Siklus Nitrogen

Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer, hampir 80% kandungan nitrogen berada dalam atmosfer namun hanya sekitar 0,03% nitrogen terdapat pada tanah, lautan dan tubuh organisme (Raven, 1986: 1115). Nitrogen sangat penting bagi tumbuhan yang dijumpai pada berbagai senyawa penyusun tumbuhan dan protein. Tumbuhan mengalami kekurangan nitrogen meskipun jumlah nitrogen di atmosfer cukup banyak. Nitrogen atmosfer ini adalah gas N2 yang merupakan unsur yang tidak reaktif dan tumbuhan tidak dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk tersebut. Tetapi harus melewati berbagai tahapan reaksi terlebih dahulu sehingga dalam penggunaan nitrogen pada makhluk hidup diperlukan berbagai proses, yaitu: fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi. Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain (Campbell et al., 2002:398). 

Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekosistem karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem, termasuk produksi primer dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasan nitrogen dalam air limbah telah secara dramatis mengubah siklus nitrogen global.

Menurut Resosoedarmo (1989:21), nitrogen bebas sebagai N2 dapat ditambat atau difiksasi terutama oleh tumbuhan yang mempunyai bintil-bintil akar (misalnya jenis polong-polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat atau petir. Di negara-negara maju, nitrogen bebas dikumpulkan untuk keperluan industri. 

Dalam bintil-bintil akar terdapat bakteri yang hidup bersimbiosis dengan tumbuhan inangnya. Bakteri ini mampu menambat nitrogen bebas dari udara menjadi nitrat, melalui tahap pembentukan ammonia dan nitrit. Proses penambatan oleh organisme disebut fiksasi biologi. Fiksasi oleh kilat dan industri juga menghasilkan nitrat. Nitrat dapat diserap oleh tumbuhan untuk keperluan sintesis protein melalui proses metabolisme. Selanjutnya tumbuhan menjadi makanan berbagai jenis hewan. Tumbuhan dan hewan yang mati mengalami proses dekomposisi melalui jasad renik, yang melepaskan hasil dekomposisi itu ke dalam lingkungannya yaitu ammonia. Nitrogen dalam biosfer dapat pula diperoleh dari endapan dangkal di lautan atau dari letusan gunung berapi (Resosoedarmo, 1989:21).

Sebagai wawasan, saksikanlah video siklus Nitrogen berikut:

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 atau humus dibangun. 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 (Campbell et al, 2002:399).

Siklus nitrogen melibatkan semua bagian biosfer. Nitrogen dalam atmosfer harus bereaksi dahulu dengan hidrogen dan oksigen sebelum dapat diasimilasikan oleh tumbuhan, dan tumbuhan kemudian dimakan hewan. Manusia bercampur tangan dalam siklus nitrogen melalui penanaman tumbuhan polong-polongan yang dapat menambat nitrogen dan melalui industri penambatan nitrogen (Resosoedarmo, 1989:18).

Sumber:

Campbell, N.A. & Reece.(2008). Biology, 8thedition. San Fransisco: Pearson Internationa

Mader, S. Sylvia. 1995. Biology: Evolusi, Kepelbagaian dan Persekitaran. Kualalumpur: Wm. C. Brown Publisher.

McLaren, James E. and Lissa Rotundo. 1985. Heath Biology. Massachusetts: D.C. Heath and Company.

Moore, Randy, et al. 1995. Biology. Indiana Polis: Brown Publisher.

Raven & Johnson. 1987. Biology. Fourth Edition. New York: WBC/McGraw-Hill Companies, Inc.