DAUR NITROGEN
Nitrogen
suatu gas inert yang sangat sulit diikat langsung oleh mahkluk hidup tingkat
tinggi , di udara Nitrogen sepertinya tak terbatas jumlahnya karena jumlahnya 78
% paling besar diatara gas gas lainnya seperti oksigen , sulfur , carbon dan
lainnya .
- Jumlahnya nitrogen yang 78 %
itu dalam bentuk unsur bukan dalam senyawa.
- padahal mahkluk hidup
memerlukan niterogen dalam suatu persenyawaan misalnya nitrat , asam amino
, protein dan sangat penting untuk pertumbuhan .
- Jadi Nitrogen udara itu harus
di proses sehingga bisa membentuk senyawa yang penting untuk dapat
memenuhi kebutuhan mahkluk hidup.
- Proses itulah yang nanti kita
pelajari dalam Daur BIOGEOKIMIA khususnya daur Nitrogen .
- apa sih BIOGEOKIMIA , Bio =
Mahkluk hidup , Geo = Bumi/Lingk, Kimia = zat /unsur kimia , jadi siklus
zat kimia dari bio ke geo atau dari Geo ke bio ( memutar membentuk daur )
OK itu konsepnya
- Misal siklus karbon gas CO2 ada
di udara (Geo ) gas CO2 itu diperlukan oleh Mahkluk hidup ( bio) untuk apa
? tentu gas itu diikat hanya bisa untuk fotosintesis . OK
- Di tubuh Mahkluk hidup CO2
sangat banyak akibat respirasi , gas itu akan dikembalikan ke udara ( Geo)
pada peristiwa Respirasi
- Jadi karena siklus itulah Zat
kimia CO2 dan O2 itu selalu ada .
- OK
SIKLUS
NITROGEN
Nitrogen dalam bentuk senyawa terdapat pada Nitrat , Protein , Asam amino , Lipoprotein dll yang semua itu penting dala metabolisme
untuk apa nitrogen
Nitrogen dalam bentuk senyawa terdapat pada Nitrat , Protein , Asam amino , Lipoprotein dll yang semua itu penting dala metabolisme
untuk apa nitrogen
- pembentukan membran sel
- pembentukan enzim
- pertumbuhan
- regenerasi sel
- antibody
- dll.
- Dengan melihat kepentingannya
itu , berarti tidak ada satupun mahkluk hidup yang tubuhnya tanpa
kandungan unsur Nitrogen ini
- Terbukti selalu mahkluk hidup
setelah di lakukan analisa Abu oleh Sachs , selalu ditemukan Nitrogen
dalam skala besar ( sebagai unsur Makro)
- Nitrogen berfungsi sebagai
pembentuk asam amino (NH2) merupakan persenyawaan pembentuk molekul
protein. (yang tersusun atas unsur CHON yang membedakan dengan lemak dan
karbohidrat kan hanya Nitrogennya)
- Selanjutnya protein sebagai
faktor penting dalam pertumbuhan dll .
Nitrogen
dialam diudara sekitar 78 % itu bagaimana bisa berada di daratan , perairan
sehingga bisa digunakan mahkluk hidup ?
Secara mudah kami berikan terlebih dahulu uraian bagaimana saja Senyawa nitrogen itu bisa berada di daratan / tanah sehingga bisa digunakan oleh mahklluk hidup
Secara mudah kami berikan terlebih dahulu uraian bagaimana saja Senyawa nitrogen itu bisa berada di daratan / tanah sehingga bisa digunakan oleh mahklluk hidup
- Ketika petir terbentuk
diatmosfer menyebabkan nitrogen bersenyawa jadi nitrat.
