Mengulas Peran Biochar dalam Mitigasi Stres Abiotik dan Efeknya pada Kombinasi Pupuk

Abstrak

Sektor hortikultura menghadapi tuntutan ganda berupa kebutuhan nutrisi yang tinggi dan kerentanan terhadap stres abiotik, khususnya dalam skenario perubahan iklim. Biochar muncul sebagai instrumen vital dalam menciptakan sistem hortikultura yang tangguh dan efisien. Ulasan ini membahas peranan krusial biochar dalam mitigasi stres, termasuk peningkatan retensi air dan perbaikan struktur tanah. Secara lebih mendalam, dipaparkan sinergi unggul biochar dengan pupuk anorganik, yang terbukti meningkatkan produktivitas dan retensi nutrisi secara signifikan. Efek booster tersebut didorong oleh tingginya Kapastitas Tukar Kation (KTK) pada biochar, yang efektif menahan unsur hara dari pupuk agar tidak tercuci, meningkatkan efisiensi Fosfor (P), serta menyediakan mikro-habitat ideal bagi mikroba tanah.

Kata kunci: Biochar, Hortikultura, Stres Abiotik, Kapasitas Tukar Kation (KTK), Sinergi Pupuk

Pembahasan

Sektor pertanian hortikultura yang menghasilkan komoditas bernilai tinggi seperti buah, sayuran, dan bunga seringkali menghadapi tantangan ganda yaitu kebutuhan akan nutrisi yang tinggi dan kerentanan terhadap stres lingkungan, terutama di tengah skenario perubahan iklim. Salah satu hal yang kini menarik perhatian besar para peneliti dan petani adalah biochar. Material kaya karbon yang dihasilkan dari pemanasan biomassa (pirolisis) ini bukan sekadar penambah kesuburan, melainkan sebuah instrumen kunci untuk menciptakan sistem hortikultura yang tangguh dan efisien.

Peran Biochar dalam Hortikultura Berkelanjutan

Biochar, dengan struktur mikroporinya yang unik, memberikan manfaat fundamental yang sangat dibutuhkan oleh tanaman hortikultura yang umumnya berakar dangkal dan sensitif terhadap fluktuasi lingkungan. Menurut Zulfiqar et al. (2022) dalam biochar disebut sebagai "resep yang muncul untuk merancang hortikultura berkelanjutan di bawah skenario perubahan iklim." Peran utamanya adalah dalam mitigasi stres abiotik.

1. Peningkatan Retensi Air

Struktur biochar yang seperti spons secara signifikan meningkatkan kapasitas menahan air (Water Holding Capacity/WHC) tanah. Singh et al. (2019) dalam menekankan potensi biochar dalam mengintegrasikannya dengan strategi irigasi defisit di wilayah yang terbatas air. Dengan peningkatan WHC, tanaman hortikultura, yang rentan terhadap stres kekeringan, dapat mempertahankan ketersediaan air lebih lama, memastikan pertumbuhan yang stabil dan mengurangi kerugian hasil panen.

2. Perbaikan Struktur dan Aerasi Tanah

Di samping retensi air, biochar membantu melonggarkan tanah yang padat, meningkatkan aerasi, dan memudahkan penetrasi akar. Hal ini krusial untuk sayuran seperti bawang atau wortel yang membutuhkan ruang tanah yang gembur untuk perkembangan optimal.

Sinergi Biochar dan Pupuk

Meskipun biochar sendiri mengandung beberapa nutrisi, hasil terbaik dalam produksi hortikultura modern dicapai melalui penggunaan kombinasi biochar dengan pupuk anorganik. Penggunaan sinergis ini terbukti memberikan lonjakan produktivitas yang jauh melampaui hasil jika pupuk sintetik digunakan sendirian.

Penelitian oleh Ahmad et al. (2021) yang mempelajari aplikasi biochar dan pupuk kandang dalam kombinasi dengan pupuk sintetik, menunjukkan adanya peningkatan yang signifikan dalam kesuburan tanah dan produktivitas tanaman. Efek serupa juga ditemukan oleh Minhas et al. (2020) yang secara spesifik menguji penggunaan sinergis biochar dan pupuk nitrogen (N) serta fosfor (P) sintetik. Penelitian mereka menyimpulkan bahwa kombinasi tersebut berhasil meningkatkan produktivitas dan retensi nutrisi. Intinya, biochar bertindak sebagai booster yang memaksimalkan efektivitas pupuk.

Mengapa Sinergi Ini Terjadi? 

Peningkatan hasil panen yang signifikan melalui kombinasi ini didorong oleh perubahan kimia dan biologi di dalam rizosfer:

1. Biochar sebagai Peningkat KTK

Mekanisme paling penting adalah Kapasitas Tukar Kation (KTK) yang tinggi pada biochar. Permukaan biochar yang luas dan bermuatan negatif mampu mengikat ion hara bermuatan positif, terutama amonium (bentuk N) dan Kalium (K), dari pupuk sintetik. Alih-alih hanyut (leaching) dari zona perakaran saat disiram, hara ini "tertahan" pada biochar dan dilepaskan secara perlahan sesuai kebutuhan tanaman. Minhas et al. (2020) mengkonfirmasi bahwa biochar efektif meningkatkan retensi nutrisi, memastikan tanaman hortikultura mendapatkan pasokan nutrisi yang stabil, alih-alih mendapatkan lonjakan sesaat dari pupuk.

2. Memperbaiki Efisiensi Fosfor (P) dan pH

Pupuk Fosfor sering mengalami fiksasi di tanah, membuatnya tidak tersedia bagi tanaman. Biochar, terutama yang bersifat alkalin, dapat memodifikasi lingkungan mikro di dalam tanah, mengurangi fiksasi P dan meningkatkan ketersediaannya. Selain itu, dengan menaikkan pH tanah asam, biochar memastikan nutrisi lain yang sensitif terhadap pH (seperti P dan beberapa mikronutrien) berada dalam bentuk yang lebih mudah diserap.

3. Mendorong Kehidupan Mikroba

Biochar menyediakan tempat berlindung (mikro-habitat) yang ideal bagi mikroorganisme bermanfaat. Pori-porinya melindungi mikroba dari kekeringan dan predator. Mikroba ini kemudian membantu mempercepat mineralisasi nutrisi dan meningkatkan penyerapan pupuk yang telah ditambahkan. Ini menciptakan sebuah umpan balik positif di mana biochar mendukung mikroba, dan mikroba membantu tanaman mengakses pupuk secara lebih baik.

Daftar Pustaka

• Ahmad, S., Ghaffar, A., Rahman, M. H. U., Hussain, I., Iqbal, R., Haider, G., ... & Bashir, M. S. (2021). Effect of application of biochar, poultry and farmyard manures in combination with synthetic fertilizers on soil fertility and cotton productivity under arid environment. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 52(17), 2018-2031.
• Minhas, W. A., Hussain, M., Mehboob, N., Nawaz, A., UL-Allah, S., Rizwan, M. S., & Hassan, Z. (2020). Synergetic use of biochar and synthetic nitrogen and phosphorus fertilizers to improves maize productivity and nutrient retention in loamy soil. Journal of plant nutrition, 43(9), 1356-1368.
• Singh, M., Saini, R. K., Singh, S., & Sharma, S. P. (2019). Potential of integrating biochar and deficit irrigation strategies for sustaining vegetable production in water-limited regions: A review. HortScience, 54(11), 1872-1878.
• Zulfiqar, F., et al. (2022). Biochar: An emerging recipe for designing sustainable horticulture under climate change scenarios. Frontiers in Plant Science, 13:1018646.