yang diperkaya dengan residu arang berumur satu abad yang diproduksi secara in situ di hutan gugur melalui tungku tradisional yang terbuat dari tanah pada awal abad ke-19 untukmemenuhi kebutuhan energi di sektor metalurgi. Dengan menggunakan lokasi kiln sebagai model alami, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa, dalam jangka panjang, biochar dapat berdampak positif terhadap kimia tanah dan sifat fisik, mendukung asosiasi organo-mineral dan meningkatkan agregasi tanah.
English