Siklus Nitrogen : Pengertian, Proses, Bentuk dan Contohnya – Apakah itu siklus nitrogen?, Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahasnya dan tentunya tentang hal lain yang juga melingkupinya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini untuk lebih dapat memahaminya.
Siklus Nitrogen : Pengertian, Proses, Bentuk dan Contohnya
Nitrogen atau N merupakan salah satu unsur yang paling berlimpah di atmosfer yaitu sekitar 78% gas di atmosfer adalah nitrogen.
Namun penggunaan nitrogen pada bidang biologis sangatlah minim. Nitrogen adalah salah satu unsur yang tidak reaktif karena sulit bereaksi dengan unsur lainnya, sehingga penggunaan unsur ini seperti pada makhluk hidup diperlukan berbagai macam proses, Proses tersebut meliputi : fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.
Nitrogen dibutukan oleh tumbuhan dalam jumlah yang sangat besar, dan hal ini sudah tentu menjadi salah satu faktor pembatas pada tanah – tanah yang tidak dilakukan proses pemupukan.
Bentuknya berupa asam amino, yaitu amida dan amin yang mempunyai fungsi sebagai kerangka atau building blocks dan senyawa antara atau intermediary compounds yang berupa protein, klorofil dan asam nukleat. Protein atau enzim akan mengatur reaksi biokimia.
Nitrogen adalah bagian sepenuhnya dari struktur klorofil. Ketersediaan unsur nitrogen dipastikan mempengaruhi tingkat ekosistem yang didalamnya termasuk produktivitas primer dan proses dekomposisi.
Kegiatan-kegiatan seperti pembakaran bahan bakar dan penggunaan pupuk nitrogen serta debit pada nitrogen ke dalam air limbah mampu mengubah siklus nitrogen secara menyeluruh atau secara global.
Nitrogen ialah unsur yang penting untuk segala keperluan bagi keberlangsungan kehidupan makhluk dibumi. Nitrogen ialah komponen dasar asam amino dan juga protein, basa yang berasal dari asam nukleat yang terdiri atas nitrogen, seperti DNA dan juga RNA.
Sedangkan pada tumbuhan, molekul klorofil menggunakan nitrogen dalam jumlah yang cukup besar dalam proses fotosintesis.
Pengertian Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen yang kemudian berubah menjadi bentuk kimiawi lainnya.
Proses Siklus Nitrogen
Nitrogen tersebar dalam berbagai bentuk, seperti nitrogen organik dan amonium, nitrogen oksida dan nitrat, oksida nitrat dan nitrit atau pun gas nitrogen anorganik.
Nitrogen yang dalam bentuk organik akan dapat sebagai sel hidup atau pun organisme hidup / humus / dalam bentuk produk antara dalam dekomposisi bahan organik.
Proses siklus nitrogen akan mengubah nitrogen dari satu bentuk unsur yang lainnya. Perlu untuk diketahui bahwa sebagian besar proses transformasi dilakukan oleh mikroorganisme.
Tahapan Siklus nitrogen memiliki beberapa tahapan, diantaranya adalah :
-
Fiksasi nitrogen
Proses fiksasi nitrogen merupakan salah satu proses konversi nitrogen yang berada di atmosfer menjadi amonia. Proses ini dilakukan oleh bakteri yang berada dalam akar tanaman kacang kacangan.
Proses ini ialah konversi gas nitrogen menjadi amonia melalui tahapan fiksasi biologis. Beberapa kelompok bakteri kecil seperti rhizobium dan penggunaan enzim nitrogenase cyanobacteria dilibatkan untuk mengkonversi gas nitrogen tersebut menjadi amonia.
-
Nitrifikasi
Nitrifikasi ialah oksidasi biologis amonia dengan oksigen ke amonium lalu menjadi nitrit yang diikuti oleh oksidasi nitrit menjadi nitrat ini. Degradasi amonia yang kemudian menjadi nitrit dikenal sebagai nitrifikasi.
Hal ini merupakan langkah yang penting dalam siklus hara tanah. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri autotrof dengan beberapa jenis bakteri amonia pengoksidasi yaitu ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria dan bakteri amonia oksidasi dari genera nitrosomonas dan juga nitrosococcus.
-
Asimilasi
Asimilasi nitrogen merupakan pembentukan senyawa nitrogen organik, misalnya asam amino dari senyawa nitrogen anorganik yang hadir di lingkungan.
Setelah proses nitrifikasi dilakukan oleh bakteri, tanaman akan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat. Kemudian gradien proton transporter nitrat akan menyerap nitrat ke tumbuhan dan selanjutnya nitrat diangkut dari akar ke tunas melalui xilem.
Reduksi nitrogen yang terjadi dilakukan pada tunas dalam dua langkah, yaitu nitrat akan direduksi menjadi nitrit oleh reduktase nitrat dalam sitosol dan nitrit didalam kloroplas akan direduksi menjadi amonia oleh reduktase nitrit.
