Gulma adalah musuh utama para petani di seluruh dunia. Mereka bersaing dengan tanaman untuk mendapatkan sumber daya penting seperti nutrisi, sinar matahari, dan air, yang dapat secara signifikan mengurangi hasil panen. Untuk mengatasi masalah ini, herbisida memainkan peran penting dalam mengendalikan gulma dan meningkatkan produktivitas pertanian. Salah satu herbisida yang paling populer adalah 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid, atau 2,4-D. Herbisida ini sangat efektif untuk mengatasi gulma berdaun lebar, sehingga menjadi pilihan utama bagi banyak petani dan tukang kebun. Selain itu, herbisida ini terjangkau dan selektif, yang membuatnya menjadi herbisida ketiga yang paling banyak digunakan di sektor pertanian.
Namun, di balik penggunaannya yang luas, ada beberapa kelemahan serius. 2,4-D telah ditemukan mencemari air tanah dan air permukaan di seluruh dunia. Diklasifikasikan sebagai toksik sedang, 2,4-D dapat membahayakan kesehatan manusia dan hewan jika terpapar secara terus-menerus, dan saat ini diketahui memiliki potensi sebagai karsinogen. Dengan semakin meningkatnya kontaminasi ini dan kurangnya teknologi efektif untuk menghilangkan 2,4-D dari sistem air, para ilmuwan semakin fokus mencari solusi yang lebih baik untuk pengelolaan herbisida ini.
Belakangan ini, perhatian tertuju pada pengembangan nanoformulasi pestisida. Teknologi kecil yang canggih ini semakin populer karena efektivitasnya yang lebih tinggi dan sifatnya yang ramah lingkungan. Dengan menggunakan polimer yang dapat terurai secara hayati, nanopestisida dapat melepaskan zat aktif secara perlahan dan terkendali, sehingga mengurangi dampak lingkungan dan toksisitasnya. Namun, ada tantangan besar, yakni polimer ini cenderung terurai terlalu cepat dalam kondisi asam, membuatnya kurang cocok untuk banyak jenis herbisida.
Di sinilah muncul ide untuk menggunakan penyerap yang kuat, atau material yang dapat menangkap dan menahan bahan kimia. Dengan menggabungkan herbisida seperti 2,4-D dengan penyerap yang efektif, efikasi herbisida bisa ditingkatkan, sekaligus mengurangi pencucian ke perairan sekitar. Beberapa peneliti bahkan telah mencoba menggunakan limbah lingkungan, seperti cyanobacteria yang sering menjadi masalah, untuk menyerap pestisida dan menciptakan formulasi pelepasan bertahap (Yan et al. 2013). Dalam kasus 2,4-D, menemukan pembawa yang tepat dapat membuat perbedaan besar, menjaga herbisida tetap di tanah lebih lama dan mengurangi kontaminasi sumber air.
Salah satu pendekatan yang menjanjikan adalah penggunaan biochar, material berpori kaya karbon yang dihasilkan dengan membakar bahan organik seperti kayu atau sisa tanaman dalam kondisi rendah oksigen. Biochar telah mendapatkan perhatian besar karena kemampuannya dalam meningkatkan kualitas tanah, memperbaiki ketersediaan nutrisi, mempertahankan air, dan bahkan meningkatkan hasil panen. Selain itu, biochar juga dapat mengurangi erosi tanah, menekan emisi gas rumah kaca, dan menurunkan kebutuhan akan pupuk kimia. Di antara berbagai jenis biochar, yang dibuat dari sekam padi menonjol karena kandungan kalium, silikon, dan nutrisinya yang tinggi. Dengan kualitas-kualitas ini, biochar dari sekam padi (rBC) memiliki potensi besar untuk memperbaiki tanah. Lebih jauh lagi, biochar yang dihancurkan menjadi partikel kecil dapat meningkatkan luas permukaannya, sehingga meningkatkan efektivitasnya.
Yang lebih menguntungkan lagi, biochar dari sekam padi lebih tahan terhadap degradasi dibandingkan biochar yang terbuat dari bahan lain seperti limbah buah atau kayu.
Para peneliti mengeksplorasi penggunaan biochar sekam padi berukuran nano (rBC) sebagai pembawa herbisida 2,4-D. Mereka ingin melihat seberapa baik biochar ini dapat mengontrol pelepasan herbisida dan mencegah pencucian ke dalam air dan tanah. Untuk mencapai ini, mereka menciptakan nanopartikel rBC melalui pirolisis lambat sekam padi pada suhu 350°C. Nanopartikel ini kemudian dimuat dengan herbisida 2,4-D untuk membentuk formulasi nano baru, DrBC, yang diuji untuk kemampuan pelepasan terkontrolnya dalam air dan tanah.
Penelitian tersebut menandai pertama kalinya biochar sekam padi berukuran nano digunakan sebagai pembawa herbisida 2,4-D, membuka jalan untuk cara baru dan lebih efektif dalam penggunaan herbisida di lapangan.
Pendekatan inovatif ini menunjukkan bahwa inovasi pertanian tidak hanya berfokus pada peningkatan hasil, tetapi juga pada kepedulian terhadap lingkungan. Menggunakan limbah alami seperti sekam padi untuk mengurangi pencucian herbisida berbahaya ke perairan adalah solusi yang menguntungkan bagi petani dan lingkungan. Solusi seperti ini memberikan harapan akan praktik pertanian yang lebih berkelanjutan, di mana efisiensi dan tanggung jawab lingkungan berjalan beriringan.