Manfaat Biochar Bagi Kesuburan Tanah

Kesuburan tanah adalah kemampuan tanah untuk dapat menyediakan unsur hara dalam jumlah yang cukup dan berimbang untuk pertumbuhan dan hasil tanaman, Kesuburan tanah merupakan salah satu hal yang perlu di perhatikan dalam suatu usaha pertanian. Tanah yang sehat dan subur  akan memberikan nutrisi yang cukup pada tanaman yang di tanam di atasnya.   

Kesuburan tanah ini sangat berkaitan erat dengan ketersediaan unsur hara yang tersedia dan dapat di serap oleh tanaman. Pada dasarnya unsur hara telah banyak tersedia di dalam tanah. Hanya saja ada beberapa masalah yang berkaitan dengan penyerapan dan sifat unsur hara tersebut. Ada beberapa unsur hara yang sangat melimpah di alam hanya saja tanaman tidak dapat memanfaatkan unsur hara tersebut secara langsung. 

Misalnya saja unsur N, unsur ini sangat melimpah ketersediaannya di alam. Hanya saja tanaman tidak dapat langsung memamanfaatkan unsur hara tersebut (kecuali tanaman legume). Ada beberapa organisme tanah yang membantu tanaman unuk merombak unsur n di alam menjadi NH4+ agar dapat di serap oleh tanaman. Selain unsur N, ada pula unsur lain yang juga memerlukan bakteri untuk merombaknya menjadi bentuk unsur yang dapat diserap oleh tanaman.

Biochar adalah bahan padat yang diperoleh dari karbonisasi dari biomassa. Biochar merupakan substansi arang kayu yang berpori (porous), sering juga disebut charcoal atau agri-char. Karena berasal dari makhluk hidup kita sebut arang-hayati. Di dalam tanah, biochar menyediakan habitat yang baik bagi mikroba tanah misalnya bakteri yang membantu dalam perombakan unsur hara agar unsur hara tersebut dapat di serap oleh tenaman, tapi tidak dikonsumsi seperti bahan organik lainnya. Dalam jangka panjang biochar tidak mengganggu keseimbangan karbon-nitrogen, bahkan mampu menahan dan menjadikan air dan nutrisi lebih tersedia bagi tanaman.

Biochar dapat ditambahkan ke tanah dengan maksud untuk meningkatkan fungsi tanah dan untuk mengurangi emisi dari biomassa yang lain akan secara alami menurunkan gas rumah kaca. Biochar juga memiliki nilai penyerapan karbon yang cukup. Biochar adalah bahan tanah yang diinginkan di banyak lokasi karena kemampuannya untuk menarik dan mempertahankan air. Hal ini dimungkinkan karena struktur berpori dan luas permukaan yang tinggi. 

Akibatnya, nutrisi, fosfor dan bahan kimia pertanian dipertahankan untuk kepentingan tanaman.  Biochar dapat menjadi alat penting untuk meningkatkan ketahanan pangan dan keanekaragaman lahan pertanian di daerah dengan tanah terkuras, sumber daya organik yang langka, dan air yang tidak memadai dan pasokan pupuk kimia.  Biochar juga meningkatkan kualitas dan kuantitas air dengan meningkatkan retensi tanah nutrisi dan bahan kimia pertanian untuk pemanfaatan tumbuhan dan tanaman. Nutrisi lebih tinggal di tanah bukan pencucian ke dalam air tanah dan menyebabkan polusi.

Aplikasi biochar ke dalam tanah merupakan pendekatan baru dan unik untuk menjadikan suatu penampung (sink) bagi co2 atmosfir jangka panjang dalam ekosistem darat. Dalam proses pembuatannya, sekitar 50% dari karbon yang ada dalam bahan dasar akan terkandung dalam biochar, dekomposisi biologi biasanya kurang dari 20% setelah 5-10 tahun, sedangkan pada pembakaran hanya 3% karbon yang tertinggal. 

Di samping mengurangi emisi dan menambah pengikatan gas rumah kaca, kesuburan tanah dan produksi tanaman pertanian juga dapat ditingkatkan. Dua hal utama potensi biochar untuk bidang pertanian adalah afinitasnya yang tinggi terhadap unsur hara dan persistensinya. Biochar lebih persisten dalam tanah, sehingga semua manfaat yang berhubungan dengan retensi hara dan kesuburan tanah dapat berjalan lebih lama dibanding bahan organik lain yang biasa diberikan. Persistensi yang lama menjadikan biochar pilihan utama bagi mengurangi dampak perubahan iklim. Walau dapat menjadi sumber energi alternatif, manfaat biochar jauh lebih besar jika dibenamkan ke dalam tanah dalam mewujudkan pertanian ramah lingkungan.