-
Amonifikasi
Amonifikasi merupakan tahap dalam siklus nitrogen dimana sisa sisa tanaman dan produk-produk limbah akan terurai oleh mikroorganisme untuk selanjutnya akan menghasilkan amonia.
Mikroorganisme dalam tanah akan memakan bahan organik mati yang kemudian menjadi energi dan nantinya akan menghasilkan amonia serta senyawa dasar lainnya yang akan menjadi produk sampingan dari metabolisme yang terjadi. Amonia ini akan dipertahankan di dalam tanah dalam bentuk ion amonium.
-
Denitrifikasi
Denitrifikasi yaitu proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen inert yang akan melengkapi siklus nitrogen. Denitrifikasi biasanya dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan juga Clostridium dalam kondisi anaerobik.
Selama proses respirasi terjadi, bakteri akan menggunakan nitrat sebagai akseptor elektronnya. Bakteri yang mampu bertahan dalam kondisi aerobik ini adalah bakteri jenis anaerob fakultatif.
Bentuk Siklus Nitrogen di Alam
Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk kimia lain. Banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di bawah ini menunjukkan bagaimana proses-proses pada siklus nitrogen.
Nitrogen di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen organik, amonium (NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen organik dapat berupa organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi bahan organik atau humus dibangun. Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
-
Amonia
Amonia dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Sumber amonia di perairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organic oleh mikroba dan jamur (amonifikasi).
Sumber amonia adalah reduksi gas nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik. Amonia yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi tanah. Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk senyawa kompleks dengan beberapa ion logam.
Amonia juga dapat terserap kedalam bahan-bahan tersuspensi dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia di perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial amonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya pH.
-
Nitrit
Sumber nitrit dapat berupa limbah industri dan limbah domestik. Kadar nitrit pada perairan relatif karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Perairan alami mengandung nitrit sekitar 0,001 mg/liter. Di perairan, nitrit ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit, lebih sedikit daripada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Nitrit merupakan bentuk peralihan antara amonia dan nitrat (nitrifikasi) dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi) yang terbentuk dalam kondisi anaerob.
-
Nitrat
Nitrat adalah sumber utama nitrogen di perairan, namun amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi daripada kadar amonium. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan.
Kadar nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/liter menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan.Nitrat adalah bentuk nitrogen sebagai nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna di perairan.
Contoh Siklus Nirogen
Adapun contoh siklus nitrogen yang diantaranya seperti:
Tanaman membutuhkan nitrogen dari tanah dengan menyerap melalui akar-akarnya. Nitrogen datang dalam bentuk ion nitrogen. Ketika nitrogen diserap oleh tanaman, direduksi menjadi ion nitrit. Selanjutnya menjadi amonium ion yang dapat dimasukkan ke dalam asam amino atau nukleat dan ke klorofil.
Saat tanaman mati atau hewan mati atau ketika sebuah pabrik atau limbah mengeluarkan hewan, nitrogen organik kemudian dilepaskan. Bakteri dapat mengkonversi nitrogen organik ini menjadi amonium. Ini dilakukan melalui proses yang disebut dengan mineralisasi.
Nitrogen masuk ke lautan akibat limpasan dari air tanah atau saat hujan. Nitrogen juga dapat masuk ke laut yang melalui presipitasi “hujan”, nitrogen dalam air mengalami fiksasi yang umumnya difasilitasi oleh bakteri yang disebut cynobacteria. Setelah fiksasi, nitrogen dalam bentuk biologis yang tersedia fitoplankton di laut bisa digunakan.
Plankton mengeluarkan zat baik urea dan amonia ke dalam air. Fitoplanktorn dan limbah produk dapat tenggelam ke bawah, memasukkan amonia pada kedalaman pada zona euophotic. Amonia dari produk limbah ini kemudian dikeluarkan dari zona eufotik dan bakteri yang hidup di bawah zona eufotik dapat mengkonversi amonia menjadi nitrat.
Konversi ini hanya dapat terjadi di bawah zona eufotik dimana tidak ada cahaya karena bakteri yang melakukan konversi tersebut dihambat oleh cahaya. Proses konversi ini disebut dengan ammonification atau mineralisasi.
Setelah amonia diubah, nitrifikasi terjadi dan amonia menjadi nitrit dan nitrat, pencampuran partikal dan upwelling dapat membawa nitrat ke atas dan kemudian dapat digunakan oleh photoplankton untuk melanjutkan siklus.
Demikianlah ulasan dari Seputarpengetahuan.co.id tentang Siklus Nitrogen : Pengertian, Proses, Bentuk dan Contohnya , semoga dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian. Terimakasih telah berkunjung dan jangan lupa untuk membaca artikel lainnya.
Daftar Isi
