Siklus Nitrogen Beserta Penjelasannya

Siklus Nitrogen Beserta Penjelasannya – Suatu proses konversi senyawa dengan kandungan unsur nitrogen untuk menjadi macam-macam bentuk kimiawi lainnya merupakan suatu bentuk dari daur nitrogen.

Dalam ekologi, secara khusus daur nitrogen tersebut sangat diperlukan. Sebab setiap tingkatan ekosistem dipengaruhi oleh siklus atau daur nitrogen. Nah, di artikel Siklus Nitrogen dan Penjelasannya ini kita akan mempelajari pengertiannya, metabolismenya dan proses siklus nitrogen.

Pengertian Siklus atau Daur Nitrogen

Di dalam atmosfer terdapat salah satu unsur yang keberadaannya sangat berlimpah yaitu sekitar 78% gas adalah nitrogen. Akan tetapi untuk kebutuhan nitrogen secara biologis sangatlah terbatas. Nitrogen merupakan suatu unsur yang sulit untuk dapat bereaksi dengan unsur lain atau merupakan suatu unsur yang tidak reaktif.

Untuk itu dibutuhkan berbagai proses untuk penggunaan nitrogen pada makhluk hidup. Proses-proses tersebut seperti denitrifikasi, nitrifikasi, fiksasi nitrogen, serta mineralisasi. Pengertian dari siklus atau daur nitrogen sendiri merupakan sebuah proses konversi senyawa yang memiliki kandungan gas nitrogen untuk diubah dalam bentuk kimiawi lain yang beraneka ragam.

Proses perubahan tersebut dapat terjadi secara non biologis maupun secara biologis. Secara khusus, siklus atau daur nitrogen ini sangat diperlukan dalam ekologi. Sebab adanya nitrogen di dalam ekologi sangat mempengaruhi ekosistem kunci dalam setiap tingkatan termasuk produsen primer serta dekomposisi.

Berbagai aktivitas yang dilakukan oleh manusia seperti penggunaan pupuk buatan yang mengandung nitrogen serta pembakaran bahan bakar fosil dan pembuangan air limbah yang mengandung nitrogen secara dramatis sudah sangat mengubah siklus nitrogen secara global.

Baca juga: Siklus atau daur Biogeokimia

Metabolisme Nitrogen

Salah satu unsur penting untuk tumbuhan yang dapat diperoleh dalam berbagai macam senyawa adalah unsur nitrogen. Di alam berbagai bentuk nitrogen dapat dijumpai dalam berbagai bentuk serta akan selalu ada di dalam keadaan dinamis untuk mengikuti perubahan kimia serta fisik yang terdapat dalam suatu siklus atau daur nitrogen.

Walaupun nitrogen yang ada di udara dapat masuk dan keluar tubuh tumbuhan, namun tidak terdapat enzim di dalam tumbuhan tersebut yang dapat menangkapnya. Mikroba prokariotik telah membantu dalam proses reduksi ketika nitrogen masuk dalam tubuh suatu tumbuhan. Mikroba prokariotik tersebut memiliki bentuk NO3- dan NH4+ yang terdapat pada air hujan.

Antara tumbuhan tingkat tinggi serta mikroba, adanya penambatan nitrogen bisa dilakukan dengan cara simbiotik maupun non simbiotik. Nitrogen yang sudah mengalami reduksi dapat digunakan langsung oleh tumbuhan tingkat tinggi. Apabila tumbuhan tidak memiliki ikatan symbiosis dengan nitrogen, maka dalam bentuk NO3- dan NH4+ nitrogen akan diserap.

Bentuk NO3- lebih umum dari NH4+ karena NH4+ akan mengalami proses oksidasi oleh bakteri nitrifikasi menjadi NO3-. Dalam konsep metabolisme lebih difokuskan pada metabolisme nitrogen karena reduksi nitrat akan menjadi ammonium.

Siklus Nitrogen atau Daur Nitrogen

Suatu bentuk konversi senyawa yang di dalamnya terdapat kandungan unsur nitrogen diubah dalam berbagai bentuk kimiawi yang lainnya disebut dengan siklus atau daur nitrogen. Perubahan yang terjadi tersebut dapat terjadi secara biologis dan non biologis.

Dalam konsep ekologi, secara khusus siklus nitrogen ini sangat diperlukan sebab adanya nitrogen yang tersedia sangat berpengaruh dalam tingkatan ekosistem seperti yang sudah dijelaskan.

Perpindahan nitrogen dari atmosfer ke tanah dapat bersamaan dengan turunnya hujan. Bentuk dari nitrogen yang turun bersama air hujan dan diserap oleh akar adalah NH4+ dan NO3-. Selain dari pembakaran industri, NH4+ berasal dari aktivitas pembakaran hutan dan gunung berapi.

Radiasi ultraviolet akan membantu NO3- yang berasal dari proses oksidasi ozon dengan nitrogen. Berbagai senyawa nitrogen khususnya protein terbentuk dari NO3- dan NH4+ yang diserap oleh akar.

