siklus nitrogen

SIKLUS NITROGEN

 

Atmosfer bumi terdiri dari 78% nitrogen sehingga menjadi sumber terbesar nitrogen. Ketersediaan nitrogen di atmosfer terbatas untuk penggunaan biologis yang menyebabkan kelangkaan nitrogen dalam banyak ekosistem.

Ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem termasuk produktivitas primer, dan dekomposisi. Kegiatan antropogenik seperti pembakaran bahan bakar, penggunaan pupuk nitrogen dan debit pada nitrogen ke dalam air limbah telah mengubah siklus nitrogen secara global.

Nitrogen merupakan unsur penting untuk banyak proses dan sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Nitrogen merupakan komponen dasar dalam semua asam amino, protein, basa dari asam nukleat terdiri atas nitrogen, seperti DNA dan RNA. Pada tumbuhan, molekul klorofil menggunakan sebagian besar nitrogen, untuk itu diperlukan proses fotosintesis.

Atmosfer bumi memiliki sumber berlimpah nitrogen, tetapi tidak bisa digunakan oleh tanaman. Fiksasi nitrogen adalah proses kimia alami di mana bakteri seperti rhizobium mengkonversi gas nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan. Nitrogen adalah, komponen vital yang sangat penting dari produksi pangan. Jumlah nitrogen tetap ini atau nitrogen reaktif menunjukkan jumlah makanan yang dapat tumbuh di sebidang tanah.

Ø  Pengertian Nitrogen Siklus

Siklus nitrogen adalah proses di mana nitrogen di dikonversi antara berbagai bentuk kimia. Transformasi nitrogen ini menjadi berbagai bentuk kimia dilakukan melalui proses biologis dan fisik. Proses dalam siklus nitrogen termasuk fiksasi nitrogen, amonifikasi, nitrifikasi dan denitrifikasi.

Ø  Proses Siklus Nittrogen

Nitrogen hadir dalam berbagai bentuk dalam lingkungan seperti nitrogen organik, amonium, nitrogen oksida, nitrat, oksida nitrat, nitrit atau gas nitrogen anorganik. Nitrogen dalam bentuk organik dapat hadir sebagai sel hidup atau organisme hidup atau humus atau dalam bentuk produk antara dalam dekomposisi bahan organik. Proses siklus nitrogen akan mengubah nitrogen dari satu bentuk ke yang lain. Sebagian besar proses transformasi ini dilakukan oleh mikroorganisme.

Siklus nitrogen memiliki 5 langkah:

Fiksasi nitrogen

1.      Nitrifikasi

2.      Asimilasi

3.      Amonifikasi

4.      Denitrifikasi

5.      Fiksasi nitrogen

1.      Nitrifikasi

Oksidasi biologis amonia dengan oksigen ke amonium dan kemudian menjadi nitrit yang diikuti oleh oksidasi nitrit menjadi nitrat ini dikenal sebagai nitrifikasi. Degradasi amonia menjadi nitrit dikenal sebagai nitrifikasi. Ini merupakan langkah penting dalam siklus hara tanah. Proses ini aerobik dan dilakukan oleh spesies bakteri autotrof. Beberapa bakteri amonia pengoksidasi adalah ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria, bakteri amonia oksidasi adalah dari genera nitrosomonas dan nitrosococcus.

2.      Asimilasi

Asimilasi nitrogen adalah pembentukan senyawa nitrogen organik seperti asam amino dari senyawa nitrogen anorganik yang hadir di lingkungan. Setelah proses nitrifikasi oleh bakteri, tanaman menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat. Nitrat diserap ke tumbuhan oleh gradien proton transporter nitrat. Nitrat diangkut dari akar ke tunas melalui xilem. Reduksi nitrogen dilakukan di tunas dalam dua langkah. Pertama, nitrat direduksi menjadi nitrit oleh reduktase nitrat dalam sitosol. Nitrit direduksi menjadi amonia di dalam kloroplas oleh reduktase nitrit yang tergantung ferredoxin.

3.      Aminifikasi

Amonifikasi adalah tahap dalam siklus nitrogen di mana sisa-sisa tanaman dan produk-produk limbah mereka terurai oleh mikroorganisme untuk menghasilkan amonia. Mikroorganisme dalam tanah memakan bahan organik mati menjadi energi dan mereka menghasilkan amonia dan senyawa dasar lainnya yang merupakan produk sampingan dari metabolisme mereka. Amonia ini dipertahankan dalam tanah dalam bentuk ion amonium.

4.      Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen inert yang melengkapi siklus nitrogen. Denitrifikasi dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam kondisi anaerobik. Selama respirasi bakteri menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron. Bakteri ini adalah anaerob fakultatif dan dapat bertahan dalam kondisi aerobik.

5.      Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah proses konversi nitrogen atmosfer menjadi amonia. Proses ini dilakukan oleh bakteri yang hadir dalam akar tanaman polongan. Ini adalah konversi gas nitrogen menjadi amonia melalui fiksasi biologis. Sekelompok kecil bakteri seperti rhizobium dan penggunaan enzim nitrogenase cyanobacteria untuk mengkonversi gas nitrogen menjadi amonia.

Peranan Siklus Nitrogen

1. Siklus nitrogen penting karena nitrogen merupakan salah satu nutrisi yang paling penting untuk pertumbuhan tanaman.
2. Nitrogen dalam berbagai bentuk melewati sekitar siklus alam dan ekosistem pertanian.
3. Kandungan nitrogen dan pasokan ke tanah dan hilangnya nitrogen dari tanah menentukan produksi dan keberlanjutan tanaman.
4. Pada tumbuhan, nitrogen merupakan salah satu unsur utama yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman dan reproduksi.
5. Klorofil merupakan nitrogen dan karena itu sangat penting untuk fotosintesis.
6. Hal ini juga merupakan unsur penting dari tumbuhan dan hewan protein.
7. Materi genetik DNA dan RNA terdiri dari nitrogen.
8. Nitrogen diperlukan untuk pertumbuhan tanaman yang cepat.