Pernahkah Anda mendengar tentang biochar? Bahan ini mungkin masih terdengar asing di telinga sebagian orang, namun perannya sangat penting dalam dunia pertanian.
Biochar adalah bahan padat kaya karbon yang dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna. Proses ini disebut pirolisis, yakni pemanasan tanpa atau oksigen yang terbatas. Untuk mendapatkan biochar berkualitas, biochar dapat dibuat menggunakan carbonizer bersertifikasi dalam suhu 500-650°C.
Biochar terbuat dari berbagai limbah organik, terutama limbah pertanian. Karena itu, potensi bahan baku biochar sangatlah besar, seperti tempurung kelapa, sekam padi, kulit buah kakao, tongkol jagung, litter ayam, dan bahan organik lainnya. Setelah dipanaskan, biochar terlihat seperti arang, namun memiliki struktur yang jauh lebih berpori/berongga daripada arang biasa.
Rongga-rongga pada biochar ini membuatnya memiliki kemampuan menyerap air yang sangat baik. Karena itu, biochar mampu menahan kelembapan dan mencegah erosi. Biochar dapat pula mengikat unsur hara seperti nitrogen, fosfor, dan kalium, sehingga mencegah unsur hara tersebut tersapu oleh air hujan.
Penting untuk diingat bahwa biochar bukan pupuk. Jika pupuk berfungsi sebagai sumber nutrisi langsung bagi tanaman, biochar lebih berperan sebagai pembenah tanah. Biochar memperbaiki struktur tanah, meningkatkan kapasitas penyimpanan air, dan menciptakan lingkungan yang kondusif bagi pertumbuhan mikroorganisme tanah yang bermanfaat.
Dengan kata lain, biochar bekerja secara tidak langsung untuk meningkatkan kesuburan tanah dan produktivitas tanaman.
Asal Usul Biochar
Biochar bukanlah penemuan baru dalam dunia pertanian. Faktanya, penggunaan bahan organik yang dibakar untuk memperbaiki tanah sudah dilakukan oleh manusia sejak ribuan tahun lalu. Salah satu contoh paling terkenal adalah “terra preta”, tanah subur berwarna gelap yang ditemukan di hutan hujan Amazon.
Tanah ini dipercaya adalah hasil metode dari slash-and-char, di mana sisa panen dibakar dalam timbunan tanah, sehingga terbakar pelan dan tidak sempurna. Sisa dari pembakaran tersebut kemudian bercampur dengan tanah, membentuk lapisan kaya karbon yang sangat subur.
Meskipun praktik penggunaan bahan organik yang dibakar sudah lama dikenal, istilah "biochar" baru populer dalam beberapa dekade terakhir.
Para ilmuwan modern mulai tertarik pada biochar setelah menemukan bahwa tanah terra preta memiliki kesuburan yang luar biasa, bahkan setelah ribuan tahun. Penelitian lebih lanjut kemudian mengungkapkan bahwa biochar adalah komponen utama yang membuat terra preta sangat subur.
Fungsi dan Manfaat Biochar
Potensi penggunaan biochar sangat besar, baik di bidang pertanian maupun peternakan.
Pertama, mari kita lihat manfaat dari aplikasi biochar pada lahan pertanian:
Meningkatkan kesuburan tanah. Biochar membantu memperbaiki struktur tanah, membuat tanah menahan air lebih banyak, dan menciptakan habitat yang baik bagi mikroorganisme tanah yang bermanfaat.
Menurunkan emisi gas rumah kaca. Proses pembuatan biochar melibatkan fiksasi karbon, sehingga dapat membantu mengurangi laju emisi gas rumah kaca dan memitigasi perubahan iklim.
Menekan pertumbuhan gulma. Biochar dapat menghambat pertumbuhan gulma tertentu, sehingga mengurangi kebutuhan akan pestisida kimia.
Meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk. Biochar dapat membantu meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk, karena biochar mampu mengikat dan menahan unsur hara. Hebatnya, karena unsur hara yang lebih tahan lama di tanah, maka material ini dapat pula menaikkan hasil panen dan meningkatkan produksi tanaman pangan.
Menetralkan pH tanah asam. Karena sifatnya yang seperti spons, biochar akan menyerap senyawa kimia yang menyebabkan keasaman tanah, sehingga pH tanah akan naik.
Membantu pengelolaan limbah. Sisa-sisa pertanian yang biasanya dibakar atau dibiarkan menumpuk begitu saja kini bernilai berharga dan dapat bermanfaat untuk lingkungan sekitar.
Di sisi lain, apabila diterapkan pada lahan peternakan, biochar dapat digunakan sebagai berikut:
Pengelolaan kotoran. Biochar dapat digunakan sebagai campuran litter/alas kandang untuk mengurangi bau tidak sedap, menyerap kelembapan, dan mengurangi pelepasan amonia dan senyawa mudah menguap lainnya.
Mengontrol patogen. Pori atau rongga dalam biochar dapat menyerap dan melumpuhkan patogen sehingga mengurangi transmisi. Hal ini dapat meningkatkan kesehatan hewan.