- Nitrat itu disentuhkan ke bumi
, sehingga semakin daerah itu banyak petir tentu banyaknitrat terbentuk
disana
- Nitrat yang terbentuk di
atmosfer tentu akan terbawa hujan sehingga terjadi perpindahan nitrat dari
udara ke daratan yang menjadikan nitrogen dalam bentuk nitrat itu menjadi
berguna
- Tumbuhan menyerap nitrat dari
tanah untuk dijadikan protein lalu tumbuhan dimakan oleh kosumer senyawa
nitrogen pindah ke tubuh hewan dan manusia
- Urin dan faeces sebagai Ekresta , bangkai
hewan, dan tumbuhan mati , sisa kehidupan (ranting , daun tua) yang
disebut Egesta akan
diuraikan oleh pengurai jadi ammonium dan ammoniak.
- Amoniak hasil pembusukan itu
oleh bakteri Nitrifikans akan dirombak jadi Nitrat melalui Nitrifikasi OK
- Nitrifikasi adala proses
biokimia yang tergolong anabolisme mengubah senyawa sederhana anorganik
berupa amoniak NH3 menjadi senyawa organik nitrat HNO3 dengan energi
berasal dari energi hasil reaksi kimia / khemosintesis yang dipunyai
bakteri
- Nitrifikasi diperlukan bakteri
( NS,NC dan NB) Bakteri Nitrosomonas dan Nitrococcus Nitrobacter mengubah
amoniak jadi nitrat yang berjalan secara aerob ( butuh aerasi ditanah oleh
karenanya tanah harus digemburkan agar terbentuk banyak nitrat)
- proses berjalan dua kali yaitu nitritasi membentuk
nitrit dan nitratasi membentuk
nitrat
- Nitrifikasi : nitritasi dan
nitratasi
- Amoniak NH3 dirubah menjadi
nitrit HNO2 oleh NS dan NC disebut nitritasi
lalu Nitrit diubah lagi Nitrat
HNO3 oleh bakteri NB (Nitrobacter) Nitratasi
- Kemudian nitrat diserap oleh
tumbuhan. karena Nitrogen ditanah hanya bisa diserap dalam bentuk nitrat
(Amoniak , Nitrit tidak bisa diserap )
- Selain melalui petir juga
melalui Fikasasi , Fikasasi itu berbeda dengan Nitrifikasi
- Fikasasi itu pengikatan
langsung Nitrogen di udara oleh mikroorganisme Fiksasi ( Rhizobium,
Azotobacter , Clostridium pasteurianum , Nostoc , Anabaena )
- Rhizobium bersimbiosis dengan
kacang kacangan membentuk bintil akar yang sebenarnya bintil itu karena
infeksi bakteri Rhizobium leguminosorum , yang berguna bagi kacang karena
punya kemampuan membFIKSASI Nitrogen dari udara untuk dipersembahkan ke
kacang dalam pertumbuhannya , sehingga petani nggak perlu lagi memberi
pupuk (Urea atau NPK) karena ada free download nitrogendari udara hehe
- Anabaena bersimbiosis dengan
Paku air Azolla dan Pakis haji Cycas rumpii.
- azotobacter, Clostridium dan Nostoc soliter hidupnya
- Nitrogen juga bisa dari Air hujan , hujan asam ( Acid rain) , dari pupuk buatan Urea yang dilepaskan ke tanah
Nitrogen
Tanah
Nitrogen adalah unsur hara yang paling dinamis di alam.
Nitrogen adalah unsur hara yang paling dinamis di alam.
- Keberadaannya di tanah sangat
dipengaruhi oleh keseimbangan antara input dan outputnya dalam sistem
tanah.
- Di alam, Nitrogen terdapat
dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau
sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitra
- Daur nitrogen adalah transfer
nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah.
- Selain air hujan yang membawa
sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui
proses fiksasi nitrogen.
- Fiksasi nitrogen secara
biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan
polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium.
- Selain itu ganggang hijau biru
dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.
- Nitrat yang di hasilkan oleh
fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul
protein.
- Selanjutnya jika tumbuhan atau
hewan yang mengandung protein itu mati, mikroorganisme pengurai akan
merombak protein itu menjadi menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium
yang larut dalam air (NH4+) (
Demineralisasi )Proses ini disebut dengan amonifikasi.
