Menyuburkan Tanah dan Menjaga Lingkungan, Potensi Biochar dalam Pertanian

Menyuburkan Tanah dan Menjaga Lingkungan, Potensi Biochar dalam Pertanian

Praktik pertanian intensif telah menyebabkan penurunan karbon organik tanah (SOC) yang signifikan, mengurangi produktivitas tanah permukaan dan mengancam kelimpahan mikroba tanah. Selain itu, praktik ini juga berkontribusi terhadap perubahan iklim. Namun, ada harapan yakni praktik manajemen pertanian yang meningkatkan sekuestasi karbon dapat memperbaiki kesuburan tanah dan mengurangi dampak perubahan iklim.

Mengubah Tanah Pertanian Menjadi Penyerap Karbon

Salah satu cara untuk mengubah tanah pertanian dari sumber karbon menjadi penyerap karbon adalah dengan menambahkan input karbon non-native seperti residu pertanian, limbah organik daur ulang, atau biochar. Penelitian menunjukkan bahwa bahan-bahan ini dapat meningkatkan kandungan karbon tanah serta ketersediaan air dan nutrisi. Namun, perlu diingat bahwa amandemen organik tanah juga dapat meningkatkan emisi karbon dioksida (CO2) selama proses dekomposisi mereka, atau akibat dari peningkatan dekomposisi SOC asli, yang dikenal sebagai mekanisme positive priming. Selain itu, denitrifikasi dapat meningkatkan emisi dinitrogen oksida (N2O) sebagai respons terhadap nutrisi dan kondisi tanah yang basah.

Biochar: Amandemen Tanah Organik Paling Menjanjikan

Saat ini, biochar dianggap sebagai amandemen tanah organik yang paling menjanjikan untuk sekuestasi karbon jangka panjang. Ini disebabkan oleh sifatnya yang tahan lama, karena karbon yang dipirolisis diketahui bertahan dalam tanah dalam jangka panjang. Selain itu, luas permukaan spesifik yang besar dan struktur berpori dari biochar telah terbukti bermanfaat bagi kesuburan tanah dengan meningkatkan retensi nutrisi dan air, serta struktur tanah.

Literatur saat ini menunjukkan bahwa aplikasi biochar memiliki potensi untuk mengurangi emisi N2O tanah. Menurut beberapa meta-analisis, tingkat aplikasi, komposisi kimia, pH tanah, dan tekstur tanah adalah faktor penting dalam menentukan respons tanah terhadap biochar. Namun, sampai mekanisme spesifik yang mendasari efek yang diamati diketahui, ketidakpastian signifikan tetap ada dalam menilai dampak penuh penggunaan biochar dalam iklim lokal dan properti tanah.

Biochar dan Ambisi Karbon Netral Finlandia

Finlandia memiliki salah satu penutupan hutan terbesar di Eropa, yang secara intensif dimanfaatkan untuk sumber daya kayunya. Pyrolisis kayu menjadi biochar dapat diimplementasikan sebagai salah satu cara bagi pemerintah Finlandia untuk mencapai tujuan netralitas karbon pada tahun 2035. Konversi biomassa berbasis kayu menjadi biochar yang sangat stabil dan aplikasinya ke tanah telah menarik perhatian di Finlandia sebagai salah satu mekanisme potensial untuk mencapai tujuan ambisius ini.

Konifer hijau seperti Picea abies dan Pinus sylvestris adalah spesies pohon dominan di Finlandia dan bisa menjadi sumber bahan baku yang hebat untuk biochar. Di sisi lain, volume produksi biomassa willow (Salix spp.) lebih kecil dibandingkan konifer hijau, tetapi karena pertumbuhannya yang cepat, potensinya sebagai tanaman energi telah dieksplorasi secara luas. Ketika dibudidayakan di lahan marginal, biochar willow dapat digunakan untuk sekuestasi karbon dan meningkatkan kualitas tanah, menjadikannya pilihan bahan baku yang menarik.

Selain kayu, sejumlah besar biomassa lignoselulosa lainnya diproduksi setiap tahun. Misalnya, industri kertas dan pulp di Finlandia menghasilkan hampir sebanyak biomassa dari pengolahan air limbah. Lumpur hasil yang diproduksi dibagi menjadi tiga kategori: lumpur primer, lumpur sekunder, dan lumpur deinking. Biomassa kaya lignin dari lumpur primer dan deinking dapat bertahan dalam tanah untuk jangka panjang, sehingga dapat meningkatkan sifat fisiko-kimia tanah, mirip dengan biomassa yang dipirolisis.

Aplikasi Tanah Lignoselulosa di Finlandia

Sebuah penelitian dilakukan untuk menilai efek residual dari aplikasi lapangan tunggal amandemen tanah lignoselulosa terhadap struktur tanah, retensi air, dan pertukaran gas rumah kaca (GHG) dua tahun setelah aplikasinya ke tanah. Disimpulkan bahwa amandemen tanah lignoselulosa akan meningkatkan kandungan SOC dengan memperkenalkan karbon tahan lama ke dalam tanah, sehingga meningkatkan porositas tanah dengan mempengaruhi pengemasan partikel tanah, dan juga secara signifikan mengubah pH tanah karena efek kapur.

Untuk menguji hipotesis tersebut, para peneliti melakukan eksperimen inkubasi laboratorium dengan sampel tanah yang dikumpulkan dari eksperimen lapangan amandemen tanah, di mana amandemen tanah lignoselulosa ditambahkan ke tanah dua tahun sebelum inkubasi dimulai. Di laboratorium, para peneliti secara berkala mengukur tingkat produksi GHG dari sampel tanah yang diinkubasi dengan empat kadar kelembaban yang berbeda: 20%, 40%, 70%, dan 100% kapasitas retensi air tanah (WHC).

Penelitian tersebut adalah yang pertama kali dimana membandingkan biochar dan lumpur pulp serta efeknya pada porositas tanah dan pertukaran GHG dilakukan. Selain itu, penelitian tersebut adalah salah satu dari sedikit yang telah dilakukan menggunakan tanah pertanian bertekstur halus boreal, yang membentuk sebagian besar tanah yang dibudidayakan di Finlandia, sehingga meningkatkan pemahaman kita tentang efek penggunaan amandemen tanah dalam pertanian di wilayah utara.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

en_USEnglish