Tanah mengandung cadangan karbon organik (C) dalam jumlah besar, setara dengan lebih banyak C dibandingkan gabungan biosfer dan atmosfer. Oleh karena itu, perubahan yang relatif kecil pada stok karbon organik tanah (SOC) dapat berdampak signifikan terhadap keseimbangan karbon global, khususnya konsentrasi CO 2 di atmosfer. Namun, pengelolaan pertanian antropogenik selama 10.000 tahun terakhir telah mengurangi stok C tanah sebesar 116 Gt. Selain itu, terdapat kemungkinan lebih lanjut untuk mengeksploitasi potensi penyerapan karbon alami tanah, yang diperkirakan mencapai 5,3 Gt CO2 – setara dengan tahun−1. Dengan demikian, meningkatkan (atau memulihkan) stok SOC adalah salah satu metode yang diusulkan untuk mengurangi dampak perubahan iklim. Peningkatan stok SOC tidak hanya bermanfaat dalam hal penyerapan C tetapi juga telah terbukti meningkatkan hasil panen dan meningkatkan kualitas tanah.
Selama ribuan tahun, tindakan membakar bahan organik dan memasukkannya ke dalam tanah telah diakui sebagai teknik untuk meningkatkan kesuburan dan produktivitas tanah di lembah Amazon; Terra Preta menciptakan dan memperkaya tanah dengan bahan organik serta unsur-unsur penting lainnya untuk pertumbuhan tanaman (nitrogen (N), fosfor (P) dan kalium (K)) . Di daerah beriklim sedang, dimana tanah pada umumnya lebih subur dibandingkan daerah tropis, arang jarang digunakan sebagai bahan pembenah tanah. Peningkatan produktivitas pertanian modern, yang didorong oleh revolusi hijau (peningkatan penggunaan bahan kimia pertanian dan penelitian genetika tanaman), mengurangi kebutuhan akan intervensi organik selama pertengahan hingga akhir abad ke-20. Namun, dengan meningkatnya minat untuk memulihkan tanah yang terdegradasi secara antropogenik serta meningkatnya pemahaman tentang perubahan iklim antropogenik dan minat terhadap peningkatan penyerapan C tanah, perhatian baru terhadap biochar telah berkembang. Baru-baru ini, ambisi “net-zero” di sektor pertanian dan masyarakat secara lebih luas telah meningkatkan upaya untuk mengurangi emisi C melalui sekuestrasi dan penyeimbangan C. Beberapa teknologi penyerapan C telah diusulkan yang memungkinkan peningkatan stok C di padang rumput yang dikelola (misalnya melalui peningkatan keanekaragaman spesies tanaman, peningkatan pelapukan batuan silikat atau oksida besi ( oksihid ) stabilisasi ), yang mana penelitian lebih lanjut dianjurkan. Namun, di sini, kami fokus secara khusus pada biochar.
Sebagian besar penelitian berfokus pada potensi penyerapan C di lahan pertanian (yang subur), karena potensi penyimpanan C yang signifikan dan kemudahan dalam melakukan intervensi dalam praktik pertanian normal. Namun, padang rumput (alami, semi-alami, dan perbaikan) mencakup sekitar sepertiga permukaan bumi , dan secara global penting dalam memberikan banyak jasa ekosistem (dan tujuan pembangunan berkelanjutan yang terkait). Jasa ekosistem yang disediakan oleh padang rumput beragam, mulai dari penyediaan makanan, produksi ternak ruminansia, pengaturan iklim dan aliran air, jasa pendukung seperti siklus nutrisi dan penyerbukan, serta penyediaan manfaat budaya dan estetika. Dalam hal C, padang rumput telah menyimpan sejumlah besar SOC, karena berkurangnya gangguan tanah (misalnya pengolahan tanah) dan tingginya masukan C tanaman melalui rhizodeposisi dan serasah tanaman, serta kotoran dari ternak penggembalaan. Selain itu, mereka juga terbukti relatif tahan terhadap perubahan lingkungan. Dengan demikian, padang rumput memainkan peran penting dalam penyerapan C tanah. Namun, padang rumput memerlukan pengelolaan yang hati-hati, karena padang rumput sering kali digembalakan dan menerima masukan tambahan (termasuk pupuk mineral dan pupuk kandang), yang mengakibatkan hilangnya unsur hara dan C ke dalam air serta emisi gas rumah kaca (GRK) dan amonia ke udara. Pemodelan menunjukkan bahwa padang rumput yang dikelola sebagian besar merupakan sumber GRK, dibandingkan dengan padang rumput alami yang merupakan penyerap C. Namun hingga saat ini, hanya sedikit penelitian yang dilakukan mengenai potensi penyimpanan C lebih lanjut di padang rumput, khususnya mengkaji peran aplikasi biochar sebagai strategi penyimpanan C dengan potensi manfaat tambahan (peningkatan retensi nutrisi, kapasitas penyimpanan air, dan produktivitas tanaman). Tinjauan yang ditargetkan dan kritis ini bertujuan untuk mengidentifikasi kesenjangan pengetahuan saat ini, serta hambatan dan peluang terkait penerapan biochar pada tanah padang rumput. Kami mengumpulkan sejumlah pertanyaan penelitian seputar penerapan biochar pada padang rumput dalam skala yang lebih luas.
English