Usaha untuk meningkatkan hasil pertanian sampai saat ini masih dilakukan untuk memenuhi kebutuhan manusia yang semakin meningkat. Dilain pihak, lahan pertanian semakin berkurang kapasitasnya dalam mendukung pemenuhan hara bagi tanaman. Selain itu, kondisi alam yang tidak menentu akibat dari pemanasan global membuat usaha-usaha pertanian perlu mencari suatu teknologi yang dapat menghadapi hal tersebut. Salah satu teknologi tersebut adalah teknologi “Biochar” yang merupakan teknologi kuno yang dimunculkan kembali.
Gambar. Lahan dengan tambahan biochar (IBI, 2012)
Biochar atau yang lebih kita kenal sebagai arang merupakan materi padat yang terbentuk dari karbonisasi biomasa. Biochar dapat ditambahkan ke tanah dengan tujuan untuk meningkatkan fungsi tanah dan mengurangi emisi dari biomasa yang secara alami terurai menjadi gas rumah kaca. Biochar juga mempunyai fungsi untuk mengikat karbon cukup besar (IBI, 2012).
Pembuatan biochar sudah dikenal sejak 2000 tahun yang lalu di Amazon (Terra Preta). Kegiatan ini mengubah limbah pertanian menjadi membenah tanah yang dapat mengikat karbon, meningkatkan keamanan pangan dan mengurangi pembukaan hutan. Proses tersebut menghasilkan serat yang baik dan arang yang sangat porous yang membantu tanah menahan hara dan air (IBI, 2012).
Menurut Bambang (2012), Bahan baku pembuatan biochar umumnya adalah residu biomasa pertanian atau kehutanan, termasuk potongan kayu, tempurung kelapa, tandan kelapa sawit, tongkol jagung, sekam padi atau kulit buah kacang-kacangan, kulit-kulit kayu, sisa-sisa usaha perkayuan, serta bahan organik yang berasal dari sampah kertas, sampah kota dan kotoran hewan. Bila limbah tersebut mengalami pembakaran dalam keadaan oksigen yang rendah atau tanpa oksigen akan dihasilkan 3 substansi, yaitu; metana dan hidrogen yang dapat dijadikan bahan bakar, bio-oil yang dapat diperbaharui, dan arang hayati (biochar) yang mempunyai sifat stabil dan kaya karbon (>50%).
Biochar berguna sebagai alat yang penting untuk meningkatkan keamanan pangan dan keragaman tanaman di wilayah dengan tanah yang miskin hara, kekurangan bahan organik, dan kekurangan air dan ketersediaan pupuk kimia. Biochar juga meningkatkan kualitas dan kuantitas air dengan meningkatnya penyimpanan tanah bagi unsur hara dan agrokimia yang digunakan oleh tumbuhan dan tanaman. (IBI, 2012). Selain itu penambahan biochar ke tanah meningkatkan ketersediaan kation utama dan posfor, total N dan kapasitas tukar kation tanah (KTK) yang pada akhimya meningkatkan hasil karena dapat mengurangi risiko pencucian hara khususnya kalium dan N-NH4 (Bambang, 2012).
Bagaimana cara membuat biochar?
Secara sederhana cara pembuatan Biochar menurut Sukartono, Peneliti Universitas Brawijaya, diawali dengan kulit kelapa atau batok kelapa yang sudah kering dibakar di dalam sebuah lubang dengan menggunakan pemanasan auto thermal. Batok atau kulit kelapa tersebut dipanaskan di dalam lubang berukuran 1m x 1,5m x 1m dan dipanaskan hingga menjadi arang selama 8 jam. Setelah pembakaran dilakukan, akan menghasilan material berwarna hitam yang terbentuk. Produk kemudian didinginkan dengan cara dibungkus daun pisang selama 12 jam untuk mendapatkan arang.
Setelah itu proses pendinginan dilakukan dan dihasilkan butiran-butiran partikel berukuran 1 mm yang sudah disaring. Butiran-butiran tersebut yang nantinya dinamakan Biochar yang akan digunakan sebagai bahan penyubur tanah.
Selain dari batok kelapa, pembuatan biochar menggunakan arang sekam dapat dilakukan dengan mudah, selain bahannya mudah diperoleh, cara membuatnya juga sederhana. Proses pembuatan arang sekam dilakukan dengan menggunakan drum. Langkahnya sebagai berikut (Juniadi, 2012):
- Masukkan paralon di tengah-tengah drum pada lubang sarangan
- Sekam masukkan ke dalam drum ½ bagian sambil di padatkan dan kasih minyak tanah sedikit
- Masukkan lagi sekam semuanya sampai penuh
- Setelah drum terisi penuh paralon dicabut, sehingga nampak lubang di bagian tengah berbentuk silindris
- Sekam dibakar dari bawah, pembakaran dapat dengan mudah berlangsung hal ini di karenakan selain sekam kering, juga karena di beri minyak tanah sedikit,di samping itu karena udara yang masuk ke dalam drum melalui mulut tungku naik keatas sehingga proses pembakaran menjadi cepat.
