1 week ago
24
ENERGI - Di tengah tantangan perubahan iklim dan degradasi lahan, sebuah solusi inovatif muncul dari kedalaman arang: biochar. Bukan sekadar arang biasa, biochar adalah arang hayati yang diproduksi dari biomassa melalui proses yang disebut pirolisis. Proses ini menghasilkan material kaya karbon yang memiliki segudang manfaat bagi pertanian berkelanjutan dan lingkungan.
Apa Itu Biochar dan Mengapa Penting?
Biochar, atau arang hayati, adalah residu kaya karbon yang dihasilkan ketika biomassa (seperti kayu, jerami, atau sekam padi) dipanaskan dalam lingkungan dengan sedikit oksigen (pirolisis). Proses ini mengubah biomassa menjadi material stabil yang dapat bertahan ratusan hingga ribuan tahun di dalam tanah.
Pentingnya biochar terletak pada kemampuannya untuk:
- Meningkatkan kesuburan tanah dan hasil panen.
- Mengurangi emisi gas rumah kaca (GRK) dengan menyimpan karbon di dalam tanah.
- Meningkatkan retensi air dan nutrisi di dalam tanah.
- Memperbaiki kualitas air dan mengurangi pencemaran.
- Mengurangi kebutuhan pupuk kimia.
Proses Pembuatan Biochar: Pirolisis
Pirolisis adalah kunci pembuatan biochar. Proses ini melibatkan pemanasan biomassa pada suhu tinggi (300-700°C) dalam lingkungan dengan sedikit atau tanpa oksigen. Selain biochar, pirolisis juga menghasilkan produk sampingan berupa biosil dan gas.
Berikut adalah tahap-tahap utama pirolisis:
- Pengeringan: Menghilangkan kadar air dari biomassa.
- De-volatilisasi: Biomassa dipanaskan dan komponen volatil (gas dan uap) dilepaskan.
- Karboksilisasi: Residu padat (char) mengalami dekomposisi lebih lanjut, meningkatkan kandungan karbon.
- Pendinginan: Biochar didinginkan untuk menghentikan reaksi lebih lanjut.
Manfaat Biochar untuk Pertanian Berkelanjutan
1. Meningkatkan Kesuburan Tanah
Biochar memiliki struktur pori yang tinggi, yang meningkatkan aerasi dan drainase tanah. Hal ini menciptakan lingkungan yang lebih baik bagi pertumbuhan akar tanaman dan aktivitas mikroba tanah. Selain itu, biochar juga meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK) tanah, yang memungkinkan tanah menahan nutrisi lebih lama.
Tabel 1: Perbandingan KTK Tanah dengan dan Tanpa Biochar
| Pasir | 5 | 15 | 200 |
| Lempung | 20 | 30 | 50 |
| Gambut | 50 | 70 | 40 |
2. Meningkatkan Hasil Panen
Dengan meningkatkan kesuburan tanah dan ketersediaan nutrisi, biochar secara signifikan dapat meningkatkan hasil panen. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa aplikasi biochar dapat meningkatkan hasil panen hingga 50% atau lebih, tergantung pada jenis tanaman dan kondisi tanah.
Tabel 2: Pengaruh Biochar Terhadap Hasil Panen Beberapa Tanaman
| Jagung | 5 | 25 |
| Padi | 10 | 35 |
| Kedelai | 7.5 | 30 |
3. Mengurangi Emisi Gas Rumah Kaca
Biochar berperan penting dalam mitigasi perubahan iklim. Dengan mengunci karbon dalam bentuk stabil di dalam tanah, biochar mencegah karbon tersebut dilepaskan ke atmosfer sebagai gas rumah kaca seperti karbon dioksida (CO2). Proses ini dikenal sebagai sekuestrasi karbon.
Tabel 3: Potensi Sekuestrasi Karbon oleh Biochar
| 5 | 10-15 |
| 10 | 20-30 |
4. Meningkatkan Retensi Air Tanah
Struktur pori biochar membantu meningkatkan retensi air di dalam tanah. Hal ini sangat penting di daerah-daerah yang mengalami kekeringan atau kekurangan air, karena memungkinkan tanaman untuk bertahan hidup lebih lama tanpa irigasi.
Tabel 4: Pengaruh Biochar Terhadap Retensi Air Tanah
| Pasir | 5 | 15 | 200 |
| Lempung | 20 | 25 | 25 |
5. Mengurangi Pencemaran Air
Biochar dapat menyerap polutan dari tanah, seperti logam berat dan pestisida, sehingga mencegah polutan tersebut mencemari air tanah. Hal ini menjadikan biochar sebagai solusi yang efektif untuk memperbaiki kualitas air dan melindungi ekosistem air.
Tabel 5: Kemampuan Biochar Menyerap Polutan
| Timbal (Pb) | 80-90 |
| Kadmium (Cd) | 70-80 |
| Arsenik (As) | 60-70 |
Implementasi Biochar dalam Pertanian
Biochar dapat diaplikasikan ke tanah dengan berbagai cara, termasuk:
- Dicampur dengan pupuk organik atau kompos.
- Diaplikasikan langsung ke tanah sebagai amelioran tanah.
- Digunakan sebagai media tanam untuk pembibitan.
Dosis biochar yang optimal tergantung pada jenis tanah, jenis tanaman, dan tujuan aplikasi. Secara umum, dosis 5-10 ton biochar per hektar sudah cukup untuk memberikan manfaat yang signifikan.
Tantangan dan Peluang Pengembangan Biochar
Meskipun memiliki banyak manfaat, pengembangan biochar juga menghadapi beberapa tantangan, antara lain:
- Biaya produksi yang relatif tinggi.
- Kurangnya informasi dan kesadaran tentang manfaat biochar.
- Regulasi yang belum jelas terkait produksi dan penggunaan biochar.
Namun, peluang pengembangan biochar sangat besar, terutama dengan meningkatnya kesadaran akan pentingnya pertanian berkelanjutan dan mitigasi perubahan iklim. Dengan dukungan penelitian, pengembangan teknologi, dan kebijakan yang tepat, biochar berpotensi menjadi solusi penting untuk mengatasi tantangan pertanian dan lingkungan di masa depan.
Tabel 6: Analisis SWOT Pengembangan Biochar
| Strengths (Kekuatan) |
|
| Weaknesses (Kelemahan) |
|
| Opportunities (Peluang) |
|
| Threats (Ancaman) |
|
Biochar bukan sekadar arang. Ia adalah investasi untuk masa depan pertanian yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan. Dengan memanfaatkan biomassa secara cerdas, kita dapat mengubah limbah menjadi sumber daya berharga yang dapat meningkatkan produktivitas pertanian, mengurangi emisi gas rumah kaca, dan melindungi planet kita.
Jakarta, 16 Februari 2025
Dr. Ir. Hendri, ST., MT
CEO SolarBitSystems Technology
