Assalammualaikum, selamat datang kelas IPS. Disini guru akan membahas pelajaran Geografi yaitu Hai”Siklus Nitrogen“. Berikut penjelasannya di bawah ini:
Diketahui bahwa semua benda di alam semesta tersusun dari unsur-unsur yang berbeda, seperti air (H2O), karbon dioksida (CO2) dan sebagainya. Namun ada juga yang terdiri dari unsur-unsur itu sendiri, seperti oksigen (O2). Setiap bagian memiliki peran dan kelebihannya masing-masing yang tentunya sangat berguna bagi kelangsungan hidup makhluk hidup di bumi.
Anda harus tahu bahwa lapisan atmosfer yang melindungi planet Bumi terdiri dari berbagai komponen gas, tidak hanya oksigen dan karbon dioksida, tetapi juga nitrogen. Jumlah nitrogen di alam sangat besar dibandingkan dengan oksigen, yaitu sekitar 78% dari total volume gas di atmosfer. Meski begitu, tidak semua makhluk hidup menggunakan nitrogen ini secara langsung sebagai oksigen. Jadi, pemanfaatan nitrogen membutuhkan tahapan atau proses tertentu atau bisa disebut siklus.
Seperti halnya hidrologi dan karbon, nitrogen juga mengalami siklus yang dikenal sebagai siklus nitrogen. Siklus nitrogen adalah proses konversi atau evolusi senyawa yang mengandung unsur nitrogen untuk berubah menjadi bentuk kimia lainnya. Perubahan tersebut dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Seperti yang sudah disebutkan, jumlah nitrogen yang ada di alam sangat banyak, namun hanya makhluk hidup tertentu saja yang dapat mengolah nitrogen menjadi senyawa organik.
Secara tidak langsung, siklus nitrogen memiliki peran yang sangat penting bagi ekologi, mulai dari tumbuhan hingga makhluk hidup lainnya seperti hewan dan manusia. Dapat dikatakan bahwa sebagian besar siklus nitrogen terjadi di dalam tanah, karena nitrogen yang terdapat di luar angkasa ditangkap oleh bakteri Rhizobium. Bakteri ini berlimpah dalam kacang-kacangan atau kacang-kacangan. Legum terbukti sebagai tanaman yang dapat menyuburkan tanah dan banyak ditanam pada saat perkebunan untuk meningkatkan kapasitas nitrogen tanah. Lalu bagaimana siklus nitrogen di dalam tanah berlangsung dan bagaimana proses atau tahapannya? Siklus nitrogen berlangsung dalam beberapa tahap, yaitu:
Contents
Siklus nitrogen dalam tanah
Berikut ini adalah beberapa siklus nitrogen di dalam tanah, yang terdiri dari:
1. Fiksasi
Proses pertama adalah fiksasi nitrogen, yang memproses nitrogen di ruang angkasa menjadi amonia (NH3). Mikroorganisme yang melakukan proses fiksasi nitrogen adalah diazotrof. Biasanya bakteri ini memiliki enzim nitrogenase yang dapat menggabungkan nitrogen dengan hidrogen. Bakteri ini bersimbiosis dengan legum atau hidup bebas sehingga dapat memfiksasi nitrogen menjadi nitrogen organik. Bakteri yang dapat memfiksasi nitrogen adalah Azotobacteraceae, Cyanobacteria, Clostridium, Frankia dan Rhizonia.
