Siklus Nitrogen Biogeokimia Dalam Ekologi

Nitrogen merupakan salah satu unsur kimia yang dibutuhkan di dalam ekosistem. Nitrogen ditemukan di semua asam amino yang merupakan penyusun protein organisme. Nitrogen tersedia bagi tumbuhan hanya dalam dua bentuk mineral, yaitu NH4 (amonium) dan NO3 (nitrat). Di atmosfer, ada 80% kandungan nitrogen, tetapi dalam bentuk gas N, sehingga tidak dapat dimanfaatkan secara Iangsung oleh tumbuhan.

Nitrogen masuk ke ekosistem melalui duajalur alamiah. Pertama, cadangan nitrogen di atmosfer dalam bentuk NH4- dan NO3 yang dapat digunakan langsung oleh tumbuhan sebesar 5% — 10%. Kedua bentuk nitrogen mi (NH; dan NO3) dapat masuk ke tanah melalui kelarutannya dalam air hujan atau pengendapan debu-debu halus dan butiran-butiran lainnya. Beberapa tanaman epifit di hutan hujan tropis memiliki akar udara (akar hawa) sehingga dapat mengambil NH; dan NO3- dan udara secara langsung.

Jalur lain untuk masuknya nitrogen ke ekosistem melalui fiksasi nitrogen. Untuk mernfiksasi nitrogen in hanya organisme prokariota tertentu yang dapat melakukannya karena proses mi mengubah N2 menjadi mineral sehingga dapat digunakan untuk mensintesis senyawa organik bernitrogen seperti asarn amino. Organisme prokariota, seperti bakteri merupakan mata rantai penting pada sikius nitrogen. Nitrogen difiksasi dalam ekosistem terestrial oleh bakteri tanah yang hidup bebas (non simbiotik) danjuga oleh bakteri simbiotik (Rhizombium) di dalam nodul akar legum (kacang-kacangan), contohnya kedelai. Sebenarnya, organisme memfiksasi nitrogen untuk kebutuhannya sendiri, tetapi kelebihan amonia yang dibebaskan organisme tersebut menjadi tersedia bagi organisme lainnya. Selain dan proses alami, fiksasi nitrogen secara industri digunakan untuk pembuatan pupuk yang sekarang merupakan sumber utama persediaan mineral bernitrogen bagi ekosistem akuatik dan terestrial.

Produk langsung fiksasi nitrogen ialah amonia (NH3). Akan tetapi, hal itu menyebabkan tanah menjadi bersifat asam dan NH3 yang dibebaskan ke dalam tanah akan mengikat ion hidrogen (H-) untuk membentuk amonium (NH4*) sehingga dapat digunakan langsung oleb tumbuhan.

NH, termasuk gas sehingga dapat menguap kembali ke atmosfer dan tanah yang mempunyai pH mendekati 7. NH5 yang hilang dan tanah mi kernudian dapat membentuk NH di atmosfer. Akibatnya, konsentrasi NH4 dalam curah hujan berkorelasi dengan pH tanah dalam kisaran wilayah yang luas. Proses daur ulang nitrogen secara lokal melalui pengendapan mi sangat terlihatjelas di daerah pertanian, di mana baik pemupukan nitrogen dan kapur (suatu basa yang dapat menurunkan keasaman tanah) digunakan secara luas.

Tumbuhan dapat menggunakan amoniurn secara langsung, tetapi sebagian amonium dalam tanah tersebut digunakanjuga oleh bakterib akteri anaerob sebagai sumber energi. Bakteri tersebut mengoksidasi amoniurn menjadi nitrit (NO,) dan nitrat (NO3). Prosesnya disebut nitrifikasi. Nitrat yang dibebaskan oleh bakteri kemudian diasimilasi oleh tumbuhan dan diubah menjadi bentuk organik, seperti asam amino dan protein. Hewan hanya dapat mengasimilasi nitrogen organik dengan cara memakan tumbuhan atau hewan lain.

Beberapa bakteri anaerob dapat rnemperoleh oksigen dan metabolisme nitrat dan bukan dan 0, bebas. Akihat dan proses denitrifikasi ini beberapa nitrat diubah kembali menjadi N, yang kemudian kembali ke atmosfer. Percobaan dan penguraian nitrogen organic kembali menjadi amonium dicbut ainoni/ikasi, yang sebagian besar dilakukan oleh bakteri dan fungi pengurai. Proses mi akan mendaur ulang sejumlah besar nitrogen ke dalarn tanah.

Sumber Pustaka: Ganeca Exact