Penelitian ini berfokus pada peningkatan kinerja rain garden di kawasan permukiman melalui pemanfaatan biochar berbasis limbah tempurung kelapa sebagai media amandemen untuk meningkatkan kualitas tanah, air, dan produktivitas vegetasi. Latar belakang penelitian didasari oleh meningkatnya tantangan dalam pengelolaan air hujan akibat urbanisasi, penurunan ruang terbuka hijau, serta tingginya volume limpasan permukaan yang membawa polutan seperti TSS, kekeruhan, dan zat warna ke sistem drainase perkotaan. Konsep rain garden, yang berfungsi sebagai sistem bioretensi alami, dipandang sebagai solusi Low Impact Development (LID) yang mampu mereduksi beban limpasan melalui infiltrasi, filtrasi, dan fitoremediasi.

Penelitian ini mengintegrasikan biochar, tanaman hias lokal, dan sistem rain garden dalam sebuah inovasi yang dirancang untuk meningkatkan efisiensi pengendalian limpasan air hujan di perkotaan. Biochar tempurung kelapa dipilih karena ketersediaannya yang melimpah secara lokal, rasio C/N yang tinggi, porositas yang besar, serta kemampuannya dalam menyerap polutan dan meningkatkan retensi air tanah. Penelitian ini juga mencakup optimasi pembuatan biochar menggunakan Response Surface Methodology (RSM) melalui variasi suhu, lama pirolisis, dan ukuran partikel untuk memperoleh mutu biocharterbaik. Secara metodologis, penelitian dilakukan melalui serangkaian tahapan, mulai dari produksi dan optimasi biochar, karakterisasi tanah gambut dan media tanam, hingga pengujian kinerja rain garden pada skala laboratorium dan skala pilot. Variabel yang diamati mencakup parameter fisikokimia tanah, efisiensi penurunan kekeruhan, infiltrasi, serta respons pertumbuhan pada tiga jenis tanaman lokal: Crossandra, Saraca indica, dan Ruellia simplex.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum pirolisis tempurung kelapa diperoleh pada suhu 300 °C, waktu proses 51,21 menit, dan ukuran partikel 2,38 mm, yang menghasilkan biochar dengan rendemen, kadar air, dan kadar abu sesuai standar SNI. Pemodelan menggunakan pendekatan Response Surface Methodology (RSM) dengan model kuadratik menunjukkan kemampuan prediksi yang sangat baik terhadap ketiga parameter tersebut dengan nilai koefisien determinasi (R²) sebesar 0,97–0,99. Hasil analisis ANOVA mengindikasikan bahwa model signifikan secara statistik (p < 0,05), dengan lack of fit yang tidak signifikan, kesesuaian antara nilai R² dan predicted R² dalam batas yang dapat diterima, serta nilai adequate precision lebih dari 4. Dengan demikian, model dinilai valid dan layak digunakan untuk memprediksi kondisi proses.

Pada penelitian ini juga digunakan tanah gambut sebagai media untuk rain garden. Tanah gambut memiliki karakteristik berupa rasio C/N yang rendah, kandungan P?O? dan K?O yang relatif tinggi, pH agak masam, serta muatan koloid negatif yang besar dengan kapasitas tukar kation (KTK) yang baik, namun kejenuhan basa rendah sehingga memerlukan ameliorasi, seperti pengapuran. Sementara itu, biochar tempurung kelapa dicirikan oleh kandungan karbon yang sangat tinggi, struktur yang stabil, kandungan nitrogen yang rendah, luas permukaan yang besar, dan porositas makro yang mampu meningkatkan aerasi serta mendukung aktivitas mikroba tanah. Karakteristik tersebut menunjukkan bahwa biochar memiliki potensi tinggi sebagai bahan pembenah tanah sekaligus sebagai media pendukung dalam sistem rain garden.

Pada pengujian kualitas air, penambahan biochar pada media rain garden memberikan respons yang berbeda pada setiap jenis tanaman serta memengaruhi pertumbuhan tanaman dan kualitas air hujan yang diolah. Tanaman asoka menunjukkan respons terbaik pada dosis biochar 0,75 kg, krosandra optimal pada dosis 0,25 kg–0,5 kg, sedangkan kencana ungu memperlihatkan pertumbuhan yang lebih stabil. Penurunan kekeruhan paling efektif terjadi pada sistem dengan tanaman kencana ungu, sementara karakteristik infiltrasi menunjukkan variasi respons antartaman. Analisis statistik menunjukkan bahwa konsentrasi biochar berpengaruh signifikan terhadap efisiensi penurunan kekeruhan dan waktu infiltrasi, dengan pola respons yang berbeda pada masing-masing jenis tanaman.

Penelitian ini menyimpulkan bahwa inovasi rain garden–biochar system merupakan pendekatan berkelanjutan yang layak diterapkan dalam pengelolaan air hujan di perkotaan di Indonesia. Temuan penelitian ini menyediakan dasar ilmiah sekaligus rekomendasi praktis bagi pemerintah daerah, perencana kota, dan praktisi lingkungan dalam pengembangan infrastruktur hijau berbasis teknologi lokal yang ramah lingkungan, efisien, dan adaptif terhadap perubahan iklim.

Kata kunci: air hujan, biochar tempurung kelapa, Rain Garden, urban landscape