Potensi Besar Aplikasi Biochar dalam Mengurangi Gas Rumah Kaca dan Meningkatkan Hasil Panen pada Lahan Pertanian Global yang Asam

ABSTRAK
Kemampuan biochar untuk mengurangi emisi gas rumah kaca, potensi pemanasan global (GWP), intensitas gas rumah kaca (GHGI), dan dampaknya terhadap hasil masih belum jelas karena variasi sifat biochar, sifat tanah asam awal, dan kondisi eksperimental dan iklim. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan potensi biochar dalam mengurangi GWP dan GHGI sekaligus meningkatkan hasil di tanah asam melalui meta-analisis dari 288 publikasi yang dikombinasikan dengan model struktur regresi hutan acak dan prediksi global. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada pH tanah < 7, biochar yang diproduksi pada suhu pirolisis < 550 °C biasanya menurunkan GWP (−11%) dan GHGI (−24%) dengan mengurangi CH 4 (−16%), N 2 O (−13%), sekaligus meningkatkan CO 2 (12%). Aplikasi biochar di iklim tropis (suhu tahunan rata-rata: 18 °C–32 °C, curah hujan tahunan rata-rata: 1000–3000 mm) sangat efektif dalam meningkatkan hasil hingga 31%. Faktor yang relatif paling penting yang memengaruhi potensi biochar adalah kapasitas tukar kation tanah awal (24%) untuk GWP, bahan organik tanah (19%) untuk GHGI, dan nitrogen biochar (29%) untuk hasil panen. Model regresi hutan acak memperkirakan bahwa biochar meningkatkan hasil panen maksimum (ukuran efek (lnRR) = 0,393–0,651) pada 15% dan menurunkan GWP maksimum (lnRR = -0,911 hingga -0,422) pada 6,4% tanah asam secara global. Namun, biochar paling tidak efektif dalam meningkatkan hasil panen di tanah asam dengan bahan organik tinggi (> 2%) dan menyebabkan peningkatan GWP (lnRR = 0,023–0,236) di daerah dengan suhu tahunan rata-rata tinggi (> 20,9°C). Untuk pengurangan GHGI, biochar paling efektif di tanah asam dengan total nitrogen rendah (< 1%). Secara keseluruhan, penelitian ini menyoroti dan meramalkan potensi biochar untuk mengurangi GWP dan GHGI serta meningkatkan produksi di tanah asam di berbagai wilayah geografis.