Mengenal Nitrogen
Sebelum mengetahui siklus Nitrogen, kita simak dulu penjelasan tentang apa itu Nitrogen. Nitrogen merupakan unsur esensial yang menunjang kehidupan di bumi. Peranannya sebagai salah satu bahan penyusun asam amino membuat berbagai jenis makhluk hidup selalu membutuhkan nitrogen dalam rentang hidupnya. Bahkan untuk makhluk hidup seukuran bakteri sekali pun.
Pada planet kita ini, unsur nitrogen paling banyak tersimpan pada atmosfer dengan jumlah persentase mencapai 78% dalam bentuk senyawa N2. Hal ini menjadikan nitrogen sebagai unsur terbesar penyusun atmosfer. akan tetapi, nitrogen atmosfer yang berupa gas tidak dapat secara langsung dimanfaatkan untuk memenuhi berbagai macam kebutuhan biologis makhluk hidup. Agar dapat dimanfaatkan, nitrogen akan mengalami beberapa tahapan daur yang disebut dengan siklus nitrogen.
Siklus nitrogen adalah suatu proses pendistribusian unsur nitrogen secara alami yang melibatkan elemen biologis maupun non-biologis. Dalam setiap tahapannya, unsur nitrogen akan dikonversi menjadi beberapa bentuk senyawa yang berbeda agar mampu terserap untuk penggunaan biologis dan distribusikan secara seimbang. Jalur pendistribusian nitrogen ini mencakup wilayah atmosfer, ekosistem darat, serta perairan.
Meskipun tidak dapat terlihat dalam pengamatan kasat mata, siklus nitrogen merupakan salah satu siklus terpenting yang terjadi dalam keseimbangan lingkungan hidup. Setiap makhluk hidup membutuhkan nitrogen untuk metabolisme tubuhnya, namun tidak semua bentuk senyawa dari unsur nitrogen dapat dimanfaatkan oleh setiap makhluk hidup. Adanya konversi senyawa nitrogen tertentu menjadi senyawa nitrogen lainnya pada siklus nitrogen memungkinkan unsur nitrogen dapat tersalurkan dari organisme tingkat dasar rantai makanan ke organisme tingkatan selanjutnya.
Bacaan Lainnya: REDD+, Upaya Pemerintah Mengurangi Gas Rumah Kaca Melalui Pengelolaan Hutan
Tahapan Siklus Nitrogen
Berikut tahapan siklus Nitrogen dari tahap awal hingga akhir.
Fiksasi dalam Siklus Nitrogen
Sebelum dapat dimanfaatkan secara aman oleh tumbuhan dan hewan, sejumlah kecil gas nitrogen atmosfer akan terlebih dulu dimodifikasi oleh organisme bakteri atau alga tertentu menjadi senyawa nitrogen anorganik. Proses fiksasi nitrogen ini mengubah senyawa N2 menjadi senyawa nitrat dan amonia. Nantinya, senyawa nitrat dan amonia yang dihasilkan pada fiksasi nitrogen dapat dimanfaatkan dalam metabolisme tumbuhan. Organisme bakteri yang berkontribusi dalam proses fiksasi nitrogen sering disebut dengan bakteri diazotrof yang memiliki enzim nitrogenase. Enzim nitrogenase berperan dalam penggabungan nitrogen dan hidrogen dalam pembentukan senyawa amonia. Dalam jumlah yang sangat kecil, proses fiksasi nitrogen ini juga dibantu oleh fenomena alam seperti petir dan radiasi ultraviolet dalam konversi senyawa nitrogen tersebut.
