Di alam kita yang luas ini, tanpa kita sadari banyak terjadi sebuah siklus atau proses yang terjadi. Salah satunya siklus nitrogen, nitrogen merupakan unsur kimia yang dalam tabel periodik mempunyai lambang N dan nomor atom yaitu 7.
Nitrogen ini pertama kali ditemukan oleh seorang doter bernama Daniel Rutherford pada tahun 1772.
Nah pada artikel ini kita akan bahas dengan singkat mengenai sebuah siklus nitrogen secara detail dan rinci. Supaya kamu paham dan mengerti lebih baik baca artikel ini sampai selesai.
Pengertian Siklus Nitrogen
Seperti daur karbon, daur sulfur, daur air, daur oksigen, dan siklus fosfor, daur nitrogen juga masih masuk kedalam siklus biogeokimia.
Siklus nitrogen adalah suatu proses perubahan senyawa yang didalamnya mengandung unsur nitrogen dan kemudian berubah menjadi berbagai macam wujud kimiawi lain.
Perubahan tersebut bisa terjadi secara biologis atau juga non biologis.
Siklus nitrogen di perairan ini sangat diperlukan dalam ekologi, karena jumlah ketersediaan dari nitrogen sendiri akan berpengaruh kepada tingkat ekosistem, termasuk didalamnya produksi primer dan juga dekomposisi.
Siklus nitrogen bisa saja terganggu karena aktivitas manusia, antara lain seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan dan pelepasan nitrogen ke dalam air limbah.
Tahapan Proses Siklus Nitrogen Biologis
Secara biologis, siklus nitrogen melalui beberapa tahapan proses. Berikut ini akan dijelaskan gambar siklus nitrogen mengenai tahapan prosesnya dalam biologis.
#1. Fiksasi Nitrogen
Fiksasi nitrogen merupakan sebuah proses perubahan nitrogen berupa atmosfer menjadi amonia.
Bakteri yang berperan ketika proses ini ialah bakteri yang ada pada akar tanaman polongan melalui fiksasi biologis.
Bakteri tersebut, diantaranya seperti rhizobium, penggunaan enzim nitrogenase cyanobacteria juga dilibatkan untuk mengubah gas nitrogen menjadi amonia.
Proses fiksasi ini juga bisa terjadi secara kimiawi. Pengikatan nitrogen secara kimiawi biasa dikenal sebagai proses pengikatan elektrokimia yang dibantu dengan energi dari halilintar.
Energi listrik yang terjadi karena adanya halilintar akan membuat gas nitrogen dan gas oksigen yang terdapat pada atmosfer udara membentuk menjadi senyawa nitrogen dioksia (NO2).
Halilintar yang disertai dengan hujan ini akan bereaksi dengan gas nitrogen dioksida sampai membentuk asam nitrat. Ion nitrat (NO3) tadi akan diserap oleh akar tumbuhan, terdenitrifikasi, dan akhirnya akan mengalami pengendapan.
#2. Nitrifikasi
Nitrifikasi merupakan suatu proses oksidasi biologis amonia dengan oksigen yang berubah menjadi amonium, dan kemudian nitrit serta diikuti oleh proses oksidasi nitrit menjadi nitrat.
Degradasi amonia yang berubah menjadi nitrit itulah yang dikenal dengan nitrifikasi.
Proses tersebut menjadi faktor penting dalam siklus unsur hara tanah. Prosesnya juga akan dilakukan oleh beberapa bakteri autotrof dan beberapa bakteri amonia pengoksidasi seperti, bakteri amonia oksidasi dari genera nitrosomonas, ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria serta nitrosococcus.
#3. Asimilasi
Asimilasi nitrogen ialah suatu proses pembentukan sebuah senyawa nitrogen organik, contohnya asam amino dari senyawa nitrogen anorganik.
Setelah proses nitrifikasi oleh bakteri terjadi, tanaman akan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat. Kemudian gradien proton transporter pada nitrat akan menyerap nitrat yang kemudian diteruskan oleh xilem dari akar menuju tunas.
