Fosfor (P) adalah elemen penting untuk pertumbuhan dan produktivitas tanaman, karena peran vitalnya dalam banyak metabolisme dasar, termasuk fotosintesis dan respirasi. P yang terfiksasi dalam tanah berupa aluminium/besi atau kalsium/magnesium fosfat, yang umumnya tidak tersedia untuk serapan tanaman. P tersedia langka di 30–40% tanah subur di seluruh dunia. Pemberian pupuk P secara langsung dapat menyebabkan rendahnya efisiensi penggunaan P karena terbentuknya presipitasi dan adsorpsi partikel tanah. Selain itu, penggunaan pupuk P yang tinggi dapat menyebabkan risiko kehilangan P yang lebih tinggi melalui pencucian tanah, limpasan permukaan dan erosi, yang mungkin menyebabkan masalah lingkungan seperti eutrofikasi air. Oleh karena itu, cara untuk mengurangi kehilangan P dan meningkatkan efisiensi penggunaan P tanah perlu dipelajari.
Ini adalah pendekatan potensial untuk menggunakan beberapa amandemen tanah organik seperti biochar untuk meningkatkan retensi P tanah dan karenanya mengurangi kehilangan P. Biochar adalah bahan kaya karbon yang dihasilkan dari pirolisis limbah biomassa pada suhu tinggi dengan suplai oksigen yang terbatas. Ini telah mendapat perhatian luas karena hemat biaya dan ramah lingkungan. Biochar dapat meningkatkan kesuburan tanah karena tingginya tingkat nutrisi yang dimiliki. Sementara itu, biochar dapat meningkatkan kapasitas menahan air dan mengimobilisasi logam yang berpotensi beracun melalui luas permukaan spesifik yang besar, meningkatkan mikropori dan gugus fungsi yang mengandung oksigen. Oleh karena itu, pertumbuhan tanaman dan produktivitas tanaman dapat ditingkatkan. Bahan baku biochar sebagian besar adalah residu dan limbah pertanian atau industri. Sebagai contoh, hasil kacang tanah yang besar di Cina menghasilkan produksi biochar kulit kacang tanah yang tinggi untuk pemanfaatan kembali sumber daya. Namun, keterbatasan aplikasi biochar kulit kacang tanah adalah kandungan P total umumnya sangat rendah (< 1% ). Hal ini dapat menyebabkan kandungan nutrisi yang tidak seimbang, menghambat perkecambahan biji dan pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu, perlu dilakukan peningkatan ketersediaan P dalam biochar.
Baru-baru ini, modifikasi biochar dengan P telah ditemukan untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan P dan kinerja adsorpsi secara efisien. Berdasarkan penelitian sebelumnya, biochar termodifikasi P diproduksi melalui dua jenis metode utama. Salah satu jenisnya adalah menghamili bahan baku ke dalam larutan H 3 PO 4 atau K 3 PO 4 dan kemudian melakukan pirolisis pada suhu dan durasi tertentu. Cara lain adalah mencampurkan biochar murni dengan larutan Ca( H 2 PO 4 )2 ∙H 2 O atau KH 2 PO 4 untuk mengisinya dengan P. Selanjutnya, karakteristik fisikokimia dan struktur mikro biochar termodifikasi P diukur untuk mengevaluasi modifikasi tersebut. Lebih banyak gugus fungsi seperti P–O, gugus P–C dihasilkan pada permukaan biochar setelah modifikasi, menunjukkan biochar dimuat oleh P3.
Porositas yang meningkat pada biochar termodifikasi P berkontribusi pada kapasitas yang lebih tinggi untuk memiliki P ketika dioksidasi dan direndam dalam larutan fosfat. Akibatnya, saat pencampuran biochar termodifikasi P dengan tanah, P tersedia dalam biochar akan terlepas, menyebabkan konsentrasi P lebih tinggi dalam tanah untuk jangka panjang. Peneliti menunjukkan bahwa biochar termodifikasi P memiliki efisiensi yang lebih tinggi untuk mengimobilisasi Cu dan Cd dalam tanah. Hal ini disebabkan peningkatan kemampuan adsorpsi dengan kapasitas tukar kation (CEC) yang lebih tinggi dan luas permukaan spesifik setelah modifikasi.
Tumbuhan obat memiliki kandungan yang melimpah (misalnya terpenoid dan polisakarida), yang dapat mendorong perkembangan terapi medis, perdagangan komersial, budaya manusia dan ekologi hijau. Pseudostellaria heterophylla ( P. heterophylla ), termasuk dalam famili Caryophyllaceae, merupakan salah satu tanaman obat tradisional Cina yang paling banyak digunakan. Organ obatnya (yaitu, umbi akar) memiliki berbagai bahan, termasuk saponin, polisakarida dan asam amino. Bahan-bahan tersebut memiliki banyak fungsi pengobatan seperti memperkuat limpa, mengisi kembali Qi, melembabkan paru-paru.
P. heterophylla juga terpilih menjadi salah satu obat Tiongkok yang representatif untuk pencegahan dan pengobatan Penyakit Coronavirus 2019 (COVID-19). Namun, biomassa dan kualitas organ obatnya (umbi akar) menurun drastis akibat penyakit tanah setelah penanaman kembali. Selain itu, P. heterophylla umumnya ditanam di daerah subtropis, seperti provinsi Guizhou di Cina, di mana tanah budidaya sangat terkontaminasi logam berat (misalnya Cd). Logam berat tersebut berasal dari proses geologi alami dan aktivitas antropogenik yang mengancam kualitas tanaman obat dan kesehatan masyarakat. Sangat penting untuk mendorong pertumbuhan dan kualitas P. heterophylla dengan meningkatkan kesehatan dan kualitas tanah melalui perbaikan tanah.
English