Kapasitas air tanah (AWC) merupakan salah satu faktor pembatas utama produktivitas pertanian. Namun sifat fisik tanah mempengaruhi sifat hidrologi dan pertumbuhan tanaman yang dihasilkan. Kelembaban tanah dapat mempengaruhi pelarutan, transportasi, dan penyerapan berbagai unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman dan membantu pengaturan suhu tanah. Struktur tanah yang buruk biasanya tidak memberikan kombinasi yang baik antara pasokan air, retensi air, dan ventilasi. Tanpa air yang cukup, tanaman terancam kekeringan dan kekurangan gizi. Oleh karena itu, meningkatkan kemampuan tanah dalam menahan air untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan isu penting yang harus diatasi.
Biochar, produk kaya C yang dihasilkan dari pembakaran biomassa tidak sempurna, memiliki luas permukaan spesifik (SSA) dan porositas yang tinggi. Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa biochar mempunyai potensi dampak jangka panjang terhadap fungsi tanah, menjadikan tanah cocok untuk pertanian dengan meningkatkan sifat fisik, kimia, dan hidroliknya. Hal ini mendorong pembentukan pori-pori sempit dan menengah di dalam tanah, sehingga meningkatkan kapasitas retensi air tanah. Biochar mempunyai efek yang lebih besar terhadap kapasitas menahan air pada tanah berbutir kasar dibandingkan dengan tanah bertekstur sedang dan halus, hal ini disebabkan oleh struktur berpori biochar yang mendorong peningkatan mikropori tanah dan mengurangi konduktivitas hidrolik jenuh ( Ksat ). Sebaliknya, penggabungan biochar pada tanah bertekstur halus tidak terlalu mempengaruhi AWC. Selain itu, tipe spesifik gugus fungsi permukaan dalam biochar menentukan hidrofilisitas dan hidrofobisitasnya dan dapat menjadi faktor penting dalam mengatur AWC. Temuan yang berbeda mungkin disebabkan oleh tekstur tanah yang heterogen, jenis biochar, dan kondisi percobaan; namun, hanya sedikit penelitian yang secara komprehensif melaporkan pengaruh sifat biochar terhadap karakteristik hidrologi tanah dengan tekstur berbeda. Pengaruh biochar terhadap parameter hidrologi tanah yang relevan pada tekstur tanah yang berbeda harus dievaluasi secara menyeluruh untuk memberikan bukti teoritis komprehensif yang mendukung penggunaan biochar untuk meningkatkan retensi air tanah.
Pirolisis dan bahan baku sangat penting dalam pembuatan biochar dengan berbagai sifat fisikokimia. Secara khusus, seiring dengan peningkatan suhu pirolisis, kandungan abu biochar meningkat, dan komponen volatil hilang, yang menyebabkan peningkatan SSA dan stabilitas biochar. Yang lebih penting lagi, perbedaan struktur internal berbagai bahan baku mempengaruhi secara langsung efek pirolisis biochar. Penelitian yang ada memberikan informasi tentang pemilihan bahan baku dan pengendalian suhu pirolisis; namun, sifat fisikokimia biochar, seperti SSA, kapasitas pertukaran kation (KTK), dan jenis gugus fungsi permukaan, merupakan faktor langsung yang mempengaruhi efektivitas remediasinya. Oleh karena itu, membangun hubungan kuantitatif antara karakteristik fisikokimia biochar dan sifat hidrologi tanah akan membantu pengguna biochar memilih biochar yang sesuai untuk aplikasi produksi praktis.
Baru-baru ini, meta-analisis telah dilakukan untuk menilai secara kuantitatif dampak biochar terhadap remediasi tanah. Pengaruh biochar terhadap BD, TP, dan AWC tanah telah dipelajari menggunakan meta-analisis; namun, penilaian komprehensif terhadap respons sifat hidrologis terhadap biochar pada tanah dengan tekstur berbeda masih kurang. Perbedaan sifat tanah dapat menimbulkan ketidakpastian respon sifat hidrologi. Sejumlah penelitian telah dilakukan untuk memulihkan struktur fisik tanah dengan menggunakan biochar untuk mengubah sifat hidrologi yang memberikan wawasan berharga mengenai dampak biochar terhadap sifat hidrologi tanah. Mengklarifikasi variasi ini akan bermanfaat untuk memilih formulasi biochar yang sesuai atau mengembangkan biochar rekayasa dengan fungsi spesifik untuk meningkatkan retensi air pada tanah dengan tekstur berbeda.
English