Siklus Nitrogen – Pemahaman, Proses / Tahapan & Acuan

Selain oksigen dan komponen kimia yang lain, nitrogen merupakan bagian kimia yang juga penting bagi makhluk hidup. Kandungan nitrogen dipastikan ada dalam setiap badan makhluk hidup, contohnya pada zat penyusun kehidupan (asam amino) juga tersusun dari unsur nitrogen.

Daftar Isi

• Mengenal Nitrogen
• Pengertian Siklus Nitrogen
• Proses Siklus Nitrogen Biologis
  • 1. Fiksasi Nitrogen
  • 2. Nitrifikasi
  • 3. Asimilasi
  • 4. Amonifikasi
  • 5. Denitrifikasi
• Fakta Tentang Nitrogen
• Contoh Siklus Nitrogen

Mengenal Nitrogen

Unsur nitrogen terbesar di bumi terdapat dalam bentuk gas nitrogen (N2). Selain itu, komponen ini juga mampu ditemukan dalam wujud garam nitrat yang mengalami asimilasi pada sitoplasma makhluk hidup. Fungsinya yaitu berperan sebagai protein untuk cadangan masakan.

Turk (1985) dan Killham (1996), menyatakan bahwa bagian nitrogen banyak tersimpan pada udara, senyawa anorganik (nitrat, nitrit, dan amoniak), dan senyawa organik (protein, urin, dan asam urin).

Nitrogen dalam bentuk gas di udara jumlahnya sangat banyak, adalah sekitar 78% dari total zat kimia dalam bentuk gas di atmosfer. Namun, hal ini bertolak belakang dengan jumlah organisme yang dapat memanfaat nitrogen secara langung sebab jumlah organisme tersebut sedikit.

Pada dasarnya, tanaman tidak mampu mempergunakan unsur nitrogen secara pribadi. Unsur nitrogen mampu dimanfaatkan flora jika unsur tersebut sudah terbentuk menjadi senyawa nitra (NO3).

Berubahnya gas nitrogen menjadi senyawa nitra (NO3) disebut dengan proses fiksasi (pengikatan) nitrogen yang mampu terjadi secara biologis dan kimiawi.

Pengertian Siklus Nitrogen

Seperti daur sulfur, daur karbon, daur oksigen, daur air dan siklus fosfor, daur nitrogen juga termasuk kedalam siklus biogeokimia. Siklus atau daur nitrogen adalah sebuah proses perubahan senyawa yang mengandung unsur nitrogen yang lalu bermetamorfosis banyak sekali macam bentuk kimiawi lain. Perubahan tersebut mampu terjadi secara biologis maupun non biologis.

Siklus nitrogen sangat diharapkan di dalam ekologi karena jumlah ketersediaan nitrogen akan besar lengan berkuasa kepada tingkat ekosistem, tergolong buatan primer dan juga dekomposisi.

Siklus nitrogen dapat terganggu balasan kegiatan manusia, antara lain pembakaran materi bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen bikinan serta pelepasan nitrogen ke dalam air limbah.

Proses Siklus Nitrogen Biologis

Nitrogen di lingkungan sekitar terdapat dalam banyak sekali bentuk, mirip nitrogen organik dan amonium, nitrogen oksida dan nitrat, oksida nitrat dan nitrit, serta gas nitrogen anorganik.

Nitrogen dalam bentuk organik ada dalam sel hidup atau organisme hidup / humus / bentuk produk pada proses dekomposisi materi organik.

Siklus nitrogen nantinya akan mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Sebagian besar proses perubahan ini dijalankan oleh mikroorganisme.

1. Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen yakni proses pergeseran nitrogen dari atmosfer menjadi amonia. Bakteri yang berperan dalam proses ini yakni bakteri pada akar tanaman polongan lewat fiksasi biologis. Bakteri tersebut, antara lain mirip rhizobium dan penggunaan enzim nitrogenase cyanobacteria dilibatkan untuk mengganti gas nitrogen menjadi amonia.

Proses fiksasi juga dapat terjadi secara kimiawi. Pengikatan nitrogen secara kimiawi juga diketahui selaku proses pengikatan elektrokimia yang dibantu oleh energi dari halilintar.

Energi listrik yang terjadi akhir adanya halilintar akan mengakibatkan gas nitrogen dan gas oksigen yang terdapat di atmosfer udara membentuk senyawa nitrogen dioksia (NO2).

Petir yang dibarengi dengan hujan lalu akan bereaksi dengan gas nitrogen dioksida sehingga membentuk asam nitrat. Sebagian ion nitrat (NO3) lalu diserap oleh akar tumbuhan, terdenitrifikasi, dan mengalami pengendapan.

