Daur Nitrogen

DAUR NITROGEN

Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer ( 78% gas di atmosfer adalah nitrogen). Meskipun demikan, penggunaan nitrogen pada bidang biologis sangatlah terbatas. Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit bereaksi dengan unsur lain) sehingga dalam penggunaan nitrogen ada makhluk hidup diperlukan berbagai proses, yaitu : fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi.

Siklus nitrogen adalah proses perubahan nitrogen anorganik menjadi nitrogen organik yaitu amonia (NH₃), NO₂, NO₃ kemudian menjadi nitrogen anorganik lagi. Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konvensi 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.

Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk kimia lain. Banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. 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. 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.

Siklus Nitrogen

Komponen-komponen utama dalam siklus nitrogen sebagai berikut :

Fiksasi nitrogen

Fikasasi nitrogen adalah proses alam, biologis, atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara menjadi ammonia (NH₃). Mikroorganisme yang memfiksasi nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dan nitrogen.

Asimilasi

Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbsi akar baik dalam bentuk ion nitrat atau ion amonium, sedangkan hewan memperoleh nitrogen dari tanaman yang mereka makan. Tanaman dapat menyerap ion nitrat atau amonium dari tanah melalui rambut akarnya. Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion amonium untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada tanaman yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat berasimilasi dalam bentuk ion amonium langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan organisme heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan molekul organik kecil.

Amonifikasi

Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah menjadi amonium (NH₄⁺) oleh bakteri dan jamur.

Nitrifikasi

Konversi amonium menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang hidup di dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi, bakteri nitrifikasi seperti spesies Nitrosomonas mengoksidasi amonium (NH₄⁺) dan mengubah amonia menjadi nitrit (NO₂^-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi nitrat (NO₃^-).

Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk kembali menjadi gas nitrogen (N₂) untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Crlostridium dalam kondisi anaerob. Bakteri tersebut menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama respirasi.fakulatif anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam kondisi aerob.

Oksidasi Amonia Anaerob

Dalam proses biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke elemen (N₂) gas nitrogen. Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di larutan. Reduksi dalam kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses yang disebut oksidasi amonia anaerob.