Selain oksigen dan unsur kimia lainnya, nitrogen merupakan unsur kimia yang juga penting bagi makhluk hidup. Kandungan nitrogen dipastikan ada dalam setiap tubuh makhluk hidup, misalnya pada zat penyusun kehidupan (asam amino) juga tersusun dari unsur nitrogen. Show Unsur nitrogen terbesar di bumi terdapat dalam bentuk gas nitrogen (N2). Selain itu, unsur ini juga dapat ditemukan dalam wujud garam nitrat yang mengalami asimilasi pada sitoplasma makhluk hidup. Fungsinya adalah berperan sebagai protein untuk cadangan makanan. Turk (1985) dan Killham (1996), menyatakan bahwa unsur 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, yaitu 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 karena jumlah organisme tersebut sedikit. Pada dasarnya, tumbuhan tidak dapat memanfaatkan unsur nitrogen secara langsung. Unsur nitrogen dapat dimanfaatkan tumbuhan apabila unsur tersebut telah terbentuk menjadi senyawa nitra (NO3). Berubahnya gas nitrogen menjadi senyawa nitra (NO3) disebut dengan proses fiksasi (pengikatan) nitrogen yang dapat terjadi secara biologis dan kimiawi. Pengertian Siklus NitrogenSeperti daur sulfur, daur karbon, daur oksigen, daur air dan siklus fosfor, daur nitrogen juga termasuk kedalam siklus biogeokimia. Siklus atau daur nitrogen adalah suatu proses perubahan senyawa yang mengandung unsur nitrogen yang kemudian berubah menjadi berbagai macam bentuk kimiawi lain. Perubahan tersebut dapat terjadi secara biologis maupun non biologis. baca juga: Rantai Makanan di Laut - Organisme, Contoh Penjelasan Siklus nitrogen sangat dibutuhkan di dalam ekologi karena jumlah ketersediaan nitrogen akan berpengaruh terhadap tingkat ekosistem, termasuk produksi primer dan juga dekomposisi. Siklus nitrogen dapat terganggu akibat aktivitas manusia, antara lain pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan serta pelepasan nitrogen ke dalam air limbah. BRAINLYProses Siklus Nitrogen BiologisNitrogen di lingkungan sekitar terdapat dalam berbagai bentuk, seperti 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 bahan organik. Siklus nitrogen nantinya akan mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Sebagian besar proses perubahan ini dilakukan oleh mikroorganisme. 1. Fiksasi NitrogenFiksasi nitrogen adalah proses perubahan nitrogen dari atmosfer menjadi amonia. Bakteri yang berperan dalam proses ini adalah bakteri pada akar tanaman polongan melalui fiksasi biologis. Bakteri tersebut, antara lain seperti rhizobium dan penggunaan enzim nitrogenase cyanobacteria dilibatkan untuk mengubah gas nitrogen menjadi amonia. Proses fiksasi juga dapat terjadi secara kimiawi. Pengikatan nitrogen secara kimiawi juga dikenal sebagai proses pengikatan elektrokimia yang dibantu oleh energi dari halilintar. Energi listrik yang terjadi akibat adanya halilintar akan menyebabkan gas nitrogen dan gas oksigen yang terdapat di atmosfer udara membentuk senyawa nitrogen dioksia (NO2). Petir yang disertai dengan hujan kemudian akan bereaksi dengan gas nitrogen dioksida sehingga membentuk asam nitrat. Sebagian ion nitrat (NO3) kemudian diserap oleh akar tumbuhan, terdenitrifikasi, dan mengalami pengendapan. 2. NitrifikasiNitrifikasi adalah proses oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi amonium kemudian nitrit dan diikuti oleh proses oksidasi nitrit menjadi nitrat. Degradasi amonia yang menjadi nitrit dikenal dengan nitrifikasi. baca juga: Efek Rumah Kaca - Pengertian, Penyebab & Dampak Proses tersebut merupakan hal penting dalam siklus unsur hara tanah. Prosesnya dilakukan oleh bakteri autotrof dan bakteri amonia pengoksidasi seperti ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria dan bakteri amonia oksidasi dari genera nitrosomonas serta nitrosococcus. 3. AsimilasiAsimilasi nitrogen adalah proses pembentukan senyawa nitrogen organik, misalnya asam amino dari senyawa nitrogen anorganik. Setelah proses nitrifikasi oleh bakteri, tanaman 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, yaitu nitrat akan direduksi menjadi nitrit oleh reduktase nitrat dalam sitosol. Sedangkan nitrit dalam kloroplas akan direduksi oleh reduktasi nitrit menjadi amonia. 3. AmonifikasiTahapan siklus nitrogen dimana sisa-sia tanaman serta limbah terurai oleh organisme kemudian menghasilkan amonia disebut amonifikasi. Mikroorganisme dalam tanah akan mengurai bahan organik yang mati untuk dijadikan energi dan menghasilkan amonia serta senyawa dasar lain sebagai produk sampingan. Amonia dalam tanah akan bertahan dalam bentuk ion amonium. 4. DenitrifikasiDenitrifikasi ialah proses reduksi nitrat yang berubah menjadi gas nitrogen inert dalam siklus nitrogen. Denitrifikasi dilakukan oleh bakteri seperti pseudomonas dan clostridium pada kondisi anaerobik. Selama proses respirasi, bakteri akan menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron. Bakteri yang mampu bertahan pada kondisi aerobik ini adalah bakteri jenis anaerob fakultatif. Fakta Tentang NitrogenBerikut ini adalah data dan fakta mengenai nitrogen, yaitu:
Contoh Siklus NitrogenContoh daur nitrogen secara tanpa kita sadari terjadi di sekitar, antara lain:
20201007 Bakteri nitrogen atau dikenal juga sebagai bakteri pengikat nitrogen adalah kelompok bakteri yang mampu mengikat nitrogen (terutaman N2) bebas di udara dan mereduksinya menjadi senyawa amonia (NH4) dan ion nitrat (NO3-) oleh bantuan enzim nitrogenase.[1][2] Ada dua golongan besar bakteri pengikat nitrogen: kelompok Cyanobacteria dan kelompok Proteobacteria. Kelompok Cyanobacteria bersimbiosis dengan banyak tumbuhan dari kelompok tumbuhan paku atau tumbuhan berbiji terbuka, seperti Anabaena. Kelompok Proteobacteria biasanya bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan untuk membentuk suatu simbiosis mutualisme dalam nodul atau bintil akar untuk mengikat nitrogen bebas di udara yang pada umumnya tidak dapat digunakan secara langsung oleh kebanyakan organisme.[2][3] Kelompok bakteri Proteobacteria ini dikenal dengan istilah rhizobia, termasuk di dalamnya genus bakteri Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Photorhizobium, dan Sinorhizobium.[3] Contoh bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup di akar membentuk nodul atau bintil-bintil akar.[3] Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk hijau pada beberapa tanaman, seperti Crotalaria, Tephrosia, dan Indigofera.[3] Akar tanaman polong-polongan tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar.[3] Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), daya tangkap dan efisiensi penyerapan nitrogen oleh tanaman akan berkurang cukup signifikan.[3] Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.[3]
|