KANDUNGAN HARA DI DALAM ARANG HAYATI (BIOCHAR)

Oleh : Shazfa Zakirah Yasmeenah (@S11-Shazfa)

Abstrak :
Tanah merupakan media yang sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup manusia. Pengelolaan sumber daya lahan dan perbaikan kualitas tanah saat ini sudah cukup mendesak dan sangat penting untuk kelanjutan generasi mendatang. Pembangunan industri serta kegiatan di dalamnya akan selalu menghasilkan limbah yang sering kali menimbulkan masalah bagi lingkungan. Dampak yang dapat ditimbulkan berupa pemcemaran logam berat. Kualitas tanah dipengaruhi oleh konsentrasi logam berat, konsentrasi tembaga (Cu) dan seng (Zn) yang tinggi di dalam tanah dapat diatasi dengan  pemberian arang hayati (biochar). Arang hayati merupakan arang yang berkemampuan menyimpan karbon secara stabil di dalam tanah dan mampu meningkatkan kelembaban dan kesuburan tanah . Semakin tinggi taraf arang hayati yang diberikan semakin menurunkan konsentrasi logam Cu dan Zn di dalam tanah.

Kata Kunci :
Arang Hayati, Logam Berat, Seng (Zn), dan Tembaga (Cu).

PENDAHULUAN
Peningkatan aktivitas manusia baik industri maupun rumah tangga menyebabkan semakin besarnya volume limbah yang dihasilkan dari waktu ke waktu.  Sebagian besar limbah tersebut dibuang langsung ke lingkungan tanpa melalui proses pengolahan. Konsekuensinya

adalah terjadinya pencemaran yang banyak menimbulkan kerugian bagi manusia dan lingkungan.  Salah satu pencemaran yang dapat terjadi adalah pencemaran tanah, yang disebabkan bahan kimia masuk dan merubah keadaan lingkungan tanah alami.  Bahan kimia yang berbahaya pada limbah salah satunya yaitu logam berat.  Logam berat dari limbah tersebut dapat masuk dan mengalami translokasi di dalam tanah, dan mengakibatkan pencemaran lingkungan terutama pada tanah. Faktor yang menyebabkan logam berat termasuk ke dalam kelompok zat pencemar adalah karena adanya sifat-sifat logam berat yang tidak dapat terurai (nondegradable), mudah diabsorbsi dan beracun. Oleh karena itu logam berat di dalam tanah akibat pencemaran harus diatasi.

Kelarutan logam berat dapat diturunkan dengan menggunakan bahan organik. Dilaporkan bahwa bahan organik dapat menurunkan kelarutan logam berat dalam tanah. Salah satu bahan organik yang dapat digunakan adalah arang hayati (biochar) yang memiliki kelebihan dibanding dengan bahan organik lain, yaitu kompos, pupuk hijau dan lain sebagainya. Penanganan tanah yang tercemar dengan logam berat dapat dilakukan dengan menggunakan arang hayati.

Arang hayati biasanya merupakan bahan basa yang dapat meningkatkan pH tanah dan berkontribusi terhadap stabilisasi logam berat. Aplikasi arang hayati untuk perbaikan tanah yang tercemar dapat memberikan solusi baru untuk masalah polusi tanah. Arang hayati memiliki kemampuan menstabilkan logam berat pada tanah yang tercemar dengan menurunkan secara nyata penyerapan logam berat oleh tanaman dan dapat meningkatkan kualitasnya dengan memperbaiki sifat fisika, kimia, dan biologi tanah (Ippolito dkk. 2012 dan Komarek dkk. 2013). Oleh karena itu, penerapan arang hayati berpotensi untuk dapat mengatasi permasalahan tanah yang tercemar oleh logam berat.

 

METODE / PERMASALAHAN
Menurunkan kandungan konsentrasi logam berat di dalam tanah dengan  metode remediasi menggunakan arang hayati dengan pengaplikasian arang hayati ke dalam tanah yang sudah tercemar oleh logam berat . Arang hayati tersebut diaplikasikan ke dalam tanah yang sudah berada di dalam pot plastik dengan cara mencampur / mengaduk rata arang hayati dan tanah di atas lembaran plastik sesuai dengan perlakuan selanjutnya contoh tanah dibasahi dengan air secara kapiler.