- kemudian diteruskan ke proses
Nitrifikasi oleh bakteri Nitrifikasn
- Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.
- Keseimbangan Nitrogen ini digambarkan pada Gambar
- Jika kita kaitkan dengan
kondisi musim penghujan , maka sebenarnya masih tersedia cukup Nitrogen
bagi perkembangan tanaman karena Nitrogen yang telah terlepas atau
mengalami volatilisasi (hilang di udara bebas) kembali terikat oleh adanya
petir / kilat dan akan kembali ke tanah melalui pertolongan air hujan yang
turun.
- Meskipun Nitrogen seringkali
mengalami perubahan bentuk, tetapi sangatlah mudah bagi tanaman untuk
menyerap unsur ini akibat adanya keseimbangan siklus Nitrogen tadi.
- Tanaman menyerap unsur Nitrogen
dalam bentuk Ammonium (NH4+) dan Nitrat (NO3-).
- Keberadaan NH4+ ini sangat
relatif bagi tanaman karena mudah mengalami perubahan bentuk menjadi
Nitrat Nitrogen (NO3-) akibat proses nitrifikasi
- Nitrifikasi adalah perubahan
Ammonium / Amoniak menjadi Nitrat oleh organisme tanah berupa bakteri
nitrifikans
- Sayangnya bentuk Nitrat ini
mudah hilang akibat pencucian dalam tanah karena aliran air / terikat oleh
mineral-mineral liat tanah yang bisa berpindah saat adanya perkolasi dalam
tanah.
- Alternatif pemecahan masalah
hilangnya unsur hara akibat pencucian ini adalah dengan memberikan pupuk
yang berimbang
- namun ada juga yang tanpa
diberikan unsur hara makro maupun mikro lewat pupuk melalui slow release
(penguraiannya dalam tanah lambat) tetap tersedia nutrisi tanaman tetap
terjaga. Selain itu juga perlu diperhatikan keseimbangan siklus unsur hara
di alam agar tetap terjaga kestabilannya sehingga mampu meningkatkan
produksi tanaman.
Jadi
sebelum dipahami gambar Daur nitrogen itu perlu pemahaman Dari mana saja
Nitrogen ditanah ? OK
- lewat hujan yang membawa
material N dari udara *(NOx , HNO3 karena petir)
- lewat sentuhan petir dari udara
( meskipun banyak orang yang mati kesamber petir tetapi daerahnya subur)
- dari demineralisasi /
penguraian oleh dekomposer bahan mati yang mengandung protein (CHON)
- dari Proses pengendapan akibat
suatu tempat terkena erosi / pencucian
- pemberian pupuk buatan atau
alami
- proses Fiksasi oleh organisme
mikro yang handal punya kemampuan mengikat gas Inert N22 udara yang tidak
dipunyai oleh organisme tumbuhan tingkat tinggi
- Nitrifikasi oleh bakteri nitrifikans yang luar biasa ( kalau Denitrifikasi justru mengembalikaan Nitrogen ke udara )
Review
- Sekali lagi saya ingatkan bahwa
bakteri fiksasi nitrogen ini berbeda sekali dengan bakteri Nitrifikasi , kalau bakteri
fiksasi ini punya keahlian memfiksasi / mengikat nitrogen dari udara
bebas, yang tidak bisa dilakukan oleh mahkluk hidup tingkat tiinggi jenis
apapun.
- sedang bakteri Nitrifikasi ini
keahliannya mengubah bahan anorganik amoniak hasil penguraian sisa
organisme yang ada dilingkungan disulap menjadi bahan organik nitrat yang
akar tanaman mampu menyerapnya sehingga jadi subur sehingga ia bersifat
autotrop yaitu Khemoautotrop karena kemampuan khemosintesisnya.
- Nitrat yang di hasilkan oleh
proses biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul
protein.
