Respon Biochar Limbah Pertanian terhadap Penyerapan dan Desorpsi Fosfor pada Tanah

Fosfor (P) merupakan unsur hara tanaman terpenting yang diperlukan untuk produksi tanaman. Namun, karena sifat P yang reaktif, ketersediaan hayati lebih dari 80% pupuk P yang diberikan dapat dengan mudah menjadi terbatas untuk serapan tanaman melalui proses penyerapan atau imobilisasi mikroba . Setiap tahunnya, kurang lebih 15 juta ton pupuk-P digunakan untuk memenuhi kebutuhan P tanaman, namun hanya sekitar  5 – 30% dari pupuk-P yang digunakan diserap oleh tanaman, dan bioavailabilitas sisa P sangat rendah karena penyerapan, presipitasi, dan proses imobilisasi mikroba (fiksasi P) yang terjadi di dalam tanah. Dinamika fosfor dalam tanah dikendalikan oleh kombinasi reaksi pelarutan-presipitasi, penyerapan-desorpsi dan mineralisasi-imobilisasi yang pada gilirannya dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah , yang mana tekstur tanah penting. Oleh karena itu, penerapan praktik pengelolaan menjadi mendesak dari sudut pandang penerapan pupuk P yang lebih sedikit atau efisiensi penggunaan pupuk P yang lebih banyak. Oleh karena itu, evaluasi ketersediaan P yang tepat dalam tanah merupakan prasyarat untuk memberikan rekomendasi pupuk P yang dapat diandalkan dan memastikan pengelolaan agroekosistem berkelanjutan jangka panjang. Penerapan pupuk kandang, penggabungan sisa tanaman dan penanaman tanaman penutup tanah merupakan praktik pengelolaan yang direkomendasikan untuk meningkatkan penyimpanan karbon organik (C) tanah dan meningkatkan ketersediaan P tanah. Namun, karena ketahanannya yang rendah terhadap degradasi mikroba , efek bahan organik yang ditambahkan ke tanah berkurang atau hilang setelah jangka waktu yang relatif singkat. Selama beberapa dekade terakhir, terdapat peningkatan minat terhadap pemanfaatan biochar sebagai solusi baru untuk perbaikan tanah.

Biochar mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap ketersediaan unsur hara tanaman seperti P. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa biochar dapat bertindak sebagai pupuk P yang dilepaskan secara perlahan di dalam tanah. Penerapan biochar yang dibuat dari berbagai sumber organik telah diusulkan sebagai pilihan untuk meningkatkan kesuburan tanah, memulihkan lahan terdegradasi dan memaksimalkan efisiensi penggunaan agronomi dari unsur hara yang diterapkan yang pada akhirnya membantu meningkatkan produktivitas tanaman. Penambahan biochar ke dalam tanah telah dilaporkan meningkatkan bioavailabilitas P. Biochar dapat mempengaruhi bioavailabilitas P dengan mengubah karakteristik serapan dan desorpsi P tanah. Namun, mekanisme yang mendasari perubahan ketersediaan P akibat aplikasi biochar ke tanah masih kurang dipahami. Peran biochar dalam meningkatkan desorpsi dan oleh karena itu, ketersediaan unsur nutrisi tertentu telah dikonfirmasi oleh banyak penelitian penyerapan-desorpsi. Aplikasi biochar dapat menyerap fosfat (PO ₄ ³⁻ ) dan mengurangi pencucian P dari tanah yang diberi biochar. Peningkatan penyerapan P karena peningkatan kalsium yang dapat ditukar (Ca ²⁺ ) dan magnesium (Mg ²⁺ ) setelah aplikasi biochar telah dilaporkan. Literatur menyoroti efek kontras dari aplikasi biochar tidak selalu meningkatkan ketersediaan P tanah karena rasio C:N yang lebar. Biochar mengandung P dalam jumlah besar dan pelepasan P terlarut secara langsung mungkin berkontribusi terhadap peningkatan ketersediaan P dalam tanah. Selain itu, aplikasi biochar mengurangi keasaman tanah dan selanjutnya mengubah kompleksasi P dengan logam (Al ³⁺ , Fe ³⁺ , dan Ca ²⁺ ), yang penting untuk memperkirakan ketersediaan P melalui reaksi serapan-desorpsi P dalam tanah. Penyerapan molekul organik pada permukaan biochar dapat menurunkan kemampuannya dalam mengkhelat Al ³⁺ , Fe ³⁺ , dan Ca ²⁺ dalam tanah. Pengaruh langsung atau tidak langsung biochar terhadap siklus P dalam tanah belum dilaporkan secara memadai, terutama serapan dan desorpsi P setelah penambahan biochar ke dalam tanah.