Oleh: Dr. Silvia Permata Sari, SP., MP.
Dosen Fakultas Pertanian, Universitas Andalas
Karakteristik kondisi lahan marginal dicirikan dengan kekritisan lahannya. Lahan kritis dibagi kedalam beberapa kategori, yaitu a) ekonomis kritis, yaitu lahan yang kesuburannya sangat menurun sehingga cepat atau lambat akan menjadi tidak berfungsi sebagai unsur produksi pertanian dan tidak menguntungkan lagi bagi petani; b) aktual kritis yaitu lahan yang tidak mampu lagi secara efektif sebagai unsur produksi pertanian, sebagai media penyalur tata air maupun sebagai media perlindungan alam lingkungan; c) hidrologis kritis, yatu lahan yang kurang berfungsi sebagai penyalur tata air dan perlindungan alam sekitar; dan d) fisik teknis kritis, yaitu lahan yang lapisanolahnya tinggal batuan induk yang sulit sebagai tempat tumbuh tanaman/vegetasi.
Lahan marginal mempunyai beberapa faktor pembatas yang mengakibatkan tingkat kesuburannya menjadi rendah, seperti reaksi tanah yang masam, cadangan hara rendah, basa-basadapat tukar dan kejenuhan basa rendah, dan kejenuhan aluminium tinggi. Faktor pembatas ini akan menjadi sebuah pemikiran yang memberatkan bagi petani dalam mengelola dan mengembangkan lahan marginal. Petani cenderung tidak berani untuk mengolah lahan marginal menjadi lahan pertanian karena membutuhkan usaha dan tenaga yang ekstra, serta pengetahuan yang cukup luas tentang sistem pengelolaan lahan yang tepat untuk lahan marginal.
Lahan marginal yang luasnya mencapai ratusan juta hektar di Indonesia ini tentu membutuhkan perhatian yang maksimal dari berbagai pihak terutama petani yang berada di sekitar lahan marginal. Namun, petani Indonesia kebanyakan berada pada garis ambang batas kemiskinan sehingga cenderung tidak berani dalam mengolah lahan marginal. Hal ini dikarenakan lahan marginal membutuhkan cukup banyak modal seperti finansial, tenaga, dan pengetahuan serta wawasan yang mumpuni mengenai pengelolaan lahan marginal ini.
Lahan marginal didefinisikan sebagai lahan kering bersolum dangkal, kemiringan curam, tingkat erosi tinggi, dan banyak batuan di permukaan serta memiliki karakteristik keterbatasan satu unsur maupun lebih. Tanah marginal umumnya memiliki tingkat kesuburan yang rendah. Namun, berpotensi untuk dikembangkan sebagai lahan produktif, tetapi perlu dilakukan perbaikan khusus untuk mengoptimalkan penggunaannya.
Budidaya tanaman di lahan marginal selain memperhatikan tanaman yang dibudidayakan, juga harus memperhatikan tahapan budidayanya terutama pada pengolahan tanah. Penggemburan tanah, pemberian kapur dan pupuk dasar merupakan kegiatan yang esensial ketika akan membudidayakan tanaman. Penggemburan tanah akan memperbaiki tekstur tanah pada lahan marginal yang cenderung bervariasi dari pasir hingga liat. Sedangkan pemberian pupuk dasar tentu akan menambah kandungan unsur-unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman.
Pengelolaan dengan sistem pertanian organik dalam upaya peningkatan produktivitas lahan dapat menjadi angin segar dalam pengentasan masalah lahan marginal yang luasnya mencapai ratusan juta hektar di Indonesia. Jika dikelola dengan perhatian besar upaya optimalisasi lahan marginal ini akan berdampak pada perekonomian masyarakat terutama yang berada di sekitar lahan marginal. Bahkan akan berdampak pada peningkatan devisa negara terintegrasi dengan baik.
