Polusi logam berat pada tanah pertanian telah menjadi perhatian global, termasuk di wilayah Xinjiang, Tiongkok. Pada tahun 2018, Tiongkok mengambil langkah signifikan dengan menerbitkan Standar Pengendalian Risiko Pencemaran Tanah Pertanian. Standar ini bertujuan untuk menilai dan mengendalikan pencemaran logam berat pada tanah yang digunakan untuk pertanian. Namun, meskipun upaya ini telah dilakukan, penelitian menunjukkan bahwa kandungan logam berat di tanah pertanian Xinjiang terus meningkat, menciptakan tantangan baru dalam pertanian dan kesehatan manusia.
Sebuah penelitian mengungkapkan bahwa beberapa wilayah di Xinjiang, seperti Altay, Bole, Changji, dan Kashgar, memiliki kadar logam berat seperti kromium (Cr), tembaga (Cu), seng (Zn), arsenik (As), dan kadmium (Cd) yang melebihi rata-rata. Sebagai contoh, kandungan Cd di tanah pertanian di Altay mencapai 0,20 mg·kg−1, yang tidak hanya menghambat pertumbuhan tanaman tetapi juga menimbulkan risiko serius bagi kesehatan manusia. Situasi ini menuntut solusi inovatif untuk mengatasi masalah pencemaran logam berat yang semakin parah.
Salah satu pendekatan yang menjanjikan adalah melalui peran mikroorganisme tanah. Mikroorganisme ini memainkan peran penting dalam siklus biogeokimia tanah dan fungsi ekosistem, serta dapat digunakan sebagai indikator kesehatan tanah. Sayangnya, pencemaran logam berat dapat menghambat berbagai proses biologis dalam mikroorganisme, seperti sintesis RNA, DNA, dan protein, yang berdampak langsung pada kesehatan tanah. Namun, beberapa bakteri tanah seperti Acinetobacter, Citrobacter, dan Pseudomonas telah terbukti mampu melawan stres logam berat melalui mekanisme detoksifikasi enzimatik atau dengan mengubah logam berat menjadi bentuk yang tidak beracun.
Selain mikroorganisme, teknologi biochar dan biofertilizer juga mulai dilirik sebagai solusi potensial. Biochar, yang dihasilkan melalui pirolisis bahan organik seperti kotoran hewan dan jerami tanaman, memiliki struktur pori yang kaya dan luas permukaan yang besar. Ini menjadikannya habitat yang ideal bagi mikroorganisme tanah, serta mampu meningkatkan ketersediaan nutrisi tanah seperti karbon, nitrogen, dan fosfor. Lebih dari itu, biochar dapat mengikat ion logam berat bebas, sehingga mengurangi bioavailabilitasnya dan mengurangi risiko pencemaran.
Biofertilizer, di sisi lain, merupakan pupuk yang mengandung mikroorganisme hidup, seperti bakteri Bacillus, yang dapat meningkatkan keragaman mikroba tanah dan mendukung pertumbuhan tanaman. Penelitian telah menunjukkan bahwa aplikasi biofertilizer tidak hanya meningkatkan hasil panen dan ketahanan tanaman terhadap stres abiotik, tetapi juga membantu mengurangi bioavailabilitas logam berat di tanah. Sebagai contoh, biofertilizer yang kaya Bacillus mampu meningkatkan kandungan saponin pada akar Panax notoginseng hingga 51,49%, sekaligus memperbaiki biomassa tanaman.
Kombinasi biochar dan biofertilizer menjadi fokus dalam upaya remediasi tanah yang tercemar logam berat. Kedua teknologi ini tidak hanya dapat mengurangi kandungan Cd yang tersedia di tanah, tetapi juga memperbaiki sifat fisikokimia tanah dan meningkatkan keragaman komunitas mikroba tanah. Penelitian yang dilakukan di ladang kapas di Xinjiang menunjukkan bahwa aplikasi biochar dan biofertilizer secara signifikan mempengaruhi migrasi dan transformasi Cd di tanah, serta struktur komunitas mikroba tanah.
Penelitian tersebut memiliki dampak penting dalam menentukan strategi pengelolaan tanah pertanian di daerah kering seperti Xinjiang. Dengan memahami bagaimana biochar dan biofertilizer dapat mempengaruhi mikroorganisme tanah dan mengurangi risiko pencemaran logam berat, para petani dan peneliti dapat mengembangkan pendekatan yang lebih efektif dalam mempertahankan produktivitas pertanian sekaligus melindungi kesehatan manusia dan lingkungan.
Sebagai kesimpulan, penggunaan biochar dan biofertilizer dalam remediasi tanah yang tercemar logam berat tidak hanya menjanjikan dari segi perbaikan kualitas tanah, tetapi juga memberikan harapan baru dalam menjaga keseimbangan ekosistem dan keberlanjutan pertanian di masa depan. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi penting dalam pemilihan teknologi remediasi tanah dan peningkatan kualitas tanah pertanian di wilayah kering lainnya di dunia.