Penambahan biochar ke tanah meningkatkan ketersediaan kation utama dan posfor, total n dan kapasitas tukar kation tanah (ktk) yang pada akhimya meningkatkan hasil. Tingginya ketersediaan hara bagi tanaman merupakan hasil dari bertambahnya nutrisi secara langsung dari biochar, meningkatnya retensi hara, dan perubahan dinamika mikroba tanah. 

Keuntungan jangka panjangnya bagi ketersediaan hara berhubungan dengan stabilisasi karbon organik yang lebih tinggi seiring dengan pembebasan hara yang lebih lambat dibanding bahan organik yang biasa digunakan. Peran biochar terhadap peningkatan produktivitas tanaman dipengaruhi oleh jumlah yang ditambahkan. Pemberian sebesar 0,4 sampai 8 t c ha-1 dilaporkan dapat meningkatan produktivitas secara nyata antara 20 -- 220%. 

Setiap tahunnya limbah kehutanan, perkebunan, pertanian dan peternakan yang mengandung karbon mencapai ratusan juta ton dan sering menjadi masalah dalam hal pembuangannya. Limbah jenis ini merupakan bahan sangat potensial diubah menjadi biochar dalam berbagai tingkat teknologi produksi. Sebagai gambaran sederhana, dari 50 juta ton produksi gabah tiap tahunnya ikut dihasilkan sekitar 60 juta ton merupakan "iimbah" (jerami dan sekam padi) yang dapat diproses menjadi biochar.

Penambahan biochar kedalam tanah pada beberapa penelitian memperlihatkan berbagai macam keuntungan dalam kaitan memeperbaiki kualitas tanah, seperti

• Meningkatkan kapasitas tukar kation (ktk)
• Menurunkan kemasaman tanah
• Meningkatkan struktur tanah
• Meningkatkan daya ikat air (water holding capacity)
• Meningkatkan efesiensi pemupukan
• Menurunkan gas CH4 dan N2O yang terlepas ke udara
• Mengurangi keracunan aluminium
• Meningkatkan respirasi mikroba tanah
• Meningkatkan biomassa mikroba tanah
• Menstimulasi simbiosis fiksasi nitrogen pada legum
• Meningkatkan fungi mikoriza arbuscular

Keuntungan penggunaan biochar tentunya tidaklah universal, hasilnya beragam berdasarkan jenis tanahnya.

Biochar yang ditemukan dalam tanah di seluruh dunia sebagai akibat dari kebakaran vegetasi dan praktek manajemen tanah bersejarah. Studi intensif biochar kaya bumi gelap di amazon (terra preta/ tanah arang), telah menyebabkan apresiasi yang lebih luas sifat unik biochar sebagai penambah tanah. Di indonesia terutama di daerah pedalaman kalimantan ditemukan pula tanah yang memiliki ciri yng sama dengan yang ada di daerah amazone. Tanah ini di hasilkan dari sitsem pertanian tebang bakar yang memang sudah di terapkan sejak zaman dahulu. 

Perladangan berpindah -- termasuk metode "tebang bakar" dan "tebang arang" --- dipraktekkan banyak suku. Dalam metode "tebang dan bakar", pohon dan tanaman berbatang kayu ditebang dan dibakar sebagai persiapan lahan untuk ditanami -- cara ini menghasilkan nutrisi tanah yang meningkatkan produktivitas untuk sementara. Ketika pembakaran dilakukan secara menyeluruh dan yang tersisa hanya abu, pengayaan tanah bertahan tidak lama dan lahan harus lebih lama dibiarkan tidak terpakai sebelum siap untuk digunakan kembali.

 Namun, metode yang hanya membakar sebagian, atau "tebang dan arang", dapat memperbaiki struktur tanah dan menyediakan penyimpanan nutrisi yang lebih tahan lama yang berasal dari berbagai sumber, tetapi tampaknya mencerminkan pengolahan makanan dan limbah yang terkait dengan keberadaan manusia. Dengan berjalannya waktu, jika siklus pembersihan nutrisi arang berulang kali terjadi, hasilnya akan terjadi pembentukan ade (bumi hitam  antropogenik). 

Peningkatan kesuburan tanah memungkinkan penduduk asli mempertahankan penghidupan mereka sendiri tanpa menggunakan pupuk kimia yang mahal. Hal ini juga membantu pelestarian keanekaragaman hutan serta penyerapan karbon sebesar lima sampai tujuh kali lipat, yang dapat berlangsung selama berabad-abad, bahkan ribuan tahun, dibandingkan dengan hutan hujan di sekitarnya.