Suplemen pakan ternak. Para peneliti terus melihat bagaimana potensi biochar sebagai suplemen pakan ternak, yang dapat meningkatkan penyerapan nutrisi dan kesehatan pencernaan. Biochar juga dapat mengurangi dampak negatif dari toksin dan mikotoksin dalam sistem pencernaan ternak.
Penting untuk diingat bahwa efektivitas penerapan biochar dapat bervariasi, tergantung pada jenis tanah, iklim, sifat biochar, dan praktik pengelolaan
Kualitas biochar yang didapatkan pun akan tergantung dari kualitas bahan baku yang digunakan, alat pemanasan yang digunakan, dan suhu ketika pemanasan.
Penilaian kondisi tanah yang tepat dan tingkat aplikasi yang tepat diperlukan untuk memaksimalkan manfaat biochar. WasteX dapat membantu Anda jika Anda ingin mengetahui informasi lebih lanjut tentang cara memproduksi dan menerapkan biochar dengan benar di lahan pertanian atau peternakan Anda.
Proses Pembuatan Biochar
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, biochar adalah hasil konversi dari limbah organik yang dipanaskan dalam kondisi tanpa atau dengan sedikit oksigen.
Untuk lebih lengkapnya, biochar dibuat melalui tahap-tahap berikut:
1. Pemilihan bahan baku (feedstock)
Bahan biomassa seperti sekam padi, tempurung kelapa sawit, dan sisa pertanian lainnya dipilih sebagai bahan baku produksi biochar. Keringkan dan hancurkan biomassa tersebut, disesuaikan dengan jenisnya. Hal ini penting untuk memastikan hasil biochar yang maksimal.
2. Pengeringan
Untuk mendapatkan biochar berkualitas dan mengefisienkan waktu pemanasan, bahan baku sebaiknya dikeringkan terlebih dahulu hingga kadar airnya mencapai 15 wt%.
3. Pirolisis
Untuk contoh di artikel ini, kita akan menjelaskan bagaimana membuat biochar menggunakan mesin biochar oleh WasteX.
Mesin dinyalakan untuk membakar bahan bakar. Saat suhu di ruang pembakaran mencapai 300°C, aktifkan mode otomatis dan mesin akan mengisi ruang pembakaran hingga suhu mencapai 500°C.
Di ruang terpisah, yakni di ruang pirolisis, biomassa dipanaskan oleh panas yang dihasilkan dari ruang pembakaran dalam kondisi oksigen terbatas. Pemanasan tidak langsung tersebut menguraikan dan menstabilkan karbon terkandung dalam biomassa, menghasilkan zat kaya karbon yang siap digunakan.
Setiap satu jam, mesin pirolisis biochar tersebut akan otomatis mengeluarkan biochar ke dalam barel penampungan. Biarkan biochar untuk mendingin.
4. Charging (opsional)
Biochar dapat di-charge untuk “mengisi” pori biochar dengan unsur hara, sehingga meningkatkan kemampuannya untuk membantu tanaman untuk tumbuh subur.
Untuk meng-charge biochar, Anda dapat mencampur biochar dengan pupuk, kompos, atau kotoran hewan. Unsur hara yang terkandung dalam biochar akan sangat ditentukan oleh material charging yang Anda gunakan.
5. Pengaplikasian
Setelah diproduksi, biochar dapat dikubur atau ditebar di atas tanah, tergantung pada kebutuhan spesifik tanah dan tanaman.
Apakah Biochar Sama dengan Arang?
Dari segi tampilannya, biochar dan arang sekilas mungkin terlihat mirip. Namun ada beberapa ciri yang membedakannya.
Arang umumnya dihasilkan dari kayu, batu bara, atau bahan organik lainnya dan terutama digunakan sebagai sumber bahan bakar untuk memasak, memanaskan, atau proses industri. Biasanya arang dibuat pada suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan biochar dan digunakan karena kandungan energinya.
Sebaliknya, biochar diproduksi pada suhu yang lebih tinggi dan terbuat dari biomassa. Dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi juga berarti biochar lebih berpori dibandingkan arang, sehingga lebih baik dalam menyimpan air dan nutrisi.
Selain itu, arang merupakan bentuk karbon yang kurang stabil karena diproduksi pada suhu yang lebih rendah sehingga mudah terurai di dalam tanah. Dengan demikian, pengaruh arang terhadap tanah akan sangat singkat dibandingkan dengan biochar yang dapat bertahan ratusan hingga ribuan tahun.
Kesimpulan
Biochar adalah material ajaib yang dapat mengubah limbah pertanian menjadi sumber daya yang bernilai. Ia adalah solusi inovatif untuk mengatasi berbagai tantangan lingkungan, pertanian, sekaligus peternakan saat ini.
Dengan potensi yang sangat besar, biochar dapat menjadi kunci untuk mencapai pertanian dan peternakan berkelanjutan, meningkatkan kualitas tanah, dan mengurangi emisi gas rumah kaca. Selain itu, biochar juga dapat meningkatkan ketahanan pangan dan mengurangi ketergantungan pada pupuk kimia.
Comments