Pengertian Daur Nitrogen, Ini Manfaat Dan Prosesnya

InfoKekinian.com – Siapa yang disini sudah mengenal pengertian daur nitrogen? Yups, daur atau siklus nitrogen ini termasuk ke dalam daur biogeokimia yang berperan dalam perubahan senyawa yang mengandung nitrogen.

Selain oksigen dan unsur kimia lainnya, nitrogen juga merupakan unsur kimia penting bagi kehidupan.

Nitrogen tidak diragukan lagi hadir di semua organisme hidup, misalnya sebagai bahan penyusun kehidupan, seperi asam amino yang juga tersusun dari nitrogen.

Bentuk nitrogen terbesar pada unsur tersebut adalah gas nitrogen (N2). Selain itu, unsur ini juga hadir sebagai garam nitrat, yang diasimilasi oleh sitoplasma organisme hidup yang berfungsi sebagai sumber protein untuk cadangan makanan.

Nitrogen disimpan di udara, bahan kimia anorganik seperti nitrat, nitrit, dan amonia, serta senyawa organik, seperti protein, asan urin dan urin, menurut Turk (1985) dan Killham (1996) yang merupakan seorang ahli.

78% dari semua senyawa kimia dalam bentuk gas di atmosfer terdiri dari nitrogen dalam bentuk gas.

Namun, ini berbeda dengan jumlah organisme yang relatif sedikit yang dapat langsung mengkonsumsi nitrogen.

Secara umum, tanaman tidak dapat langsung mengkonsumsi nitrogen. Jika nitrogen telah diubah menjadi molekul nitro, tanaman dapat memanfaatkan unsur nitra (NO3).

Fiksasi atau pengikatan nitrogen mengacu pada transformasi gas nitrogen menjadi senyawa nitrat (NO3), yang dapat terjadi baik secara biologis maupun kimiawi.

Lantas, apa pengertian daur nitrogen dan bagaimana dengan prosesnya? Yuk simak artikel ini hingga selesai

Pengertian Daur Nitrogen

Sebelum mengenal pengertian daur nitrogen lebih jauh, kamu perlu memahami jika, siklus nitrogen termasuk dalam siklus biogeokimia, bersama dengan siklus belerang, siklus karbon, siklus oksigen, siklus air, dan siklus fosfor.

Daur atau siklus nitrogen adalah proses yang melibatkan transformasi molekul yang mengandung nitrogen menjadi berbagai bentuk kimia lainnya. Modifikasi ini dapat bersifat biologis atau non-biologis.

Ekologi membutuhkan siklus nitrogen karena jumlah nitrogen yang tersedia mempengaruhi tingkat ekosistem, termasuk produksi primer dan kerusakan.

Aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasan nitrogen ke dalam air limbah, dapat mengganggu siklus nitrogen.

Fungsi Daur Nitrogen

Nitrogen tersebar luas di lingkungan, namun beberapa organisme tidak dapat memanfaatkannya secara langsung.

Oleh karena itu, nitrogen harus melalui serangkaian tahapan agar manfaatnya bisa maksimal bagi kesehatan ekosistem dan keberadaan kehidupan di bumi.

Menurut buku Ecology of Tropical Waters: Basic Principles of Management of Aquatic Biological Resources karya Husein Latuconsina, nitrogen harus difiksasi untuk diubah menjadi nitrogen anorganik seperti amonia, amonium, nitrit, nitrat, dan nitrogen molekuler, serta nitrogen organik.

Protein, asam amino, dan urea adalah semua kemungkinan bentuk nitrogen organik. Dari siklus nitrogen, organisme hidup dapat memanfaatkan nitrogen dengan baik.

Manfaat Daur Nitrogen

Selain memiliki dampak yang bervariasi pada manusia dan organisme lain, nitrogen memiliki banyak keuntungan penting.

Bila digunakan bersamaan dengan pupuk lain, manfaat bagi tanaman adalah percepatan proses pertumbuhan dan perkembangan.