- Selanjutnya jika tumbuhan atau
hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan
garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan
amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas/Nitrocoocus mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat
oleh Nitrobacter Kedua proses
yang berturutan itu disebut dengan Nitrifikasi Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan
cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh
proses yang disebutDenitrifikasi.
- Denitrifikasi menyebabkan tanah
jadi tidak subur karena nitrat yang diperlukan oleh tumbuhan terurai
kembali . Bakteri yang melakukannya disebut bakteri Denitrifikans contoh :
Bakteri Pseudomonas denitrifikans
Berikut
reaksi Jelasnya proses khemosintesa - Nitrifikasi oleh bakteri NS,NC dan NB
bekerja
Bakteri nitrifikasi adalah bakteri-bakteri tertentu yang mampu menyusun senyawa nitrat dari amoniak yang berlangsung secara aerob di dalam tanah. Nitrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu:
Oksidasi amoniak menjadi
nitrit oleh bakteri nitrit. Proses ini dinamakan nitritasi.Bakteri nitrifikasi adalah bakteri-bakteri tertentu yang mampu menyusun senyawa nitrat dari amoniak yang berlangsung secara aerob di dalam tanah. Nitrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu:
Oksidasi senyawa nitrit menjadi nitrat oleh bakteri nitrat. Prosesnya dinamakan nitratasi.
Reaksi
nitratasi
- Dalam bidang pertanian,
nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang
diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat.
- Tetapi sebaliknya di dalam air yang disediakan untuk
sumber air minum, nitrat yang berlebihan tidak baik karena akan
menyebabkan pertumbuhan ganggang di permukaan air menjadi berlimpah dan
terjadi Eutrofikasi karena Oksigen diperlukan oleh bakteri diair untuk
pembentukan nitratnya so Oksigen air berkurang ( DO ) turun ikan pada mati
Siklus
Nitrogen (N2)
- Gas nitrogen banyak terdapat di
atmosfer, yaitu 80% dari udara.
- Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh
tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis
ganggang.
- Nitrogen bebas juga dapat
bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir.
- Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa
amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ).
- Beberapa bakteri yang dapat
menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain,
misalnya Marsiella crenata.
- Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat
mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat
aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena
sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.
- Nitrogen yang diikat biasanya
dalam bentuk amonia.
- Amonia diperoleh dari hasil
penguraian jaringan yang mati oleh bakteri.
- Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit,
yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang
akan diserap oleh akar tumbuhan.
- Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah
menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan
ke udara.
- Dengan cara ini siklus nitrogen
akan berulang dalam ekosistem.
JADI
- Gas nitrogen ikatannya stabil
dan sulit bereaksi, sehingga tidak bisa dimanfaatkan secara langsung oleh
makhluk hidup.
- Nitrogen dalam tubuh makhluk
hidup merupakan komponen penyusun asam amino yang akan membentuk protein.
- Nitrogen bebas juga dapat
bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat atau petir
membentuk nitrat (NO).
- Tumbuhan menyerap nitrogen
dalam bentuk nitrit ataupun nitrat dari dalam tanah untuk menyusun protein
dalam tubuhnya.
- Ketika tumbuhan dimakan oleh
herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke tubuh hewan tersebut
bersama makanan.
- Ketika tumbuhan dan hewan mati
ataupun sisa hasil ekskresi hewan (urine) akan diuraikan oleh dekomposer
menjadi amonium dan amonia.
- Oleh bakteri nitrit (contohnya
Nitrosomonas), amonia akan diubah menjadi nitrit, proses ini disebut
sebagai nitritasi.
- Kemudian, nitrit dengan bantuan
bakteri nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi nitrat, proses
ini disebut sebagai proses nitratasi.
- Peristiwa proses perubahan amonia menjadi nitrit dan nitrat dengan bantuan bakteri disebut sebagai proses nitrifikasi.
- Adapula bakteri yang mampu mengubah nitrit atau nitrat menjadi nitrogen bebas di udara, proses ini disebut sebagai denitrifikasi.
0 Response to "DAUR NITROGEN"
Posting Komentar