Nitrogen termasuk unsur kimia yang penting bagi makhluk hidup. Unsur nitrogen terbesar terdapat dalam gas nitrogen atau N2. Unsur tersebut juga dapat ditemukan dalam wujud garam nitrat yang mengalami asimilasi pada sitoplasma makhluk hidup dan berperan sebagai protein untuk cadangan makanan.
Nitrogen dalam bentuk gas yang ada di udara jumlahnya sangat banyak sekitar 78% dari total zat kimia dalam bentuk gas yang ada di atmosfer. Namun jumlah organisme yang memanfaatkan nitrogen secara langsung sangat sedikit.
Perlu kamu ketahui, tumbuhan pada dasarnya tidak dapat memanfaatkan unsur nitrogen secara langsung dan baru bisa di manfaatkan oleh tumbuhan apabila unsur tersebut telah terbentuk menjadi senyawa nitra (NO3) yang disebut dengan proses fiksasi nitrogen yang terjadi secara biologis dan kimiawi. Untuk lebih jelasnya, simak pembahasan berikut ini mengenai siklus nitrogen, di antaranya yaitu:
Pengertian Siklus Nitrogen
Siklus nitrogen adalah proses perubahan yang terjadi secara biologis ataupun non biologis pada senyawa yang mengandung unsur nitrogen dan berubah menjadi berbagai macam bentuk kimiawi lainnya.
Siklus nitrogen memiliki peran yang penting dalam kehidupan. Karena ketersediaan nitrogen dalam kehidupan sangat dibutuhkan dan berpengaruh pada tingkat ekosistem.
Tidak hanya itu, siklus nitrogen juga dapat terganggu yang diakibatkan oleh aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan serta pelepasan nitrogen ke dalam air limbah.
Proses Siklus Nitrogen
Berikut ini proses siklus nitrogen yang perlu kamu ketahui, yaitu:
Fiksasi Nitrogen Fiksasi nitrogen merupakan langkah pertama dalam siklus nitrogen. Fiksasi nitrogen adalah suatu proses abiotik yang mengubah nitrogen yang ada pada atmosfer menjadi amonia. Mikroorganisme yang melakukan fiksasi nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme tersebut memiliki enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dengan nitrogen. Selain mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada proses non-biologis, contohnya sambaran petir.
Nitrifikasi Nitrifikasi merupakan proses oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi amonium lalu menjadi nitrit dan diikuti dengan proses oksidasi nitrit menjadi nitrat. Degradasi amonia yang menjadi nitrit ini dikenal dengan nitrifikasi. Proses ini dilakukan oleh bakteri autotrof dan bakteri amonia pengoksidasi.
Asimilasi Asimilasi nitrogen adalah proses pembentukan senyawa nitrogen organik seperti asam amino dari senyawa nitrogen anorganik. Setelah proses nitrifikasi yang dilakukan oleh bakteri, tanaman akan menyerap nitrogen dalam wujud nitrat lalu gradien proton transporter nitrat akan menyerap nitrat yang kemudian diteruskan oleh xilem dari akar ke tunas. Pada tunas, reduksi nitrogen dilakukan dalam dua langkah yaitu nitrat yang akan direduksi menjadi nitrit oleh reduktase nitrat dalam sitosol dan nitrit dalam kloroplas akan direduksi oleh reduktase nitrit menjadi amonia.
Amonifikasi Amonifikasi merupakan tahapan dalam siklus nitrogen, dimana sisa-sisa tanaman serta limbah terurai oleh organisme yang akan menghasilkan amonia. Mikroorganisme dalam tanah yang akan mengurai bahan organik mati untuk dijadikan sebagai energi dan menghasilkan amonia juga senyawa dasar lain sebagai produk sampingan.
Denitrifikasi Denitrifikasi adalah tahapan siklus nitrogen dimana proses reduksi nitrat akan kembali berubah menjadi gas nitrogen untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Clostridium dan Pseudomonas dalam kondisi anaerobik. Pada proses tersebut akan menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama respirasi.
Contoh Siklus Nitrogen
Contoh dari siklus nitrogen tanpa kita sadari terjadi di sekitar, seperti:
Plankton merupakan mikroorganisme yang menghasilkan urea dan amonia yang berada dalam air. Zat yang dikeluarkan pada kedalaman zona eufotik tersebut kemudian dikonversi oleh bakteri menjadi nitrat. Konversi tersebut hanya terjadi di dalam zona eufotik saja, yaitu dimana tidak ada cahaya yang dapat menghambat proses konversi. Proses konversi ini disebut sebagai ammonification atau mineralisasi.
Dalam pertumbuhan tanaman sangat memerlukan nitrogen dari dalam tanah yang diserap melalui akar. Nitrogen tersebut tersedia dalam bentuk ion nitrogen. Nitrogen tersebut selanjutnya akan direduksi oleh tanaman menjadi ion nitrit. Kemudian ion nitrit tersebut akan diolah menjadi amonium ion yang kemudian masuk ke dalam asam amino lalu menuju ke klorofil.
Saat makhluk hidup mati akan melepaskan nitrogen organik. Nitrogen organik tersebut akan dikonversi oleh bakteri menjadi amonium.
Fakta Siklus Nitrogen
Membahas mengenai siklus nitrogen, kamu juga perlu mengetahui fakta mengenai nitrogen. Berikut ini fakta mengenai nitrogen, diantaranya:
Nitrogen tidak memiliki warna, tidak berbau, dan juga tidak berasa.
Sekitar 78% dari atmosfer terdiri atas nitrogen, namun sebagian besar makhluk hidup tidak dapat memanfaatkannya secara langsung.
Ada sekitar 3% dari berat badan manusia adalah nitrogen.
Nitrogen dapat digunakan sebagai bahan peledak dan pembuatan pupuk agar tanaman cepat tumbuh.
Kesimpulan Pembahasan
Jadi kesimpulan dari pembahasan ini yaitu bahwa sekitar 78% dari total zat kimia dalam bentuk gas yang ada di atmosfer terdiri dari Nitrogen.
Siklus nitrogen ini merupakan suatu proses perubahan secara kimiawi atau biologis suatu senyawa yang mengandung unsur nitrogen lalu berubah menjadi berbagai macam bentuk kimiawi lainnya.
Proses siklus nitrogen ini terdiri dari fiksasi, nitrifikasi, asimilasi, amonifikasi, dan denitrifikasi. Siklus nitrogen berperan penting dalam kehidupan karena ketersediaan nitrogen sangat dibutuhkan dan juga berpengaruh pada tingkat ekosistem.