Kolombia adalah negara yang bergerak di bidang kehutanan dengan potensi untuk melaksanakan program reboisasi komersial. Lokasi geostrategis Kolombia menguntungkan bagi perdagangan produk agroforestri. Untuk tujuan komersial, genera dan spesies yang paling banyak dibudidayakan adalah Pinus caribaea, Tabebuia rosea, Tektona grandis dan Eucalyptus pellita. Untuk produksinya, perusahaan kehutanan menerapkan seluruh proses produksi, termasuk benih atau klon berkualitas tinggi, perbanyakan bahan tanaman di pembibitan, hutan tanaman, dan areal panen. Pada tahap pemanenan, dihasilkan sejumlah besar limbah padat yang kaya akan biomassa lignoselulosa (serbuk gergaji, serutan, kulit kayu, daun atau batang) dan dapat mencapai hingga 50% dari kayu olahan. Degradasi limbah ini berlangsung lambat karena terdiri dari lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Polimer-polimer ini kompleks, tahan, hidrofobik, dan transformasi biologisnya (proses penimbunan dan pengomposan) berlangsung lambat; mengakibatkan tingginya persentase limbah tersebut tidak dimanfaatkan secara tepat atau digunakan mentah (belum diolah) dalam proses agroindustri sebagai campuran bahan pengisi produksi kompos, bahan isolasi pada peternakan unggas, babi dan ternak serta digunakan sebagai substrat tanam untuk perbanyakan. bahan tanaman di pembibitan hutan.
Meskipun penggunaan produk sampingan agroindustri mentah atau yang ditransformasi sebagian tersebar luas di seluruh dunia, alternatif lain dapat dievaluasi, seperti konversi termal atau pirolisis dalam kondisi tereduksi atau tanpa oksigen. Melalui proses fisik ini dapat diperoleh produk-produk baru seperti biochar, minyak, gas, senyawa volatil, dan lain-lain. Serbuk gergaji pinus merupakan salah satu bahan yang paling banyak digunakan karena harganya yang murah, ditemukan dalam jumlah banyak dan dapat digunakan untuk berbagai tujuan.
Secara umum, biochar menawarkan luas permukaan yang tinggi, porositas, nutrisi yang terkait dengan biomassa awal dan kapasitas untuk menahan air dan mikroorganisme, berhasil digunakan di bidang pertanian sebagai bahan pembenah organik atau pengkondisi tanah organik, karena meningkatkan stabilitas struktur tanah, porositas, konduktivitas hidrolik. , kapasitas aerasi tanah dan pertukaran kation; menghasilkan peningkatan ketersediaan unsur hara, kesuburan tanah dan oleh karena itu memberikan efek menguntungkan pada berbagai tanaman. Selain itu, karena porositasnya yang tinggi, biochar menawarkan tempat yang menguntungkan bagi mikroorganisme tanah atau ditambahkan sebagai inokulan biologis yang disebut rhizobacteria pemacu pertumbuhan tanaman (PGPR), yang memungkinkan mereka untuk tetap hidup dan aktif secara metabolik dalam waktu yang lama. PGPR memiliki mekanisme langsung dan tidak langsung yang mendorong pertumbuhan tanaman. Mekanisme langsungnya meliputi aktivitas pupuk hayati, stimulasi pertumbuhan akar, remediasi rhizobia, dan pengendalian stres pada tanaman. Mekanisme tidak langsung meliputi pengendalian biologis seperti antibiosis, kompetisi, dan induksi resistensi sistemik pada tanaman.
Saat menggunakan biochar sebagai pendukung organik biokompatibel untuk formulasi ko-inokulasi mikroorganisme bermanfaat, biomaterial dengan fungsi ganda ditambahkan ke dalam tanah, menggabungkan bentuk karbon yang stabil dan pelepasan lambat, jika dibandingkan dengan penggabungan residu tanaman segar. Di sisi lain, biochar bersifat pendukung, melindungi mikroorganisme dari pengaruh kondisi lingkungan, seperti suhu, radiasi ultraviolet, pengeringan, predasi oleh mikroorganisme tanah. Mikroorganisme yang telah digabungkan dengan biochar dan ditambahkan ke dalam tanah antara lain adalah bakteri pengikat nitrogen, bakteri pemacu pertumbuhan tanaman, mikroorganisme biokontrol, dan bakteri pelarut fosfat (PSB).
PSB yang diinokulasi bersama dalam biochar dapat melarutkan bentuk fosfor anorganik yang tidak tersedia atau memineralisasi fosfor organik yang tidak tersedia, yang merupakan bagian dari bahan organik. Untuk pelarutan , PSB menggunakan mekanisme berbeda seperti produksi asam organik, siderofor , dan pelepasan proton, antara lain. Sehubungan dengan mineralisasi, enzim asam fosfatase (EC 3.1.3.2) dan alkali fosfatase (EC 3.1.3.1) dapat diproduksi. Karena kedua mekanisme ini, bentuk fosfor anorganik yang tersedia dilepaskan ke dalam tanah sebagai ion ortofosfat (H 2 PO 4 − , HPO 4 2 dan PO 4 3 ) untuk tanaman dan mikroorganisme tanah
Dalam produksi sayuran seperti Allium cepa L. (umbi bawang merah), keterbatasan fosfor pada berbagai tahap produksi (persemaian dan lahan) merupakan faktor nutrisi yang mempengaruhi pertumbuhan, produktivitas, dan hasil tanaman. Untuk memenuhi kebutuhan nutrisi tersebut, praktik pertanian tradisional dan intensif menggunakan pupuk kimia dalam dosis besar yang berbahan dasar nitrogen, fosfor, dan kalium (N/P/K), yang dalam jangka panjang mempengaruhi kualitas dan kuantitas bahan organik tanah serta menurunkan kualitas tanah. kesuburan.
Oleh karena itu, para peneliti mencari alternatif bioteknologi berkelanjutan seperti penggunaan biochar/PSB. Biomaterial ini dapat digunakan dalam campuran dengan pupuk anorganik (N/P/K) atau organik (kompos dan kascing ) dalam dosis berbeda sehingga mengurangi penggunaan pupuk kimia yang berlebihan sebagai satu-satunya sumber fosfor. Strategi ini menjadi ramah lingkungan karena mengintegrasikan pemanfaatan, konversi, dan eksploitasi sisa hutan dengan penerapan mikroorganisme menguntungkan (PSB) pada sayuran seperti Allium cepa L.
English