Selain itu, meningkatkan kualitas manufaktur, terutama pada tanaman yang digunakan untuk konsumsi. Manfaat pada manusia juga agak berbeda.

Dimulai dengan kemampuan untuk digunakan sebagai zat terapeutik yang sangat signifikan, seperti nitrogen oksida yang penting, untuk mengurangi efek gagal napas pada bayi.

Selain itu, nitrogen yang terdapat di dalam obat yang digunakan untuk mengobati tumor atau kutil menular, dan membantu dalam proses pembekuan darah.

Dalam industri otomotif, dapat dimanfaatkan sebagai alternatif pengisian ban agar lebih nyaman dan tahan lama.

Di bidang lain, nitrogen bisa menjadi bahan penting dalam produksi bahan peledak skala kecil dan besar.

Nitrogen juga digunakan di berbagai bidang sebagai zat pendingin ruangan, makanan, dan transportasi.

Selain itu juga bisa digunakan sebagai bahan untuk membuat kalung hewan tertentu yang tidak akan menyebabkan reaksi alergi.

Proses Siklus Nitrogen Biologis

Ada berbagai jenis nitrogen di lingkungan, termasuk nitrogen organik dan amonium, nitrogen oksida dan nitrat, oksida nitrat dan nitrit, dan gas nitrogen anorganik.

Nitrogen ada dalam bentuk organik dalam sel hidup atau organisme hidup, sebagai produk sampingan dari penguraian zat organik.

Nantinya, siklus nitrogen akan mengubah nitrogen menjadi bentuk yang berbeda. Sebagian besar transformasi ini disebabkan oleh bakteri. Berikut adalah penjelasannya:

1. Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah transformasi nitrogen atmosfer menjadi amonia. Melalui fiksasi biologis, mikroorganisme yang hidup pada akar tanaman polong-polongan berperan dalam proses ini.

Bakteri ini, termasuk enzim rhizobium dan cyanobacteria nitrogenase, bertanggung jawab untuk konversi gas nitrogen menjadi amonia.

Proses fiksasi juga dapat terjadi secara kimiawi, dimana pada pengikatan nitrogen kimia juga disebut sebagai proses ikatan elektrokimia yang dibantu oleh energi petir.

Akibat energi listrik yang dibangkitkan petir, gas nitrogen dan gas oksigen di atmosfer udara akan bergabung membentuk molekul nitrogen dioksida (NO2).

Dalam hubungannya dengan presipitasi, petir akan bereaksi dengan gas nitrogen dioksida untuk menghasilkan asam nitrat.

Beberapa ion nitrat (NO3) selanjutnya diserap, didenitrifikasi, dan diendapkan oleh akar tanaman.

2. Nitrifikasi

Nitrifikasi adalah oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi amonium, nitrit, dan nitrat. Nitrifikasi menggambarkan transformasi amonia menjadi nitrit, proses ini adalah aspek penting dari siklus nutrisi tanah.

Bakteri autotrofik dan bakteri pengoksidasi amonia seperti ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria dan bakteri pengoksidasi amonia dari genus nitrosomonas dan nitrosococcus bertanggung jawab atas proses tersebut.

3. Asimilasi

Dalam asimilasi nitrogen, molekul nitrogen anorganik diubah menjadi senyawa nitrogen organik, seperti asam amino.

Setelah bakteri menyelesaikan proses nitrifikasi, tanaman akan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat.

Kemudian, gradien proton transporter nitrat akan menyerap nitrat, yang kemudian diangkut melalui xilem dari akar ke pucuk.

Pengurangan nitrogen pada tunas terjadi dalam dua fase. Pertama, nitrat diubah menjadi nitrit oleh nitrat reduktase di sitosol.

Sedangkan reduksi nitrit menjadi amonia akan menurunkan jumlah nitrit dalam kloroplas, amonia akan meningkat.

