//Liquid NanoClay (LCN) Innovation for degradation soil

Liquid NanoClay (LCN) Innovation for degradation soil

Degradasi tanah dapat menjadi faktor menurunnya produksi pertanian, selain itu menurunnya jumlah sumber air menyebabkan beberapa daerah menjadi kering seperti gurun, hal ini diperparah dengan perubahan iklim yang terjadi. Daerah yang kering akan berdampak terhadap kehidupan manusia. Dimana saat ini sekitar 40% luas lahan di bumi merupakan lahan kering yang merupakan tempat tinggal bagi 2 miliar penduduk. Selain itu secara ekonomi degradasi lahan dapat menimbulkan kerugian 10.6 triliun per tahunnya. Maka dari itu diperlukan inovasi untuk mencegah dan mengatasi dampak dari degradasi tanah.

Tanah tersusun dari bahan padat mineral, bahan organic, air dan udara. Berdasarkan ukurannya komponen padatan terdiri dari liat (clay), pasir, dan debu.  Clay merupakan materi anorganik yang memiliki banyak mineral berharga yang kaya akan silika, kalsium, aluminum. Mineral ini diantaranya talc, mika, kaolinit, montmorillonit, serpentin, atau sepiolinit. Mineral yang umumnya digunakan dalam industri adalah bentonite/montmorillonite dan kaolinit. Mineral ini mendukung pertumbuhan tanaman dengan memperkaya nutrisi didalam tanah dan permukaan mineral liat memberikan sifat retensi air yang sangat baik. Tanah yang kaya akan liat dapat memegang air dalam waktu yang lebih lama yang mengurangi kehilangan air.

Kristin Olesen dan Ole Morten Olesen merupakan ilmuwan dari norwegia yang mendirikan Desert Control. Desert Control merupakan Startup dari norwegia yang mengembangkan teknologi Liquid Nano Clay (LNC). LNC merupakan teknologi baru yang berasal dari pengembangan metode sebelumnya. Desert Control pada awalnya menawarkan solusi Nanoclay untuk mengatasi masalah degradasi lingkungan. Metode ini dilakukan dengan yaitu mencampurkan clay dan tanah pasir dalam kondisi kering, kurang lebih dibutuhkan 90-100 kg clay tiap 1 meter persegi. Teknologi ini dianggap kurang layak dilakukan karena membutuhkan tenaga yang besar untuk pengadukan serta tidak menunjukkan perbaikan sifat tanah. Maka dari itu dikembangkan teknologi baru Liquid Nano Clay (LNC) sebagai modifikasi dari teknologi Nanoclay.

Teknologi ini mengkombinasikan air dan clay (tanah liat) yang disebarkan/ disiram pada tanah pasir menggunakan sprinkle. Clay yang direkomendasikan memiliki diameter permukaan 25-2000 nm dan ketebalan 1-10 nm. Jumlah air yang digunakan dalam membuat dispersi stabil bergantung pada Kapasitas Tukar Kation (KTK) dari clay dan luas area yang akan di treatment. Untuk membuat suspensi clay berkonsentrasi 1.5% maka dibutuhkan 40 liter air dan 1 kg clay  permeter persegi. Penggabungan clay  dan air dilakukan menggunakan alat homogenisasi dengan indeks turbulensi tinggi  Proses produksi didasari muatan negatif pada permukaan partikel nanoclay. Permukaan negatif pada nanoclay dikelilingi oleh mutan positif dari molekul air yang menciptakan dispersi yang stabil. Lebih lanjut, kestabilan dari dispersi ini akan meningkat dengan bergabungnya air sehingga membentuk gelembung air berukuran kecil. Untuk menghasilkan dispersi stabil, proses dilakukan menggunakan laminar dan sistem aliran turbulen dengan perubahan arah dan dilakukan pada suhu 45-135 OC.  Produk yang dihasilkan dapat digunakan pada sistem irigasi standar.

Cara kerja teknologi ini didasari gaya Van der Waals dimana pada kondisi ini serpihan tanah liat mengikat permukaan partikel pasir dan meresap kedalam tanah hingga kedalaman 30-60 cm. Teknologi LNC memiliki kemampuan meresap yang cepat dan dapat memperbaiki lingkungan dalam waktu  singkat. Pengaplikasian 1 kg LNC per meter persegi menunjukkan hasil yang sama dengan pemberian 100 kg clay per meter persegi. LNC hanya membutuhkan waktu 7 jam untuk meresap kedalam tanah pasir dan menciptakan lingkungan yang kaya nutrisi untuk pertumbuhan tanaman, sedangkan secara alami proses perubahan tanah kering menjadi subur membutuhkan waktu 7-15 tahun. LNC secara signifikan dapat meningkatkan kemampuan tanah untuk mempertahankan air dan nutrisi dan menumbuhkan tanaman inang, meningkatkan jamur, membuat kondisi lahan menjadi subur. Lahan yang diberi perlakuan Liquid Nanoclay (LNC) menunjukkan peningkatan hasil panen 416% lebih tinggi dibandingkan lahan yang tidak diberi perlakuan. Selain itu pemberian LNC dapat mengurang penggunaan air hingga 50-65% jika dibandingkan dengan metode irigasi masa kini. LNC berperan sebagai katalis bagi fungi mikoriza dengan menyediakan nutrisi yang dibutuhkan, fungi ini berperan dalam meningkatkan hasil panen. Lebih lanjut penggunaan LNC dapat mengurangi kerentanan kehilangan tanah akibat angin.

Teknologi ini mendukung program SDGs nomor 2 (Mengakhiri kelaparan, meraih ketahanan pangan dan meningkatkan gizi, serta mendorong pertanian berkelanjutan), 9 (Membangun infrastruktur kuat, mempromosikan industrialisasi berkelanjutan dan mendorong inovasi) dan 13 (Mengambil langkah penting untuk melawan perubahan iklim dan dampaknya). Pengujian LNC telah dilakukan di berbagai lokasi yaitu, mesir, cina, pakistan dan Uni Emirat Arab. Maret tahun 2020, pengaplikasian LNC di UEA telah merubah lahan tandus menjadi lahan yang dipenuhi buah semangka dalam kurun waktu 40 hari.

 

Sumber :

Desert Control. https://www.desertcontrol.com/

G”ursel H.2020. How To Make Nano Clay. Nanografi [Diakses 25 Apr 2022]. Hal 1. https://nanografi.com/blog/howtomakeliquidnanoclay/

Liu C. 2020. Liquid Nanoclay: Transforming Soil to Shape the Future of Farming.  Earth.org. Hal. 1 [Diakses 23 Apr 2022]. https://earth.org/liquidnanoclay/