Advertisement

DAUR NITROGEN, Kecuali beberapa tumbuhan yang jumlahnya relatif kecil (polong-polongan dan beberapa marga bukan polongpolongan) yang dapat menggunakan nitrogen dari atmosfer dengan cara bersimbiosis dengan bakteri penambat nitrogen pada bintil-bintil akarnya, tumbuhan lainnya memperoleh nitrogen dengan cara menyerap ion nitrat atau ion amonium dari dalam tanah. Setelah berada di dalam tubuh tumbuhan, nitrogen anorganik ini diubah menjadi asam amino dan kemudian menjadi protein. Zat-zat ini mungkin tetap berada dalam tumbuhan, atau jika tumbuhan dimakan hewan, zat-zat ini dapat terurai lagi menjadi protein hewani. Dalam kedua hal tersebut nitrogen terkunci di dalam tubuh organisme. Kesinambungan kehidupan tumbuhan dan hewan memerlukan pengembalian unsur ini ke dalam lingkungan agar tersedia kembali bagi tumbuhan, jadi juga bagi hewan. jalur tempat atom nitrogen bersirkulasi di alam dikenal dengan sebutan daur nitrogen. Karena jalur ini melingkar, maka jalur ini dapat dimulai dari titik mana saja, akan tetapi lebih mudah jika dimulai dari nitrogen organik yang ada dalam bentuk protein di dalam tubuh tumbuhan dan hewan.

J ika tumbuhan dan hewan mati, tubuhnya dihancurkan oleh bakteri pembusuk atau penyebab busuk, yang terutama ada dalam tanah atau dalam lumpur di dasar danau, sungai, dan laut. Bakteri-bakteri ini bersifat saprofit, jadi memerlukan organisme mati sebagai sumber makanannya. Dengan kegiatannya, bakteri pembusuk ini merombak protein nabati dan hewani menjadi amonia, yang lalu dilepaskan ke tanah atau air di sekitarnya. Selama hidup berbagai jenis hewan itu sebagian nitrogen dikembalikan ke lingkungan sebagai ekskresi amonia atau sebagai urea (yang untuk mudahnya dapat dianggap sebagai amonia dalam bentuk gabungan). Amonia yang dihasilkan dari pembusukan dan ekskresi lalu diolah oleh kelompok bakteri kedua, yaitu bakteri nitrifikasi yang juga terdapat dalam tanah dan air. Hanya ada dua marga yang terkenal dari bakteri nitrifikasi ini, yaitu Nitrosomonas yang mengoksidasi amonia menjadi nitrit, dan Nitrobacter yang mengoksidasi nitrit menjadi nitrat. Proses oksidasi ini memberi kepada bakteri energi yang diperlukannya untuk penambatan karbon dioksida. Hasil kegiatan gabungan bakteri nitrit ini ialah bahwa nitrat dapat tersedia kembali bagi tumbuhan untuk dibentuk menjadi protein nabati.

Advertisement

Daur ini menjadi rumit oleh adanya ‘kebocoran’ yang disebabkan oleh kelompok ketiga bakteri tanah, yaitu bakteri denitrifikasi. Bakteri ini mengubah, baik nitrat maupun amonia menjadi nitrogen molekuler yang karena berupa gas akan lepas ke udara. Walaupun demikian kehilangan ini tidak permanen, sebab ada berbagai metode yang mengubah nitrogen molekuler itu menjadi senyawa nitrogen yang dapat dimasukkan kembali ke dalam daur utama. Proses apa pun yang menggabungkan nitrogen bebas dengan unsur lain secara kimia dan membentuk senyawa nitrogen disebut penambatan nitrogen. Salah satu metode pentingnya ialah melalui kegiatan organisme bebas dan organisme bersimbiosis yang mampu mengubah nitrogen dari atmosfer menjadi amonia (kebalikan dari denitrifikasi). Organisme penambat nitrogen ini telah disinggung pada bagian terdahulu (Penambatan nitrogen secara biologi). Sebagian nitrogen dari atmosfer juga ditambat dalam bentuk nitrogen oksida oleh pelepasan arus listrik (halilintar) dan dibawa oleh air hujan dalam tanah, yang kemudian membentuk nitrit dan nitrat. Sebagai tambahan kepada proses alamiah ini telah ditemukan bagaimana caranya menggunakan nitrogen dari atmosfer ini untuk dibentuk menjadi amonia, yang dapat diberikan ke dalam tanah sebagai garam amonium (terutama amonium sulfat). Sintesis buatan amonia ini telah menjadi salah satu industri terbesar di dunia, sebab jika pertanian intensif akan dilaksanakan, kebutuhan akan nitrogen sebagai hara tumbuhan selalu melebihi potensi tersedia yang diproduksi secara alami.

Daur nitrogen lengkap mencakup sejumlah proses (pem-busukan, nitrifikasi, denitrifikasi, penambatan nitrogen, dan asimilasi nitrogen) dan berbagai organisme. Jika kita dapat mengikuti nasib sebuah atom tunggal nitrogen, tampak atom itu memasuki susunan berbagai senyawa sebagai akibat kegiatan bermacam-macam makhluk hidup. Sebenarnya daur nitrogen itu bukan hanya satu, melainkan sekelompok daur yang keseluruhannya saling berinteraksi. Jalur utamanya diringkas seperti tertera dalam   18.3. Pada diagram ini amonia (dan bukan nitrit) merupakan hasil akhir ?enambatan nitrogen secara biologi, sebab amonia merupakan nasil zat anorganik akhir dari proses ini dan sebagai prekursor langsung nitrogen organik. Asimilasi nitrogen berlangsung Daik dari nitrat maupun dari amonia, sebab walaupun asimilasi nitrat ini mencakup reduksi amonianya, hal ini terjadi di dalam tumbuhan dan tidak ada pengeluaran nitrit ke lingkungan yang dapat digunakan oleh Nitrosomonas.

 

Advertisement
Filed under : Ilmu Alam,