Pada tunas, reduksi nitrogen dikerjakan dalam 2 langkah, yaitu nitrat akan direduksi menjadi sebuah nitrit oleh reduktase nitrat yang ada dalam sitosol. Sedangkan nitrit pada kloroplas akan direduksi oleh reduktasi nitrit menjadi amonia.
#4. Amonifikasi
Tahapan amonifikasi merupakan tahapan siklus nitrogen dimana sisa-sisa tanaman dan limbah terurai oleh organisme dan menghasilkan amonia yang disebut amonifikasi.
Mikroorganisme yang ada dalam tanah tadi akan mengurai bahan organik yang telah mati agar bisa dijadikan sebuah energi dan bisa menghasilkan amonia serta senyawa dasar lain sebagai produk sampingan.
Amonia dalam tanah tadi akan bertahan dengan wujud ion amonium.
#5. Denitrifikasi
Denitrifikasi merupakan sebuah proses reduksi nitrat yang berubah menjadi sebuah gas nitrogen inert dalam siklus nitrogen. Denitrifikasi ini dilakukan oleh bakteri seperti clostridium pseudomonas dan pada kondisi anaerobik.
Selama tahap respirasi, bakteri akan menjadikan nitrat sebagai akseptor elektron. Bakteri yang mampu bertahan dalam kondisi aerobik ini adalah bakteri dengan jenis anaerob fakultatif.
#6. Oksidasi Amonia Anaerobik
Dalam proses biologis, nitrit dan amonium digabungkan langsung ke elemen (N2) gas nitrogen. Proses inilah yang membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di lautan.
Reduksi dalam kondisi anoxic juga bisa saja terjadi melalui proses yang biasa disebut oksidasi amonia anaerobik.
Baca Juga: Tahapan Poses Siklus Hidrologi
Bentuk Siklus Nitrogen di Alam
Tahapan siklus nitrogen mengubah nitrogen dari suatu wujud ke wujud kimia lain. Banyak proses yang dilakukan mikroba, baik untuk menghasilkan sebuah energi atau menumpuk nitrogen dalam wujud yang diperlukan untuk pertumbuhan.
Berikut ini diagram yang menunjukkan bagaimana proses yang ada pada siklus nitrogen.
Nitrogen ada pada lingkungan dalam berbagai macam bentuk kimia termasuk salah satunya yaitu nitrogen organik, nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan amonium (NH4 +), gas nitrogen (N2).
Nitrogen organik bisa saja berupa organisme hidup, atau humus, dan antara dekomposisi bahan organik atau humus dibangun.
Fungsi dan Manfaat Nitrogen
Beberapa fungsi dan manfaat yang diberikan oleh nitrogen, berikut ini fungsi dan manfaat yang ada karena siklus nitrogen.
- Siklus nitrogen yang terjadi di alam bertujuan sebagai pengubah nitrogen dari satu wujud ke wujud kimia lain.
Proses tersebut melibatkan serangkaian kimia yang dilakukan oleh beberapa mikroba baik itu untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam wujud yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
- Nitrogen memasuki ekosistem lingkungan melalui 2 jalur alami yaitu dengan hujan dan debu nitrogen,dan dengan melalui fiksasi nitrogen.
Proses tersebut dilakukan oleh mikroba prokariotik dengan kemampuan mengubah nitrogen menjadi senyawa yang bisa dimanfaatkan untuk proses sintesis senyawa organik bernitrogen seperti asam amino.
- Secara umum ada 6 bentuk reaksi kimia yang terjadi pada siklus nitrogen yang bisa berguna untuk mengkonversikan nitrogen di atmosfer menjadisuatu bentuk yang lebih reaktif, antara lain ialah Asimilasi, Fiksasi nitrogen, Nitrifikasi Denitrifikasi, Amonifikasi, dan Oksidasi Amonia Anaerobik.
Baca Juga: Tahapan Poses Siklus Karbon
Fakta Tentang Nitrogen
Berikut ini merupakan data dan fakta yang berkaitan dengan nitrogen, yaitu antara lain:
Sekitar 78% dari atmosfer merupakan terdiri dari nitrogen. Namun, sebagian besar makhluk hidup di bumi ini belum bisa memanfaatkannya secara langsung.
Nitrogen yang dipakai untuk pembuatan pupuk bertujuan sebagai pembuat tanaman agar lebih cepat tumbuh.