Penggunaan biochar untuk meningkatkan kesehatan dan produktivitas serta sequestrasi karbon tergolong cukup prospektif. Hal ini didasarkan pada fakta bahwa penambahan biochar ke tanah mampu mengubah sifat fisik tanah yaitu mempengaruhi kedalaman tanah, tekstur, struktur, porositas dan konsistensi melalui perubahan luas permukaan, distribusi ruang pori, kerapatan dan pemampatan tanah. Pengaruh biochar terhadap sifat fisik tanah kemudian mempengaruhi secara langsung terhadap pertumbuhan tanaman karena kedalaman penetrasi akar dan ketersediaan udara dan air di dalam zona perakaran sangat ditentukan oleh perbaikan horizon tanah. Kehadiran biochar dalam tanah akan secara langsung mempengaruhi tanah dalam merespon air, agregasi, kemudahan olah, dinamika mengembang dan mengkerut dan permeabilitas, serta kapasitas mengikat kation dan tanggap terhadap perubahan suhu. Selain itu, secara tidak langsung perubahan sifat fisik ini akan mempengaruhi sifat kimia tanah seperti misalnya reaksi kimia dan perubahan habitat mikroba yang terlindungi. Selain itu, keberadaan pori makro dan mikro menentukan sifat aerasi dan hidrologi tanah.
Apa itu Terra Preta Biochar ?
Biochar merupakan sebuah bahan padat yang banyak mengandung unsur karbon dan sebagai hasil konversi dari limbah atau sampah organik (biomas pertanian) melalui pyrolysis, sebuah pembakaran yang tidak sempurna atau pembakaran dengan suplai oksigen yang terbatas. Biochar merupakan produk kaya karbon yang didapatkan saat biomassa, seperti sekam padi, pupuk kandang, dan kayu, dipanaskan dengan kondisi sedikit atau tanpa udara yang tersedia pada wadah tertutup.
Biochar juga dikenal sebagai arang hayati dengan kandungan karbon hitam berasal dari biomassa, proses biochar melalui pembakaran pada temperature <700⁰C dalam kondisi oksigen yang terbatas menghasilkan bahan organik dengan konsentrasi karbon 70-80%. Proses ini sering kali merepresentasikan salah satu teknologi industri tertua yang dikembangkan oleh umat manusia. Namun, hal ini membedakan biochar dari arang dan material sejenis berdasarkan fakta bahwa biochar diproduksi dengan tujuan sebagai sarana memperbaiki produktivitas tanah, penyimpanan karbon (C), atau filtrasi peresapan air tanah. Biochar dalam bentuk karbon recalcitrant memiliki banyak manfaat mulai dari pengelolaan limbah hingga perbaikan tanag dan sekuestrasi karbon dan mitigasi perubahan iklim.
Terra preta biochar berperan sebagai pembenah tanah yang potensial. Kandungan hara dan KTK dalam biochar terukur rendah sehingga tidak mampu mensuplai hara sedangkan pH, kandungan C-total, dan kemampuan memegang air cukup tinggi sehingga biochar lebih sesuai disebut sebagai pembenah tanah untuk meningkatkan kandungan bahan organik, meningkatkan ketersediaan air tanah, dan menurunkan kemasaman tanah.
Secara sederhana Terra Preta Biochar adalah produk yang kaya dengan karbon yang diperoleh dari biomas yang mudah untuk didapatkan, seperti kayu, pupuk kandang, atau dedaunan dipanaskan dalam tempat tertutup dengan sedikit atau tanpa tersedia udara. Secara lebih teknis, terra preta biochar dihasilkan melalui teknologi proses yang disebut dekomposisi termal dari bahan organik di bawah kondisi pasokan oksigen yang terbatas dan pada suhu yang tergolong rendah. Terra preta dapat dibuat dengan mencampurkan bahan-bahan organik dengan biochar dari limbah kayu dan tulang hewan yang dibakar dengan metode pembakaran pyrolisis. Bahan organik yang dipergunakan seperti kotoran hewan, urine hewan, air cucian beras, dan janjangan kosong kelapa sawit. Dalam pembuatan terra preta ini dilakukan pengayaan mikroorganisme dengan menambahkan mikoriza pada waktu pembuatan kompos.