Asimilasi dalam siklus Nitrogen
Proses asimilasi nitrogen terjadi dalam struktur jaringan tumbuhan. Senyawa nitrat dan amonia hasil fiksasi nitrogen akan diserap oleh akar dan mengalami asimilasi di dalam jaringan tumbuhan, yang kemudian akan diubah menjadi asam amino, asam nukleat, dan klorofil untuk metabolisme tubuhnya. Secara langsung, tumbuhan berperan menyediakan sumber nitrogen bagi organisme heterotrofik, seperti hewan dan jamur, dalam urutan rantai makanan. Ketika organisme heterotrofik menelan tumbuhan, mereka akan mendapatkan nitrogen dalam bentuk asam amino, nukleotida, atau organel sel lainnya, yang kemudian akan dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan dari organisme heterotrofik tersebut.
Ammonifikasi
Proses ammonifikasi terjadi ketika hewan dan tumbuhan mengeluarkan zat sisa atau mati dan didekomposisi oleh mikroorganisme pengurai atau jamur. Bentuk unsur nitrogen dalam tubuh mereka akan diubah kembali menjadi ammonium (NH4+) dan amonia (NH3). Senyawa amonia dan ammonium yang dihasilkan selanjutnya akan kembali ke tanah untuk mengalami proses berikutnya dalam siklus nitrogen.
Nitrifikasi
Proses nitrifikasi mengubah senyawa amonia (NH3) yang berada di tanah menjadi nitrat (NO3-). Organisme bakteri yang berkontribusi dalam proses nitrifikasi ammonia sering disebut dengan bakteri nitrifikasi. Dalam prosesnya, amonia akan diubah menjadi nitrit (NO2–) terlebih dulu sebelum kemudian diubah menjadi nitrat (NO3–). Pengubahan amonia menjadi nitrat ini penting dilakukan karena kadar gas amonia berlebihan di dalam tanah akan menjadi kondisi yang beracun bagi tumbuhan.
Denitrifikasi
Pada tahap akhir siklus nitrogen, terjadi proses denitrifikasi. Nitrogen dalam tanah (berupa nitrat) akan diubah kembali menjadi bentuk asalnya, yaitu N2 seperti yang terdapat pada atmosfer. Proses denitrifikasi ini terjadi pada lingkungan anaerob dengan kontribusi bakteri denitrifikasi. Bakteri denitrifikasi menggunakan nitrat sebagai bahan bakar metabolismenya, dan mengeluarkan hasil sampingan metabolisme berupa N2. N2 yang dihasilkan kemudian akan kembali ke atmosfer dan siklus nitrogen kembali berulang.
Penulis : Latifa Ariani
Dikurasi Oleh : Daning Krisdianti
Referensi Literatur
Eduard, P. (2020, December 22). 5 Fakta Nitrogen, Salah Satu Unsur Penyusun Tubuh Kita. Retrieved December 22, 2020, from https://www.idntimes.com/science/discovery/peter-eduard/5-fakta-nitrogen-salah-satu-unsur-penyusun-tubuh-kita-exp-c1c2/4
Gischa, S. (2020, January 30). Atmosfer: Pengertian, Manfaat, Fungsi dan Lapisannya Halaman all. Retrieved December 22, 2020, from https://www.kompas.com/skola/read/2020/01/31/060000969/atmosfer-pengertian-manfaat-fungsi-dan-lapisannya?page=all
Nitrogen cycle. (n.d.). Retrieved December 22, 2020, from https://www.britannica.com/science/nitrogen-cycle
Referensi Gambar
https://images.app.goo.gl/9uUvtTXhfHZmGhsX6
https://www.britannica.com/science/nitrogen-cycle
LindungiHutan.com adalah Platform Crowdfounding Penggalangan Dana Online untuk Konservasi Hutan dan Lingkungan. Kunjungi situs berikut https://lindungihutan.com/kampanyealam untuk mendukung kegiatan dan aksi penghijauan teman-teman di Semarang. Mari bersama melestarikan dan menjaga pesisir Indonesia dari bahaya abrasi yang dapat merugikan banyak pihak.
Yuk jadi pioneer penghijauan di daerah tempat tinggalmu!
Author
