Biochar adalah amandemen tanah karbon negatif yang dihasilkan dari pirolisis bahan organik. Potensinya untuk mengurangi perubahan iklim dan memperbaiki tanah pertanian diketahui setelah ditemukannya tanah Terra Preta di Amazon, di mana tanah yang dikondisikan dengan penambahan karbon hitam ribuan tahun yang lalu oleh penduduk asli terus menjadi lebih subur dan kaya karbon daripada tanah di sekitarnya hari ini. Saat ini, amandemen tanah dengan biochar sedang dievaluasi sebagai strategi untuk meningkatkan kesuburan tanah, sekaligus menyerap karbon dan mengurangi emisi gas rumah kaca. Secara keseluruhan, biochar modern tampaknya mendorong pertumbuhan tanaman, meskipun beberapa penelitian telah mendokumentasikan efek campuran atau bahkan efek negatif dari biochar.
Penelitian tentang bagaimana biochar mendorong pertumbuhan tanaman berfokus pada dampak positifnya pada karakteristik tanah, ketersediaan nutrisi (ditinjau dalam referensi) dan komunitas mikroba tanah (diulas dalam referensi). Selain itu, beberapa kelompok telah menunjukkan bahwa biochar efektif dalam mengendalikan patogen daun dan tanah dengan gaya hidup biotrofik dan nekrotrofik pada beberapa tanaman inang (diulas dalam referensi). Namun, yang lain telah menunjukkan efek biochar yang netral atau negatif terhadap perkembangan penyakit. Bukti menunjukkan bahwa perbedaan lingkungan serta bahan baku biochar dan kondisi produksi masing-masing berperan dalam keefektifan biochar.
Sebuah meta-analisis studi biochar baru-baru ini menunjukkan bahwa efek biochar pada total biomassa tanaman berbeda antara tanaman tahunan dan abadi, menunjukkan bahwa efek biochar pada promosi pertumbuhan tanaman mungkin tergantung pada spesies tanaman. Meskipun kompleksitas determinan yang mendasari hasil agrikultur dari amandemen biochar tidak sepenuhnya dipahami, wawasan lebih lanjut tentang perbedaan respon biochar baik di antara dan di dalam spesies dapat meningkatkan penggunaan biochar dalam pertanian dan mengarah pada pemuliaan untuk respon biochar.
Sebagian besar penelitian biochar pada produktivitas pertanian sejauh ini berfokus pada efek biochar pada pertumbuhan dan hasil tunas secara keseluruhan pada tanaman utama. Lebih sedikit penelitian yang meneliti efek biochar pada ciri-ciri pertumbuhan tertentu yang berdampak pada hasil, seperti perkecambahan, struktur pucuk atau akar. Memahami bagaimana ciri-ciri pertumbuhan spesifik dipengaruhi oleh penambahan biochar akan mengarah pada peningkatan penggunaan biochar, seperti dalam campuran pot perkecambahan untuk digunakan dalam aplikasi rumah kaca.
Penerapan data tersebut dimaksimalkan dengan memahami jalur pensinyalan tanaman yang mendasari efek positif biochar pada pertumbuhan tanaman. Analisis transkripsi lebar-genom berbasis mikroarray di Arabidopsis menunjukkan bahwa aplikasi biochar meningkatkan transkripsi gen terkait auksin dan brassinosteroid dengan penurunan bersamaan dalam gen terkait pertahanan, yang menurut penulis menunjukkan pertukaran antara pertumbuhan dan pertahanan dalam pertumbuhan biochar. tanaman. Penjelasan lebih lanjut tentang dasar yang mendasari bagaimana biochar berfungsi untuk meningkatkan pertumbuhan dan mempengaruhi penyakit akan mengarah pada praktik yang lebih baik untuk penggunaan biochar dan potensi aplikasi sinergis baru dengan praktik hortikultura atau agronomi lainnya.
Dalam sebuah studi, terdapat pemahaman spesies-spesifik, dalam-spesies (misalnya kultivar), dan aspek sifat-spesifik dari promosi pertumbuhan tanaman yang dimediasi biochar. Dihipotesiskan bahwa biochar akan mendorong pertumbuhan yang tidak bergantung pada spesies tanaman dan sifat tanaman. Untuk menguji ini, pertama-tama diteliti efek dari dua biochar yang berbeda pada berbagai sifat pertumbuhan dari dua kultivar tomat ( Solanum lycopersicum ) dan dua spesies kerabat tomat liar ( S. pimpinellifolium dan S. pennellii ) dalam kondisi rumah kaca.
Anehnya, peneliti menemukan bahwa meskipun biochar meningkatkan pertumbuhan pucuk terlepas dari genotipe, biochar memiliki efek spesifik genotipe pada sifat-sifat lainnya. Berdasarkan hasil ini, peneliti kemudian bertujuan untuk memahami dasar yang mendasari fenotipe ini. Efek biochar pada pertumbuhan tanaman menunjukkan keterlibatan jalur giberelin (GA). Terdapat hipotesis bahwa jalur ini mungkin berperan dalam promosi pertumbuhan tanaman yang dimediasi oleh biochar. Untuk menyelidiki lebih lanjut, peneliti menggunakan tes hormon dan analisis mutan. Eksperimen ini mengungkapkan peran fungsional jalur GA dalam promosi pertumbuhan yang diinduksi biochar.
English