4. Amonifikasi

Amonifikasi mengacu pada fase siklus nitrogen di mana sisa tanaman dan limbah dicerna oleh organisme untuk membuat amonia.

Mikroorganisme di tanah menguraikan bahan organik mati untuk produksi energi, menghasilkan amonia dan molekul mendasar lainnya sebagai produk sampingan.

Bentuk ion amonium dari amonia akan bertahan di dalam tanah.

5. Denitrifikasi

Dalam siklus nitrogen, denitrifikasi adalah proses pengubahan nitrat menjadi gas nitrogen inert. Dalam kondisi anaerobik, mikroorganisme seperti Pseudomonas dan Clostridium melakukan denitrifikasi.

Dalam proses respirasi, bakteri memanfaatkan nitrat sebagai akseptor elektron. Bakteri yang dapat bertahan hidup dalam kondisi aerob ini adalah bakteri anaerob fakultatif.

Efek Produk Siklus Nitrogen Pada Manusia

Nitrogen sangat diperlukan, namun ternyata penggunaan yang tidak tepat memiliki konsekuensi negatif. Baik pada manusia maupun pada organisme lain. Berikut adalah efek dari siklus nitrogen:

1. Efek Pada Manusia

Ketika jumlah Nitrogen yang dipasok ke tubuh melebihi tingkat yang biasa, manusia akan mengalami sejumlah efek samping. Ketika tubuh menghirup nitrogen ekstra adalah salah satu contohnya.

Namun, efeknya akan bervariasi dari orang ke orang karena variabel seperti massa tubuh, jumlah nitrogen yang tertelan, dan kondisi kesehatan individu.

Berikut adala efek yang bisa terjadi pada manusia:

1. Depresi
2. Kekurangan vitamin B12
3. Kram di paha
4. Bergema di telinga
5. Pada ibu hamil dapat mengakibatkan kelainan kongenital
6. Stamina menurun
7. Memori berkurang
8. Gangguan mental.

2. Efek Pada Tanaman

Nitrogen memiliki dua efek pada tanaman, seperti efek kekurangan dan efek kelebihan. Berikut adalah penjelasannya:

4. Efek kekurangan Nitrogen

Beberapa dampaknya antara lain daun cepat menguning, jaringan daun mati, dan terganggunya proses pembuahan, sehingga menghasilkan buah yang cacat.

Biasanya, buahnya akan berukuran lebih kecil dan matang sebelum waktunya.

5. Efek Kelebihan Nitrogen

Jika terjadi kelebihan nitrogen pada tumbuhan, maka yang terjadi adalah akar berhenti tumbuh, daun menjadi lebih besar, tetapi batang menyimpan banyak air, membuatnya lemah.

Selain itu, tanaman akan lebih rentan terhadap penyakit. Selain itu, buah berkembang lebih lambat dari biasanya, dan bagian bunga mudah rontok.

FAQ

Berikut kami telah merangkum beberapa pertanyaan yang biasa dipertanyakan:

Nitrogen Berasal dari Apa?

Dilansir dari sebuah penelitian, nitrogen pada bumi berasal dari bagian luar dan dalam cakram protoplanet atau piringan yang membentuk tata surya.

Apa Sifat dari Nitrogen?

Nitrogen memiliki sifat fisika yang mirip dengan air, dimana titik leleh nya 2,0 °C, dengan titik didih 113,5 °C, serta massa jenis 1,0 g·cm−3.

Kesimpulan

Itulah sedikit informasi mengenai pengertian daur nitrogen, lengkap dengan fungsi serta manfaatnya bagi makhluk hidup yang ada dibumi ini.

Bisa kita simpulkan jika, daur nitrogen merupakan pergerakan pada nitrogen alam melalui biotik ataupun abiotik dari sebuah ekosistem.

Nitrogen pada atmosfer berupa gas N2 yang sangat berlimpah, tetapi makhluk hidup tidak bisa langsung menggunakannya.