Tumbuhan yang telah mati, pupuk, mikroorganisme, serta hewan adalah beberapa sumber penting dari unsur nitrogen yang akan kembali ke tanah. Namun sebagian besar dari nitrogen tersebut tidak langsung tersedia untuk tumbuhan sebab tidak larut.

Proses Siklus Nitrogen Beserta Penjelasannya

1. Fiksasi Nitrogen

Suatu kejadian alam yang melibatkan komponen biotik dan abiotik yang mengubah nitrogen menjadi amonia disebut dengan proses fiksasi nitrogen. Diazotrof merupakan suatu mikroorganisme yang berperan dalam proses fiksasi nitrogen. Mikroorganisme tersebut mempunyai enzim yang bisa menyatukan hydrogen dengan nitrogen yang disebut dengan enzim nitrogenaze.

Azotobacteraceae, Cyanobacteria, Clostridium, Frankia, serta Rhizobia merupakan beberapa organisme yang dapat melakukan proses fiksasi. Selain organisme tersebut, ada juga ganggang hijau yang dapat membantu dalam proses fiksasi nitrogen. Lebih lengkapnya terdapat empat cara terjadinya konversi unsur nitrogen yang terdapat di atmosfer seperti:

a. Fiksasi Biologis, berbagai jenis bakteri simbiotik serta berbagai jenis bakteri yang dapat hidup bebas bisa melakukan perbaikan nitrogen sebagai nitrogen organik.

b. Industri Fiksasi Nitrogen, nitrogen atmosfer serta hydrogen bisa dikombinasikan sehingga dapat membentuk amonia di bawah tekanan besar. N2 akan diubah menjadi NH3 secara bersamaan untuk diolah menjadi bahan peledak serta pupuk.

c. Bahan Bakar Fosil yang Dibakar, selain hal tersebut terdapat proses lain seperti pembakaran mesin mobil serta pembakaran listrik termal yang mampu melepaskan berbagai nitrogen oksida.

d. Proses Lain, selain ketiga proses di atas, terbentuknya NO yang berasal dari N2 dan O2 yaitu dengan bantuan foton serta petir sehingga dapat memfiksasi nitrogen.

Baca juga: Siklus Daur Karbon dan Oksigen

2. Asimilasi

Melalui absorbsi akar, tanaman akan memperoleh nitrogen dari tanah dalam bentuk ion amonium maupun ion nitrat. Sedangkan untuk hewan akan memperoleh nitrogen dari makanannya yaitu tanaman. Melalui rambut akar, ion nitrat atau amonium akan diserap tumbuhan dari dalam tanah.

Tanaman yang mempunyai hubungan mutualistik dengan mikroorganisme rhizobia, maka dapat melakukan asimilasi dalam bentuk ion amonium secara langsung. Organisme heterotrof, jamur, serta hewan memperoleh nitrogen dalam bentuk nukleotida, asam amino, serta organik kecil.

3. Amonifikasi

Bakteri beserta jamur memiliki peran penting untuk mengubah nitrogen organik yang terdapat pada tumbuhan yang sudah mati menjadi amonium. Sedangkan amonifikasi merupakan suatu proses terbentuknya amonium dengan bantuan bakteri yang berada di dalam tanah.

4. Nitrifikasi

Bakteri yang terdapat di dalam tanah memiliki peran penting dalam proses nitrifikasi. Dalam hal ini terdapat amonium yang sudah dikonversi menjadi nitrat. Tahapan utama dari proses nitrifikasi adalah adanya bakteri nitrifikasi yang dapat mengoksidasi amonium dan mengubahnya menjadi nitrir.

Sedangkan untuk proses oksidasi nitrit menjadi nitrat dibantu oleh bakteri Nitrobacter. Proses tersebut sangatlah penting karena nitrit adalah suatu racun bagi kehidupan tanaman.

5. Denitrifikasi

Suatu proses reduksi nitrat menjadi suatu gas nitrogen kembali sehingga siklus nitrogen dapat diselesaikan adalah proses dari denitrifikasi. Bakteri clostridium dan bakteri pseudomonas merupakan jenis bakteri yang membantu dalam proses denitrifikasi. Selama proses respirasi, kedua bakteri tersebut menggunakan nitrat sebagai akseptornya.

6. Oksidasi Amonia Anaerobik

Secara biologis, amonium dengan nitrat dikonversi secara langsung untuk membentuk elemen nitrogen. Proses tersebut dapat membentuk berbagai macam dari jenis konversi nitrogen yang unsurnya juga terdapat di lautan.

Dalam kondisi anoxic, reduksi juga bisa berlangsung melalui suatu proses yang dapat disebut dengan oksidasi amonia anaerobik.

Baca juga: Siklus Daur Belerang atau Sulfur

Nah, apabila pertanyaan terkait Siklus Nitrogen Beserta Penjelasannya bisa ditulis di bawah ini.

Daftar Pustaka:

Campbell. (2012). Biologi. Jakarta: Erlangga.

Suharsono dan Popo Mustofa K. (2017). Biologi Umum. Tasikmalaya: LPPM Universitas Siliwangi.