Biochar merupakan produk pirolisis padat kaya karbon, proses pemanasan biomassa dalam kondisi terbatas oksigen. Biochar memiliki potensi untuk digunakan sebagai pembenah tanah untuk pengelolaan pertanian (misalnya, untuk meningkatkan kapasitas menahan air dan meningkatkan pengelolaan hara) dan sebagai strategi pengelolaan karbon (K) untuk membantu mengurangi emisi gas rumah kaca. Mengubah limbah biomassa menjadi biochar berpotensi menjadi cara yang efektif untuk menyerap K, karena K yang terkandung dalam biochar umumnya lebih tahan terhadap mineralisasi dibandingkan dengan K dalam biomassa induk. Namun, efek K dari aplikasi biochar dalam tanah sangat bergantung pada parameter spesifik sistem, khususnya apa yang akan terjadi pada biomassa induk jika tidak digunakan untuk menghasilkan biochar (misalnya, apakah akan terurai dengan cepat, atau akan terus berlanjut? untuk tumbuh dan memperbaiki K).
Kegigihan biochar K dalam tanah dapat dikaitkan dengan tingginya proporsi K aromatik terkondensasi, yang telah terbukti tahan terhadap mineralisasi baik oleh proses abiotik maupun biotik. Selanjutnya, biochar, meskipun kaya akan K, cenderung memiliki kandungan oksigen (O) dan hidrogen (H) yang rendah, dan rasio O/K dan H/K yang rendah dalam biochar telah terbukti berkorelasi dengan persistensi biochar dalam tanah. Sifat kimia dan fisik biochar yang mempengaruhi persistensi awalnya ditentukan oleh kondisi produksi, seperti bahan baku dan suhu produksi. Tapi begitu biochar diendapkan di tanah, sifat ini berubah dari waktu ke waktu dalam proses yang dikenal sebagai pelapukan atau penuaan. Penuaan alami biochar dalam tanah merupakan proses yang kompleks dengan beberapa mekanisme yang relevan.
Berikut tiga mekanisme dominan ini:
- Penuaan fisik — kerusakan fisik biochar, terutama oleh siklus beku-cair dan perubahan suhu dan kelembapan
- Penuaan kimia — degradasi biochar melalui oksidasi abiotik setelah terpapar berbagai zat pengoksidasi
- Penuaan biologis — degradasi biotik dan modifikasi biochar secara fisik dan kimia oleh mikroba dan organisme tanah lainnya
Efek penuaan biochar yang dilaporkan secara umum meliputi penurunan pH, peningkatan kandungan O, dan peningkatan gugus fungsi yang mengandung O pada permukaan biochar yang sudah tua dibandingkan dengan biochar yang belum diolah. Hal ini menunjukkan bahwa penuaan biochar, baik secara alami maupun buatan, menyebabkan perubahan komposisi unsur dan kimia permukaannya. Selanjutnya, perubahan ini telah terbukti mempengaruhi sifat-sifat biochar seperti penyerapan dan kapasitas tukar kation. Namun, informasi tentang bagaimana perubahan ini akan mengubah kemampuan mineralisasi biochar itu sendiri masih terbatas.
English