Nitrous Oxide merupakan gas rumah kaca. Apabila terlalu banyak nitrous oxide di atmosfer maka bisa menyebabkan hujan asam.
- Nitrogen tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau.
- Nitrogen bisa digunakan sebagai bahan peledak.
- Sekitar 3% dari berat badan manusia terdiri dari nitrogen.
F.A.Q
Nah setelah membahas mengenai proses siklus nitrogen, berikut ini ada beberapa pertanyaan yang sering ditanyakan oleh beberapa orang. Siapa tahu bisa menjawab apa yang juga ingin anda tanyakan.
Pengaruh Manusia Pada Siklus Nitrogen
Pengaruh manusia pada siklus nitrogen sangat beragam. Input nitrogen (N) pertanian dan industri menuju ke lingkungan pada saat ini sudah melebihi input dari fiksasi N alami.
Akibatnya hasil dari input antropogenik, yaitu siklus nitrogen global sudah diubah secara signifikan selama beberapa abad terakhir.
Bahkan fraksi mol nitrous oksida (N2O) atmosfer global sampai meningkat dari nilai pra-industri ~ 270 nmol/mol menjadi ~ 319 nmol/mol pada tahun 2005.
Kegiatan manusia juga menyumbang lebih dari sepertiga emisi N2O, sebagian besarnya berasal dari beberapa sektor pertanian.
Apa yang Terjadi Jika Daur Nitrogen Terhenti ?
Nitrogen mempunyai peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup dibumi dan dibutuhkan oleh semua makhluk hidup di bumi, baik itu makhluk hidup yang ada di darat, di dalam air, maupun di alam.
Hal yang terjadi apabila urutan daur nitrogen terhenti maka seluruh makhluk hidup yang ada dibumi akan mati, karena tidak tersedianya cadangan nitrogen pada reaksi fiksasi nitrogen dan juga tidak akan ada kelangsungan hidup lagi dibumi.
Bagaimana Proses Terjadinya Siklus Nitrogen ?
Siklus Nitrogen merupakan suatu proses perubahan dari sebuah senyawa yang didalamnya mengandung unsur Nitrogen yang kemudian berubah menjadi berbagai macam wujud kimiawi lain.
Proses sebuah tanaman untuk mendapatkan asupan Nitrogen, yaitu dengan cara menyerap nitrat yang ada di tanah menuju ke akar tubuh mereka.
Organisme Apa yang Berperan Dalam Siklus Nitrogen ?
Beberapa organisme yang berperan dalam siklus nitrogen diantaranya ialah.
- Rhizobium leguminosarum, yang berperan untuk Mengikat nitrogen di udara bebas.
- Nitrosomonas yang berperan untuk mengubah nitrogen menjadi ion nitrit.
- Nitro bacter yang berperan untuk mengubah ion nitrit menjadi ion nitrat.
- Paracoccus denifications yang berperan untuk mengubah Ion nitrat menjadi nitrogen.
Apa yang Dimaksud dengan Nitrifikasi dan Denitrifikasi pada Siklus Nitrogen yang Terjadi di Ekosistem ?
Nitrifikasi dan denitrifikasi merupakan dua tahap utama yang mengubah sebuah nitrogen atmosfer menjadi sebuah nitrat.
Dan nitrat tersebut kembali diubah menjadi nitrogen atmosfer. Nitrifikasi ialah transformasi biologis amonium (NH4 +) menjadi nitrat (NO3-) melalui oksidasi.
Sedangkan denitrifikasi yaitu transformasi biologis nitrat menjadi gas nitrogen (N2) melalui reduksi. Inilah perbedaan yang sangat menonjol antara nitrifikasi dan denitrifikasi.
Baca Juga: Tahapan Poses Siklus Batuan
Akhir Kata
Alam kita kaya dengan berbagai macam sumber daya alam, maka dari itu kita wajib untuk menjaga dan selalu merawatnya.
Agar alam ini terus terjaga sampai anak cucu kita juga bis merasakan manfaatnya.
Demikian penjelasan kami mengenai siklus nitrogen, semoga bermanfaat dan menambah wawasan kita semua.
