Pengurangan Emisi Gas Rumah Kaca Melalui Pengaplikasian Biochar di lahan pertanian

     Emisi gas rumah kaca dari sektor pertanian cukup signifikan, dan menurut data yang dikeluarkan oleh berbagai organisasi lingkungan, sektor ini menyumbang sekitar 10-12% dari total emisi gas rumah kaca global. Namun, jika kita memperhitungkan emisi dari perubahan penggunaan lahan dan deforestasi yang terkait dengan pertanian, angka ini bisa meningkat hingga sekitar 20-25%.
   Sumber utama emisi gas rumah kaca dari sektor pertanian berasal, antara lain: Pertama, emisi gas metana (CH₄) yang di hasilkan dari padi sawah yang tergenang. Rata-rata emisi metana dari sawah tergenang adalah sekitar 200-400 kg CH₄ per hektar per tahun (IPCC, 2006). Gas metana ini memiliki GWP sekitar 84-87 kali lebih tinggi daripada CO₂. Artinya, satu ton metana yang dilepaskan ke atmosfer memiliki efek pemanasan yang sama dengan sekitar 84-87 ton CO₂. Meskipun metana memiliki masa tinggal yang lebih pendek di atmosfer (sekitar 12 tahun) dibandingkan dengan CO₂, namun dampaknya terhadap pemanasan global selama periode tersebut sangat signifikan.
      Kedua, emisi gas Dinitrogen Oksida (N₂O) yang dihasilkan dari penggunaan pupuk berbasis nitrogen. Gas Dinitrogen Oksida (N₂O) ini memiliki GWP sekitar 298 kali lebih besar daripada karbon dioksida (CO₂), dan memiliki masa tinggal di atmosfer sekitar 114 tahun. Artinya, satu ton N₂O memiliki efek pemanasan yang setara dengan 298 ton CO₂. Ini berarti bahwa N₂O yang dilepaskan ke atmosfer akan memiliki dampak pemanasan yang berkepanjangan.
     N₂O juga merupakan gas perusak ozon. Di stratosfer, N₂O dapat dipecah oleh sinar ultraviolet menjadi nitrogen oksida (NO), yang kemudian bereaksi dengan ozon (O₃) dan menyebabkan penipisan lapisan ozon. Lapisan ozon melindungi bumi dari radiasi ultraviolet berbahaya. Dengan GWP yang sangat tinggi, N₂O adalah kontributor signifikan terhadap pemanasan global. Meskipun jumlahnya di atmosfer lebih kecil dibandingkan dengan CO₂, dampaknya terhadap pemanasan sangat besar per molekul.
    Rata-rata petani padi Indonesia mengaplikasikan 200 kg urea/hektar ke lahan sawah pertanian padi. Pupuk urea ini memiliki kandungan 46% nitrogen. Dipengaruhi oleh kelembaban dan suhu tanah, urea tersebut menguap ke udara dan diikat oleh oksigen, sehingga menjadi N₂O. Dengan hitungan 1% saja dari jumlah nitrogen yang terkandung dalam pupuk urea menguap ke udara, maka  jumlah N₂O yang dilepaskan dalam sekali musim tanam padi adalah sebesar 0.92 kg/hektar/sekali tanam padi.
    Jumlah 0.92 kg N₂O itu berpotensi menimbulkan pemanasan global sekitar 0.92 kg N₂O×298 = 274.16 kg CO₂-equivalent. Jika dalam setahun petani menanam padi sebanyak dua kali, maka potensi emisi gas rumah kaca yang ditimbukan oleh penggunaan pupuk urea minimal 348,32 kg CO₂-equivalent/hektar/tahun.
      Berdasarkan berbagai study dan penelitian, emisi gas rumah kaca yang bersumber dari etana (CH₄) dan dinitrogen Oksida (N₂O) diatas dapat dikurangi sebesar 50% dengan pengaplikasian biochar di lahan pertanian. Berikut adalah beberapa data kunci dari penelitian yang relevan:
      
1.Zhang, A., Bian, R., Pan, G., Cui, L., Hussain, Q., Li, L., ... & Zheng, J. (2012). Effect of biochar amendment on yield and methane and nitrous oxide emissions from a rice paddy from Tai Lake plain, China. Agricultural, Ecosystems & Environment, 139(4), 469-475.
2.Liu, X., Zhang, A., Ji, C., Joseph, S., Bian, R., Li, L., ... & Pan, G. (2012). Reduction of nitrous oxide emissions from an intensively managed greenhouse vegetable cropping system in southeastern China after biochar amendment: A 2-year field study. Environmental Science & Technology, 46(19), 10302-10308.
3.Cayuela, M. L., van Zwieten, L., Singh, B. P., Jeffery, S., Roig, A., & Sánchez-Monedero, M. A. (2014). Biochar's role in mitigating soil nitrous oxide emissions: A review and meta-analysis. Agriculture, Ecosystems & Environment, 191, 5-16.
4.Kammann, C. I., Linsel, S., Gößling, J. W., & Koyro, H. W. (2012). Influence of biochar on drought tolerance of Chenopodium quinoa Willd and on soil–plant relations. Plant and Soil, 350(1-2), 253-263.

1. Liu, X., Qu, J., Li, L., Zhang, A., & Pan, G. (2016). Biochar application to a rice paddy field: Effects on soil fertility and greenhouse gas emissions. Geoderma, 262, 1-8.

Biochar adalah bahan karbon yang diperoleh dari pembakaran biomassa (bahan organik seperti kayu, sekam padi, sisa tanaman, dll.) dalam kondisi sedikit atau tanpa oksigen, proses yang dikenal sebagai pirolisis. Biochar sering digunakan sebagai amandemen tanah karena memiliki berbagai manfaat agronomis dan lingkungan.

Manfaat Biochar
1. Perbaikan Kesuburan Tanah

• Retensi Nutrisi: Biochar meningkatkan kemampuan tanah untuk menahan nutrisi, sehingga mengurangi kehilangan nutrisi melalui pencucian.
• Struktur Tanah: Meningkatkan struktur tanah, membuatnya lebih gembur dan meningkatkan aerasi serta retensi air.
  

2. Pengurangan Emisi Gas Rumah Kaca

• Penyerapan Karbon: Biochar dapat menyerap karbon dioksida dari atmosfer dan menyimpannya di dalam tanah, membantu mitigasi perubahan iklim.
• Reduksi Emisi Metana dan Nitrous Oxide: Aplikasi biochar dapat mengurangi emisi gas rumah kaca seperti metana dan nitrous oxide dari tanah pertanian.

3. Peningkatan Produktivitas Tanaman

• Pertumbuhan Tanaman: Biochar dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dan hasil panen dengan meningkatkan ketersediaan nutrisi dan kualitas tanah.

4. Pengelolaan Limbah Organik

• Pemanfaatan Limbah: Produksi biochar menggunakan limbah organik yang dapat mengurangi volume limbah dan memanfaatkan bahan yang seharusnya terbuang.

​Permasalahannya, sampai saat ini harga biochar yang masih relatif mahal dan petani belum mengetahui manfaat biochar dan. Untuk itu, perlu dilakukan setragi yang dapat mendorong petani tergerak mengaplikasikan biochar ke lahan pertanian mereka.

---