2. Nitrifikasi

Nitrifikasi yakni proses oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi amonium kemudian nitrit dan dibarengi oleh proses oksidasi nitrit menjadi nitrat. Degradasi amonia yang menjadi nitrit diketahui dengan nitrifikasi.

Proses tersebut merupakan hal penting dalam siklus unsur hara tanah. Prosesnya dikerjakan oleh basil autotrof dan bakteri amonia pengoksidasi seperti ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria dan kuman amonia oksidasi dari genera nitrosomonas serta nitrosococcus.

3. Asimilasi

Asimilasi nitrogen adalah proses pembentukan senyawa nitrogen organik, misalnya asam amino dari senyawa nitrogen anorganik. Setelah proses nitrifikasi oleh kuman, tumbuhan akan menyerap nitrogen dalam wujud nitrat. Kemudian gradien proton transporter nitrat akan menyerap nitrat dan kemudian diteruskan oleh xilem dari akar ke tunas.

Pada tunas, reduksi nitrogen dilakukan dalam 2 langkah, adalah nitrat akan direduksi menjadi nitrit oleh reduktase nitrat dalam sitosol. Sedangkan nitrit dalam kloroplas akan direduksi oleh reduktasi nitrit menjadi amonia.

4. Amonifikasi

Tahapan siklus nitrogen dimana sisa-sia tumbuhan serta limbah terurai oleh organisme lalu menciptakan amonia disebut amonifikasi. Mikroorganisme dalam tanah akan mengurai bahan organik yang mati untuk dijadikan energi dan menghasilkan amonia serta senyawa dasar lain selaku produk sampingan. Amonia dalam tanah akan bertahan dalam bentuk ion amonium.

5. Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat yang menjelma gas nitrogen inert dalam siklus nitrogen. Denitrifikasi dikerjakan oleh kuman mirip pseudomonas dan clostridium pada kondisi anaerobik.

Selama proses respirasi, bakteri akan memakai nitrat sebagai penerima elektron. Bakteri yang bisa bertahan pada kondisi aerobik ini ialah kuman jenis anaerob fakultatif.

Fakta Tentang Nitrogen

Berikut ini ialah data dan fakta perihal nitrogen, yaitu:

• Sekitar 78% dari atmosfer terdiri dari nitrogen. Namun, sebagian besar makhluk hidup yang ada di bumi tidak mampu memanfaatkannya secara eksklusif





• Nitrogen yang digunakan untuk pembuatan pupuk bertujuan untuk menciptakan flora lebih cepat berkembang





• Nitrous Oxide yaitu gas rumah kaca. Jika terlampau banyak di atmosfer maka mampu menjadikan hujan asam





• Nitrogen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa





• Nitrogen mampu digunakan selaku bahan peledak





• Sekitar 3% dari berat tubuh manusia yakni nitrogen

Contoh Siklus Nitrogen

Contoh daur nitrogen secara tanpa kita sadari terjadi di sekeliling , antara lain:

1. Pertumbuhan flora memerlukan nitrogen dari dalam tanah yang diserap lewat akar. Nitrogen ini tersedia dalam bentuk ion nitrogen. Selanjutnya akan direduksi oleh tanaman menjadi ion nitrit. Kemudian ion nitrit diolah menjadi amonium ion yang masuk ke dalam asam amino atau nuklea menuju klorofil.





2. Saat makhluk hidup mati, baik itu tumbuhan, hewan atau insan, serta tergolong kotoran makhluk hidup akan melepaskan nitrogen organik. Nitrogen ini akan dikonversi oleh bakteri menjadi amonium. Proses ini disebut dengan mineralisasi.





3. Nitrogen juga terdapat di lautan balasan limpasan air tanah dan air hujan. Nitrogen sampai ke lautan lewat proses presipitasi, kemudian mengalami fiksasai yang dikerjakan oleh bakteri cynobacteria. Setelah tahap fiksasi, nitrogen dalam bentuk biologis bermanfaat bagi fitoplankton.





4. Plankton yakni mikroorganisme yang menciptakan urea dan amonia di dalam air. Zat tersebut akan dikeluarkan pada kedalaman zona euphotic kemudian dikonervis oleh kuman menjadi nitrat. Konversi ini cuma terjadi di zona eufotik, dimana tidak ada cahaya dapat menghambat proses konversi. Proses konversi ini disebut selaku ammonification atau mineralisasi.





5. Setelah amonia berganti, lalu dilanjutkan proses nitrifikasi dan menjadi nitrit serta nitrat, maka terjadi percampuran partikel dan upwelling menjinjing nitrat ke atas untuk dipakai oleh photoplankton melanjutkan siklus nitrogen.