- Sekam yang tebakar sedikit demi sedikit akan jatuh kebawah sambil di bulak balik menjadi arang sekam
- Arang sekam yang terlah berwarna hitan di keluarkan menggunakan sekop
- Arang sekam tersebut di siram dengan air bersih, supaya arang sekam tadi tidak menjadi abu
- Arang sekam telah di siram dengan air, kemudian masukkan kedalam karung.
Bagaimana cara mengaplikasikan biochar?
Pada beberapa literatur, sejumlah studi yang dilakukan melaporkan efek positif dari aplikasi biochar ke tanaman pangan dengan dosis 5 – 50 ton per hektar dengan pengelolaan yang tepat. Ini merupakan kisaran yang besar, akan tetapi seringkali beberapa kisaran yang digunakan, penggunaan dosis tertinggi menunjukkan hasil terbaik. Sejak kandungan C bahan biochar bervariasi, lebih tepat kita mengaplikasikan dalam bentuk kandungan C biochar per hektar. Aplikasi 10 ton per hektar biochar dari kotoran ternak mengandung lebih sedikit C (dan lebih banyak abu) daripada aplikasi biochar dari kayu. Bagaimanapun, biochar dengan kandungan abu yang tinggi mengandung beberapa sumber hara tanaman.
Pengaplikasian biochar tidak dapat menggantikan peran pupuk, jadi dengan menambah biochar tanpa penambahan sejumlah nitrogen dan unsur hara lain tidak akan meningkatkan hasil tanaman. Jumlah biochar yang ditambahkan berpengaruh pada hasil tanaman. Di Laos, Asai et al. (2009) melaporkan hasil tanaman padi lading tertinggi pada penambahan biochar 4 ton/ha. Akan tetapi ketika biochar ditambahkan sampai 8 atau 16 ton/ ha, hasilnya tidak berbeda dengan control (tanpa penambahan biochar). Selain itu Gaskin et al. (2010) juga melaporkan penambahan biochar yang berasal dari kulit kacang dan kulit batang pinus sebanyak 11 dan 22 ton per hektar, dapat mengurangi hasil tanaman jagung. Sampai saat ini masih dipelajari bahan dasar biochar dan dosis yang terbaik untuk diaplikasikan kepada tanaman sesuai dengan pengelolaan tanah yang spesifik.
Karena sifatnya yang rekalsitran terhadap dekomposisi dalam tanah, aplikasi tunggal biochar dapat menyediakan efek yang bermanfaat selama beberapa musim tanam di lahan. Oleh karena itu, biochar tidak perlu diaplikasikan setiap musim tanam seperti pada pengaplikasian pupuk kandang, kompos dan pupuk buatan. Tergantung pada target tingkat aplikasi, ketersediaan cadangan biochar dam sistem pengelolaan tanah, penambahan biochar dapat diaplikasikan secara bertahap. Bagaimanapun, hal ini dipercaya bahwa efek bermanfaat dari pengaplikasian biochar ke tanah akan meningkat seiring waktu, dan hal ini perlu dipertimbangkan ketika membagi aplikasi sepanjang waktu.
Ketika mengaplikasikan biochar ke dalam tanah untuk meningkatkan kesuburannya, biochar idealnya ditempatkan dekat permukaan tanah di daerah perakaran, dimana siklus unsur hara dan penyerapan oleh tanaman terjadi. Sistem tertentu bisa mendapat manfaat dari aplikasi biochar di lapisan bawah daerah perakaran, sebagai contoh ketika melakukan landscaping untuk mengikat karbon atau penggunaan biochar untuk pengelolaan kelembaban. Jika biochar diaplikasikan semata-mata untuk tujuan mengikat karbon, penempatan yang lebih dalam di tanah akan lebih disukai.
Penutup
Pengaplikasian biochar dari bahan yang tepat dan dosis yang sesuai merupakan kunci sukses dalam usaha meningkatkan hasil tanaman. Usaha untuk menemukan komposisi yang tepat dapat kita lakukan sesuai dengan kondisi lahan yang spesifik.
Referensi
- Bambang Sapto A., 2012. Si Hitam Biochar yang Multiguna. PT. Perkebunan Nusantara X (Persero), Surabaya
- IBI, 2012. What is Biochar?. International Biochar Initiative. www.biochar-international.org
- Juniadi, 2012. Teknis pembuatan arang sekam. Balai Besar Pelatihan Pertanian Lembang. www.bbpp-lembang.info
- Major, J. 2010. Guidelines on Practical Aspects of Biochar Application to Field Soil in Various Soil Management Systems. International Biochar Initiative. www.biochar-international.org
