Asam fenolat, yang dikenal sebagai senyawa alami dalam tumbuhan, sebenarnya juga menjadi masalah bagi lingkungan. Meski bermanfaat sebagai allelokimia, senyawa yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman di sekitarnya, keberadaan asam fenolat dalam jumlah besar justru bisa merusak tanah dan air. Salah satu contoh asam fenolat adalah p-kumarat (p-CA), yang dapat menghambat perkecambahan dan pertumbuhan akar tanaman seperti tomat.
Tentu saja, masalah ini sangat penting bagi pertanian, karena polutan seperti asam fenolat bisa mengurangi hasil panen dan merusak ekosistem tanah. Untungnya, para peneliti telah menemukan solusi menarik: partikel komposit biochar-dual oxidant (BDO), yang dirancang untuk menghilangkan asam fenolat sekaligus mendukung pertumbuhan tanaman yang lebih sehat.
Biochar, material karbon yang terbuat dari limbah biomassa melalui proses pemanasan tinggi, telah lama dikenal karena kemampuannya dalam menyerap polutan. Namun, ada kelemahan, yaitu asam fenolat yang diserap biochar bisa terlepas kembali ke lingkungan. Ini membuat pengembangan metode yang lebih efektif menjadi sangat penting.
Di sinilah inovasi partikel BDO berperan. Dengan menggabungkan biochar dengan kalsium peroksida (CP) dan persulfat (PS), sebuah sistem dual oksidan tercipta. Sistem ini bekerja tidak hanya dengan menyerap asam fenolat, tetapi juga mengoksidasi dan memecah senyawa tersebut melalui radikal bebas seperti O2•−, HO•, SO4•−, dan 1O2. Hasilnya, asam fenolat bisa dihilangkan lebih efektif dibandingkan jika hanya menggunakan biochar atau oksidan saja.
Dalam percobaan dengan biji tomat yang terpapar p-CA, aplikasi partikel BDO menunjukkan hasil yang luar biasa. Pertumbuhan akar meningkat hingga 95%, luas permukaan akar bertambah 52,8%, dan tingkat perkecambahan melonjak sebesar 114,6%. Selain itu, aktivitas enzim antioksidan tetap terjaga seperti pada kondisi normal, dan kadar zat yang menandakan kerusakan seperti malondialdehida dan hidrogen peroksida berkurang hampir 50%. Ini berarti partikel BDO berhasil mengurangi stres oksidatif yang biasanya merusak tanaman.
Lebih dari sekadar melindungi tanaman secara fisik, partikel BDO juga memengaruhi metabolisme dan ekspresi gen pada tanaman. Dengan bantuan analisis metabolomik dan transkriptomik, para peneliti menemukan bahwa partikel BDO membantu menekan aktivitas metabolit dan gen yang biasanya meningkat di bawah stres p-CA. Ada 14 metabolit kunci dan 62 gen yang berubah signifikan, memungkinkan tanaman untuk pulih dari pengaruh negatif asam fenolat lebih cepat dan lebih efektif.
Penemuan ini memberikan harapan baru dalam mengatasi dampak merugikan asam fenolat pada pertanian. Teknologi partikel BDO tidak hanya berfungsi sebagai penyerap polutan, tetapi juga membantu memperkuat tanaman, menjadikannya lebih tahan terhadap senyawa kimia berbahaya di tanah.
Dengan hasil yang menjanjikan ini, partikel BDO bisa menjadi solusi yang lebih luas di bidang pertanian, terutama di lahan yang rentan terhadap masalah allelopati seperti ini. Pada akhirnya, teknologi ini dapat mendukung pertanian yang lebih berkelanjutan, melindungi tanaman dari polutan, dan menjaga ekosistem tanah tetap sehat.