Cara pemeliharaan tanaman dan memanen yaitu diawali dengan penanaman benih tanaman, dilakukan sebelumnya dengan cara penyemaian. Setelah tumbuh 3-4 daun sejati kemudian ditanam di media tanam. Satu Pekan Setelah Tanam (PST) dilakukan penjarangan dengan menyisakan satu tanaman yang sehat.

Pemeliharaan tanaman dilakukan dengan penambahan air pada reservoir air cadangan di bawah papan penyangga. Pengendalian hama dan penyakit dilakukan dengan menyemprotkan insektisida dan herbisida bila diperlukan. Pemanenan dilakukan pada 4 Pekan Setelah Tanam (PST) dari bibit dengan memotong bagian atas tanaman pada batas (tajuk) muka tanah. Panen juga dilakukan terhadap akar tanaman. Akar dibersihkan dari contoh tanah dengan pembilasan perlahan menggunakan air dan berat basah akar tersebut ditimbang langsung. Pengukuran berat kering dilakukan setelah pengovenan pada suhu 60° C selama 3 x 24 jam (hingga bobotnya stabil). Panen tanah dilakukan juga pada contoh tanah yang sudah ditanami tumbuhan tersebut.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari pengaplikasian arang hayati pada tanah mampu meningkatkan pH tanah yang tercemar logam berat. Hal tersebut terjadi akibat melalui beberapa mekanisme, di antaranya, pelepasan OH¯ pada proses oksidasi anion asam organik, konsumsi proton selama dekarboksilasi anion asam organik, pelepasan ion OH¯ selama mineralisasi N organik, pelepasan OH akibat adsorpsi spesifik dari bahan humat dan/atau molekul organik ke dalam hidroksida Al dan Fe, dan adanya peningkatan kandungan kation basa kalsium (Ca), magnesium (Mg), dan kalium (K) dari pupuk organik yang ditambahkan (Haynes dan Mokolobate, 2001; Wong dan Swift, 2001). Sementara itu, arang hayati dapat meningkatkan pH pada tanah masam melalui peningkatan kandungan kation basa seperti oksida Ca²⁺, Mg²⁺, dan K⁺ dari abu pada arang hayati, dan melalui penurunan kadar Alᵌ⁺ yang terlarut dalam tanah (Steiner, 2007).

pemberian arang hayati sekam padi dapat meningkatkan pH tanah, namun masih dalam kategori masam. Peningkatan pH tanah ini menunjukkan bahwa semakin banyak arang hayati yang diberikan dapat meningkatkan pH tanah lebih tinggi. Ini tentu saja terjadi karena sifat arang hayati yang mampu berikatan dengan kation-kation dan ion H⁺ sehingga terjadi peningkatan pH tanah. 

SIMPULAN
Biochar merupakan salah satu alternatif dalam peningkatakan produktivitas lahan-lahan pertanian. Pengaplikasian arang hayati meberikan pengaruh nyata dalam menurunkan konsentrasi logam berat Cu dan Zn di dalam tanah tercemar logam berat.

DAFTAR PUSTAKA

Ippolito, J.A., Laird, D.A., Busscher, W.J. 2012.  Environmental benefits of biochar. J Environ Qual. 41:967–972.

Marschner, P. 2002. Mineral Nutrition of Higher Plants. London.

Durotussyifa, N. 2020 Penurunan Konsntrasi Cu dan Zn Pada Tanah Tercemar Logam Berat Dengan Fitoekstraksi Oleh Bayam Duri dan Perlakuan Arang Hayati. Skripsi. Fakultas Pertanian Universitas Lampung, Bandar Lampung.

Saeni, M. S. 2002. Bahan Kuliah Kimia Logam Berat. Program Pascasarjana IPB. Bogor.

Steiner, C., Teixeira, W. G., Lehmann, J., Nehls, T., de Macêdo, J. L. V., Blum, W. E. H., dan  Zech, W.  2007. Long term effects of manure, charcoal and mineral fertilization on crop production and fertility on a highly weathered Central Amazonian upland soil. Plant and Soil. 291(1), 275–290.

Wong, M. T. F., dan Swift, R. S. 2001. Application of fresh and humified organic matter to ameliorate soil acidity. Proceedings of the 9th International Conference of the International Humic Substance Society. Understanding and Managing Organic Matter in Soils, Sediments and Water. 235–242.