Di Etiopia, kesuburan tanah yang rendah merupakan salah satu faktor yang membatasi hasil banyak tanaman. Hal ini disebabkan oleh hilangnya permukaan tanah akibat erosi, hilangnya unsur hara dari dalam tanah oleh tanaman, hilangnya seluruh sisa tanaman dari lahan pertanian, dan kurangnya praktik rotasi tanaman yang tepat. Di sisi lain, spesies gulma herba invasif seperti Parthenium histeroforus meningkat di berbagai wilayah di Ethiopia.
P. hysterophorus ( Asteraceae ) adalah spesies gulma asing agresif yang berasal dari Amerika, dan saat ini tersebar luas di Asia, Australia, dan Afrika dan Etiopia. Tumbuh di sepanjang tepi jalan dan di lahan bera dan lahan pertanian, tepi sungai, daerah yang terganggu, dan dataran banjir. Tanaman ini bersaing dengan dan menggantikan spesies asli dan juga merupakan tanaman gulma yang signifikan. Ini adalah gulma paling berbahaya dalam sistem pertanian karena produksi benih yang produktif, efek alelopati, dan daya saing.
Berbagai penelitian telah dilakukan mengenai efek racun P. hysterophorus pada berbagai tanaman. Misalnya, penelitian menunjukkan bahwa ekstrak gulma pada konsentrasi yang lebih rendah (2,5–4%) secara signifikan mengurangi perkecambahan biji, biomassa bibit, dan kandungan klorofil gandum sebesar 60–75% dan hasil biji sorgum dan jagung sebesar 40–97% dan 30–60%, masing-masing. Namun, penelitian berbeda mengusulkan bahwa biochar parthenium dapat digunakan sebagai pupuk hijau, kompos, biokontrol, dan ameliorasi tanah yang memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah serta merupakan sumber unsur hara mikro dan makro tanaman yang tersedia. Oleh karena itu, perubahan keasaman tanah melalui pirolisis karbon yang mengekstraksi biochar dari gulma agresif ini ( P. hysterophorus ) sangatlah penting.
Biochar (BC) adalah produk kaya karbon berbutir halus yang diperoleh ketika biomassa memanas di atmosfer yang kekurangan oksigen. Ini mengandung karbon berpori dan serangkaian gugus fungsi. Baru-baru ini, potensi penggunaan biochar untuk menangkap kembali kelebihan nutrisi tanah, tanaman, dan menghilangkan kontaminan semakin mendapat perhatian. Sumber bahan baku dan suhu pirolitik merupakan faktor utama penyediaan nutrisi. Oleh karena itu, bahan baku herba dapat mengalami pirolisis di atas 400°C dan bahan mentah berkayu bahkan dapat mengalami pirolisis di atas 800°C.
Penambahan biochar ke tanah masam mengubah pH tanah dari 3,9 menjadi 5,1, meningkatkan konduktivitas listrik, meningkatkan kapasitas tukar kation dari 7,41 menjadi 10,8 cmol + /kg, dan meningkatkan persen kejenuhan basa dari 6,4 menjadi 26% dan mengubah keasaman tanah. Oleh karena itu, penelitian ini dimulai untuk menilai dampak potensial biochar P. hysterophorus terhadap perbaikan tanah masam dan kinerja agronomi gandum pilihan (Triticum aestivum) varietas tanaman.
English