Siklus nitrogen

SIKLUS NITROGEN
Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer (78% gas di
atmosfer adalah nitrogen). Meskipun demikian, penggunaan nitrogen pada bidang
biologis sangatlah terbatas. Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit
bereaksi dengan unsur lain) sehingga dalam penggunaan nitrogen pada makhluk
hidup diperlukan berbagai proses, yaitu : fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi,
denitrifikasi.
Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konversi senyawa yang
mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain.
Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Siklus
nitrogen secara
khusus
sangat
dibutuhkan
dalam
ekologi
karena
ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci,
termasuk produksi primer dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti
pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan
pelepasannitrogen dalam air limbah telah secara dramatis mengubah siklus
nitrogen global.
Fungsi Nitrogen Dalam Ekologi
Nitrogen sangatlah
penting
untuk
berbagai
proses
kehidupan
di
Bumi. Nitrogen adalah komponen utama dalam semua asam amino, yang nantinya
dimasukkan ke dalam protein, tahu kan kalau protein adalah zat yang sangat kita
butuhkan dalam pertumbuhan. Nitrogen juga hadir di basis pembentuk asam
nukleat,
seperti DNA dan RNA yang
nantinya
membawa hereditas. Pada
tumbuhan, banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang penting
untuk fotosintesis dan pertumbuhan lebih lanjut. Meskipun atmosfer bumi
merupakan sumber berlimpah nitrogen, sebagian besar relatif tidak dapat
digunakan oleh tanaman. Pengolahan kimia atau fiksasi alami (melalui proses
konversi
seperti
yang
dilakukan
bakteri rhizobium),
diperlukan
untuk
mengkonversi gas nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh organisme
hidup, oleh karena itu nitrogen menjadi komponen penting dari produksi pangan.
Kelimpahan atau kelangkaan dari bentuk "tetap" nitrogen, (juga dikenal
sebagai nitrogen reaktif), menentukan berapa banyak makanan yang dapat tumbuh
pada sebidang tanah.
PROSES-PROSES DALAM DAUR NITROGEN
Nitrogen hadir
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. Diagram
di
atas
menunjukkan
bagaimana
proses-proses
cocok
bersama
untuk
membentuk siklus nitrogen (lihat gambar).
Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi aktifitas mikroorganisme
seperti suhu, kelembaban, dan ketersediaan sumberdaya. Pada dasarnya, nitrogen
menghasilkan asam amino, yang membangun blok protein. Produk fotosintesis ini
akan dikonsumsi oleh binatang dan mikroba yang hidup bebas. Kemudian mereka
bakteri yang membusuk dalam bentuk jaringan alga dan jaringan binatang yang
mati serta kotoran. Bakteri yang membusuk mendapat energi dari memecah
senyawa ini. Pemecahan ini membebaskan senyawa anorganik seperti nitrat yang
merupakan nutrien dasar. Yang membuat siklus nitrogen menjadi kompeks adalah
banyak jenis bakteri yang berbeda memecah nitrogen. Walaupun beberapa bakteri
mengonsumsi zat organik terlarut atau perubahan senyawa organik ke zat
anorganik, nitrogen-fixing bacteria lain bisa mengikat molekul nitrogen (N_2) ke
dalam nutrien nitrat yang berguna (〖NO〗_3). Dan sebaliknya, bakteri denitrifikasi
mengubah nitrat ke dalam molekul nitrogen. Ketersediaan nitrogen membatasi
aktivitas fotosintesis dalam air yang dingin (temperate water). Sebagian besar
karena konversi nitrogen organik kembali ke nutrien nitrat membutuhkan tiga
tahap pengonversian bakteri yang memerlukan waktu sampai tiga bulan. Seiring
berjalannya waktu pengonversian selesai, nitrat akan tenggelam dekat euphotic
zone. Karena perkembangan yang kuat selama bulan-bulan musim panas, nitrat
tidak mau kembali ke euphotic zone sampai termoklin melemah, yang diikuti
upwelling
dan
mixing
selama
musim
gugur
dan
musim
dingin.
Sekitar 48% gas terlarut di air laut adalah nitrogen, berbalik dengan kandunganya
di atmosfer, sekitar 78% dari volume seluruhnya (Garrison 2006). Ketika nitrogen
monoksida bercampur dengan hujan, akan membentuk cairan asam nitrit yang
akan membunuh ikan dan menghancurkan bangunan.
Garrison, Tom. 2006. Essentials of Oceanography 4th ed.California: Thomson
Brooks/Cole.
Harrison, John Arthur. 2003. The Nitrogen Cycle: Of Microbes and Men.
Visionlearning Vol. EAS-2 (4) (terhubung berkala)
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=98 (20 Mei
2011).
http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2011/08/daur-siklus-nitrogen.html