Terra Preta terdiri dari tiga komponen utama, yaitu arang, nutrisi dan mikroorganisme. Ketiga komponen tersebut masing-masing memiliki peranan penting dan saling melengkapi. Pertama, penggunaan arang dalam pembuatan Terra Preta sangat penting karena sifat arang yang mampu menjadi rumah bagi mikroba tanah, menahan air dan nutrisi dengan baik. Struktur kimia arang yang dicirikan oleh gugus aromatik poli kondensasi mampu menjaga stabilitas terhadap degradasi mikroba yang lebih lama, dan untuk retensi nutrisi yang lebih tinggi. Selain itu, struktur fisik arang yang berpori bertanggung jawab atas retensi air dan nutrisi organik terlarut yang lebih tinggi. Kedua, Terra Preta tidak akan terbentuk jika nutrisi yang dibutuhkan tanaman kurang mencukupi. Untuk itu perlu adanya penambahan nutrisi baik mikro maupun makro dalam jumlah yang cukup. Ketiga, keberadaan mikroorganisme tanah sangat penting karena akan berperan dalam siklus nutrisi dan menyuplai nutrisi untuk pertumbuhan tanaman.
Teknologi Pembuatan Biochar
a) Bahan dan Alat :
Bahan dan alat yang digunakan adalah sekam padi, pematik api berupa serasah daun atau kertas koran. Alat yang digunakan adalah retort kiln (yang telah dibuat sebelumnya dan telah diuji coba), kawat ram, dan besi pembakaran (telah dibuat sebelumnya). Media PLA menggunakan kertas flipchart dan spidol.
b) Metode Pelaksanaan
Adapun proses pembuatan arang sekam dapat dilakukan dengan menggunakan retort kiln atau dengan sistem terbuka. Langkah-langkah pembuatan arang sekam dengan menggunakan retort kiln adalah sebagai berikut:
1) Sekam dimasukkan ke dalam drum setengah bagian sambil dipadatkan dan beri sedikit minyak tanah, lalu bakar dengan memasukkan api ke dalam pipa yang berada di dalam drum.
2) Masukkan kembali sekam sampai drum terisi penuh.
3) Kemudian sekam dibakar melalui lubang silindris dengan menggunakan pematik seperti koran bekas/ranting daun, pembakaran dapat dengan mudah berlangsung karena sekam dalam keadaan kering, di samping itu karena udara yang masuk ke dalam drum melalui mulut tungku naik ke atas sehingga proses pembakaran menjadi cepat.
4) Sekam yang terbakar sedikit demi sedikit akan jatuh ke bawah sambil dibalik-balik sehingga menjadi arang sekam.
5) Arang sekam yang telah berwarna hitam dikeluarkan menggunakan sekop.
Setelah arang terbentuk merata, harus dilakukan penyiraman dengan air bersih supaya pembakaran tidak berlangsung terus yang dapat berpotensi menjadi abu. Jika menggunakan metode tertutup dengan menggunakan drum retort kiln maka prosesnya bisa menjadi lebih cepat dan tidak membutuhkan tenaga kerja untuk proses pengadukan. Proses pembakaran dengan drum bisa matang dalam waktu 2 jam sehingga lebih cepat.
6) Arang sekam tersebut disiram dengan air bersih, supaya arang sekam tadi tidak menjadi abu.
7) Jemur arang sekam supaya kering, kemudian masukkan ke dalam karung/plastik dan siap digunakan.
Demikianlah edisi berbagi ilmu pengetahuan mengenai “Terra Preta Biochar”. Semoga bermanfaat dan dapat menambah wawasan sahabat pembaca tercinta. #SPS#DosenPertanianOrganik#CalonProfesorMudaAmin.