Biochar adalah arang yang dibuat untuk tujuan pembenah tanah. Mengubah tanah dengan biochar merupakan pendekatan untuk mengurangi perubahan iklim dan untuk meningkatkan produktivitas tanaman. Setelah dicampur dengan tanah, biochar dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dengan mengubah sifat hidrologi tanah dan ketersediaan unsur hara.
Pergerakan dan penyimpanan air dalam tanah sangat penting untuk pengiriman nutrisi dan produktivitas tanaman. Biochar memiliki potensi untuk mengubah hidrologi tanah dan mendorong pergeseran jumlah air yang tersimpan dalam tanah. Untuk memahami bagaimana perubahan biochar dapat mempengaruhi pengiriman air ke tanaman, kita harus memahami bagaimana biochar mempengaruhi proses hidrologi tanah. Namun, sementara banyak penelitian melaporkan efek biochar spesifik pada sifat air tanah tertentu, ada kelangkaan informasi mekanistik yang tersedia, dan mekanisme diperlukan untuk memprediksi dalam keadaan apa biochar akan memiliki efek menguntungkan pada tanah.
Memahami bagaimana jumlah air yang ditahan pada kapasitas lapang ( θ fc ) dan pada titik layu permanen ( θ pwp ), dan jumlah air tersedia tanaman ( θ paw ) dari perubahan tanah dengan perubahan biochar adalah cara yang efisien untuk mengukur bagaimana biochar mempengaruhi kondisi air tanah dan pertumbuhan tanaman. Kami menggunakan kurva retensi air, yang menentukan kandungan air kesetimbangan ( θ ) pada potensi air tanah tertentu ( ψ ), untuk mengekstraksi parameter kunci kandungan air pada saturasi ( θ s ), θ fc (kandungan air pada ψ = -33kPa ), θ pwp (kadar air pada ψ = -1500kPa), dan θ paw (= θ fc – θ pwp ). Air yang ditahan pada kapasitas lapang juga didefinisikan sebagai air yang ada di dalam tanah setelah drainase yang digerakkan oleh gravitasi. Air yang ditahan pada dan setelah titik layu permanen diasumsikan berada pada tekanan yang terlalu tinggi untuk diambil tanaman dari tanah.
Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa biochar meningkatkan retensi air tanah; namun, mekanisme yang mengendalikan pengamatan ini tetap sulit dipahami. Tanah berpasir adalah target yang sangat menarik untuk amandemen biochar karena penelitian pada pasir dan lempung berpasir sering menunjukkan peningkatan θ paw setelah amandemen biochar. Namun, beberapa penelitian berfokus pada mekanisme bagaimana biochar meningkatkan θ paw. Tanpa memahami mekanisme yang mengontrol perubahan retensi air tanah yang digerakkan oleh biochar, sulit untuk memprediksi kapan dan berapa banyak biochar akan meningkatkan retensi air tanah.
Ukuran partikel, bentuk, dan struktur internal biochar mungkin memainkan peran penting dalam mengontrol penyimpanan air tanah karena mengubah karakteristik pori. Misalnya, biochar memiliki pori-pori di dalam partikel ( intrapores ), yang dapat menyediakan ruang tambahan untuk penyimpanan air di luar ruang pori antar partikel ( interpores ). Ukuran partikel dapat mempengaruhi intrapori dan interpori melalui proses yang berbeda karena ukuran dan konektivitas partikel ini mungkin berbeda. Selain itu, ketika diaplikasikan di lapangan, partikel biochar mungkin memiliki ukuran dan bentuk yang berbeda dengan partikel tanah. Penambahan butiran biochar dengan bentuk dan ukuran yang berbeda ini akan mengubah karakteristik antar pori (ukuran, bentuk, konektivitas, dan volume) tanah sehingga akan mempengaruhi penyimpanan dan mobilitas air. Misalnya, partikel biochar halus dapat mengisi pori-pori di antara partikel tanah kasar, mengecilkan ukuran pori, dan mengubah bentuk antar pori. Sebaliknya, partikel biochar rasio aspek tinggi dapat mengganggu pengepakan butiran tanah rasio aspek rendah, yang menyebabkan peningkatan ukuran interpori. Kedua kasus ini diharapkan dapat mengubah retensi air tanah.
English