2. Nitrifikasi
Tahap selanjutnya adalah nitrifikasi, yaitu konversi amonia kembali menjadi nitrat. Fase ini dilakukan oleh bakteri hidup yang terdapat di dalam tanah, serta bakteri nitrifikasi lainnya. Tahapan utama proses nitrifikasi adalah bakteri nitrifikasi (Nitrosomonas), pengoksidasi amonia (NH4+) dan pengolahan amonia menjadi nitrit (NO2–). Sedangkan bakteri jenis lain, seperti nitrobacter, mengoksidasi nitrit menjadi nitrat (NO3–). Perubahan dari nitrit menjadi nitrat sangat penting, karena nitrit bersifat racun bagi tanaman. Proses nitrifikasi sendiri dapat dibagi menjadi 4 macam, yaitu:
NH3 + CO2 + 1,5 O2 + Nitrosomonas -> NO2– + H2O + H+
NO2– + CO2 + 0,5 O2 + Nitrobacter -> NO3–
NH3 + O2 -> NO2– + 3H+ + 2e–
NO2– + H2O -> NO3– + 2H+ + 2e
3. Asimilasi
Semua tanaman memperoleh nitrogen dari tanah melalui proses penyerapan akar dalam bentuk ion amonium atau ion nitrat. Tumbuhan menyerap ion yang ditemukan di tanah melalui rambut akar. Agar nitrat dapat diserap, terlebih dahulu harus diolah menjadi ion nitrit kemudian menjadi ion amonium untuk kemudian ditambahkan asam nukleat, asam amino dan klorofil. Untuk banyak spesies tanaman yang bersimbiosis dengan rhizobia, nitrogen berasimilasi dengan ion amonium format langsung di nodul (nodul akar).
4. Amonifikasi
Ketika tanaman atau fauna mati, nitrogen organik tersebut diolah menjadi amoniak (NH4+) oleh jamur dan bakteri di dalam tanah. Amonifikasi sendiri merupakan proses pembentukan amoniak oleh bakteri yang hidup di dalam tanah. Amonium tidak hanya dihasilkan sebagai hasil fiksasi nitrogen, tetapi juga dapat dihasilkan oleh dekomposisi atau penguraian organisme mati, baik tanaman maupun hewan, oleh penguraian bakteri. Tidak hanya penguraian sampah organik, amonifikasi juga dapat terjadi akibat aktivitas bakteri dalam mengubah senyawa nitrat menjadi amonium.
5. Denitrifikasi
Proses terakhir dalam siklus nitrogen adalah denitrifikasi. Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat, yang didaur ulang dalam bentuk gas nitrogen (N2). Proses ini membutuhkan bantuan spesies bakteri seperti Clostridium dan Pseudomonas dalam kondisi anaerobik. Nitrat ini digunakan sebagai akseptor elektron dengan adanya oksigen di sekitar proses respirasi. Bakteri anaerob fakultatif juga dapat terjadi bahkan dalam situasi aerobik. Secara umum, proses denitrifikasi berlangsung melalui serangkaian kombinasi bentuk peralihan, yaitu:
NO3– -> NO2– -> NO +N2O -> N2 (g)
Namun, keseluruhan proses denitrifikasi dapat disaksikan dari reaksi redoks, sebagai berikut:
2NO3– + 10e– + 12H+ -> N2 + 6H2O
Nitrogen yang ditemukan di alam terjadi dalam berbagai bentuk nitrogen organik seperti amonium, nitrit, nitrat, dan gas nitrogen. Dalam siklus nitrogen itu sendiri, yaitu pengolahan nitrogen menjadi banyak bentuk kimia. Sehingga banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik dalam produksi energi maupun dalam pengumpulan nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan tanaman. Berikut ini adalah hasil dari perubahan format nitrogen:
6. Amonium
Amonium atau amonia dan beberapa garam sangat larut dalam air. Sumber amonia sendiri berasal dari reduksi gas nitrogen yang telah melalui proses pencampuran udara atmosfer, limbah industri dan rumah tangga.
7. Nitrit
Nitrit adalah bentuk konversi antara amonia menjadi nitrat atau nitrifikasi dan nitrat menjadi gas nitrogen (denitrifikasi) dalam kondisi anaerobik. Sumber nitrit dapat berasal dari limbah industri dan domestik. Di perairan alami terdapat sekitar 0,001 mg/liter atau relatif kecil dibandingkan dengan nitrat karena sifatnya yang tidak stabil.
8. Nitrat
Nitrat adalah sumber utama nitrogen dalam air, tetapi tanaman lebih menyukai amonia. Dapat dikatakan bahwa nitrat merupakan bentuk utama dari nitrogen sebagai nutrisi utama bagi tumbuhan dan alga. Nitrat nitrogen mudah larut dalam air dan stabil.
Demikian penjelasan IPS-Geografi HAI Berikut 8 siklus nitrogen tanah dan penjelasannya
Semoga materi hari ini bermanfaat bagi siswa terima kasih!!!
Baca artikel lainnya: