Pengaruh Biochar Pada Hasil Padi

Penggunaan biochar dalam pertanian telah menarik perhatian para peneliti dan petani di seluruh dunia. Biochar yang berasal dari berbagai sumber, seperti jerami padi, jerami jagung, jerami gandum, sekam padi, dan bambu, telah terbukti dapat meningkatkan hasil panen padi di atas tanah sebesar 6,3-13,3%. Di antara berbagai jenis biochar, biochar sekam padi menunjukkan efek terbesar pada hasil panen.

Manfaat Biochar terhadap Tanah dan Pertumbuhan Akar

Biochar mendorong pertumbuhan akar dengan meningkatkan daya kerja tanah, mengurangi ketahanan mekanis terhadap pertumbuhan akar tanaman, serta meningkatkan porositas dan luas permukaan tanah. Akar yang sehat menyediakan air dan nutrisi bagi tanaman, yang pada gilirannya meningkatkan stomata, laju fotosintesis, dan kinerja tanaman secara keseluruhan. Biochar yang dihasilkan pada suhu pirolisis lebih rendah dapat memberikan ketersediaan unsur hara yang lebih tinggi di dalam tanah dibandingkan biochar yang dihasilkan pada suhu lebih tinggi. Sebagai contoh, biochar dari brangkasan jagung pada suhu pirolisis 400 °C lebih efektif meningkatkan produktivitas pucuk padi sebesar 13% dibandingkan biochar yang dihasilkan pada suhu 700 °C.

Efek Biochar terhadap Ketersediaan Unsur Hara

Penelitian menunjukkan bahwa biochar jerami padi dapat meningkatkan rasio serapan hara terhadap pencucian oleh tanaman, serta meningkatkan akses hara kation sebesar 108% dengan aplikasi 8,0 Mg ha−1 biochar. Hal ini menghasilkan peningkatan produksi padi sebesar 5,8% dibandingkan dengan aplikasi 4,0 Mg ha−1 biochar jerami padi. Besarnya porositas dan luas permukaan biochar mendorong kapasitas pengikatan kation dan anion, sehingga meningkatkan penyimpanan unsur hara di dalam tanah.

Selain itu, biochar mengandung sejumlah besar nutrisi yang dapat langsung diserap tanaman, sehingga memengaruhi produktivitas tanaman. Namun, aplikasi biochar yang berlebihan dapat merugikan pertumbuhan tanaman. Biochar yang berlebihan dapat meningkatkan rasio C/N yang tinggi, mengurangi mineralisasi dan konversi unsur menjadi unsur organik, sehingga mengurangi akses tanaman ke nutrisi tanah.

Efek biochar terhadap produktivitas padi tidak seragam di berbagai negara. Di Laos, Filipina, Thailand, dan Korea, biochar tidak menunjukkan pengaruh signifikan terhadap kinerja padi. Perbaikan tanah dengan biochar mungkin memiliki efek jangka panjang yang berbeda pada produksi padi, namun penelitian mengenai hal ini masih terbatas dan biasanya hanya dilakukan untuk satu musim tanam. Oleh karena itu, hasil penelitian mengenai pengaruh biochar pada produktivitas padi dalam jangka pendek tidak dapat disamaratakan dengan pengaruh jangka panjangnya.

Aplikasi Biochar dalam Sistem Padi-Sorghum

Dalam sistem padi-sorghum, peningkatan hasil gabah diamati selama dua tahun dan empat musim tanam ketika 11 t ha−1 pupuk kandang ayam, kompos, arang, dan biochar serasah hutan diaplikasikan. Hasil kumulatif padi dan sorgum meningkat sekitar 75% selama periode penelitian. Akar yang sehat merupakan sarana utama dalam menyerap air dan unsur hara serta melepaskan asam organik, hormon, dan asam amino ke dalam tanah. Oleh karena itu, karakteristik morfologi akar secara langsung mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Biochar juga mempengaruhi laju fotosintesis tanaman padi. Sistem fotosintesis II (PSII) pada daun padi menyerap dan memanfaatkan energi cahaya sehingga terjadi perubahan parameter fotosintesis daun. Aplikasi biochar yang sesuai dapat meningkatkan efisiensi konversi energi cahaya, kapasitas fotosintesis aktual, aktivitas fotosintesis potensial, dan rasio pusat reaksi PSII terbuka di daun. Sebuah studi menunjukkan bahwa aplikasi biochar dari jerami singkong dengan laju 30 t ha−1 meningkatkan konsentrasi klorofil (Chl) sebesar 12,91% dan konsentrasi Chl b sebesar 10,05% pada padi karena akses nutrisi tanah yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan tanpa biochar.

Rekomendasi Penggunaan Biochar dalam Pertanian

Secara umum, aplikasi biochar mengurangi keasaman tanah dan meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK) serta ketersediaan unsur hara. Sifat tanah yang membaik ini pada akhirnya mengarah pada peningkatan fotosintesis, konduktansi stomata, dan transpirasi padi. Berdasarkan tinjauan pustaka, dapat dilihat bahwa penggunaan biochar pada kondisi dan bahan baku yang berbeda dapat memberikan pengaruh yang beragam terhadap produktivitas padi.

Untuk memperkenalkan dosis biochar yang direkomendasikan untuk produksi padi, semua faktor lingkungan, iklim, dan sumber daya yang tersedia harus dipertimbangkan. Namun, berdasarkan penelitian yang dilakukan untuk tanah sawah, dapat dinyatakan bahwa penggunaan jerami singkong (60 t ha−1), jerami padi (40 t ha−1), dan jerami gandum (10 t ha−1) dapat bermanfaat dalam sistem padi sawah.

Bagi petani yang menggunakan biochar dari sekam padi, disarankan untuk menggunakan sekitar 32 t ha−1 (ton per hektar), yang setara dengan sekitar 13 t acre−1 (ton per acre). Jumlah ini telah terbukti efektif dalam meningkatkan produktivitas padi dan kualitas tanah di berbagai penelitian.

Dengan demikian, biochar memiliki potensi besar dalam meningkatkan produktivitas padi dan kualitas tanah. Penggunaan yang tepat dan terukur dari biochar dapat memberikan manfaat yang signifikan bagi pertanian berkelanjutan dan produktivitas tanaman padi.