Siklus nitrogen adalah bagaimana nitrogen bergerak melalui atmosfer. Siklus nitrogen menggunakan berbagai hal untuk menggerakkan nitrogen. Nitrogen penting untuk apa pun yang hidup di Bumi. Tidak seperti oksigen, nitrogen tidak diserap dari udara oleh tumbuhan atau hewan.
Poin Utama
- Nitrogen diubah dari nitrogen atmosferik (N2) menjadi bentuk yang dapat digunakan, seperti NO2-, dalam proses yang dikenal sebagai fiksasi. Mayoritas nitrogen ditetapkan oleh bakteri, yang sebagian besar bersimbiosis dengan tanaman.
- Baru-baru ini, amoniak yang telah diperbaiki kemudian dikonversi menjadi bentuk yang berguna secara biologis oleh bakteri khusus. Ini terjadi dalam dua langkah: pertama, bakteri mengubah amonia menjadi (nitrit) NO2-, dan kemudian spesies bakteri lain mengubahnya menjadi NO3- (nitrat).
- Nitriat adalah bentuk nitrogen yang dapat digunakan oleh tanaman. Asimilasi ke dalam jaringan tanaman sebagai protein. Nitrogen dilewatkan melalui rantai makanan oleh hewan yang mengkonsumsi tanaman, dan kemudian dilepaskan ke tanah oleh bakteri pengurai ketika mereka mati.
- Bakteri denitrifikasi mengubah NO2- kembali menjadi nitrogen atmosfer (N2), melengkapi siklusnya.
- de-nitrifikasi adalah suatu proses reduksi nitrat yang difasilitasi secara mikro yang akhirnya dapat menghasilkan nitrogen molekuler (N2) melalui serangkaian produk gas nitrogen oksida menengah.
- nitrifikasi adalah oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi nitrit diikuti oleh oksidasi nitrit ini menjadi nitrat.
- amonifikasi adalah pembentukan amonia atau senyawanya dari senyawa nitrogen, terutama sebagai hasil dekomposisi bakteri.
Pengertian
Siklus nitrogen adalah proses yang menjelaskan konversi nitrogen antara berbagai bentuk kimia. Mayoritas atmosfer bumi (sekitar 78%) terdiri dari nitrogen atmosfer, tetapi tidak dalam bentuk yang dapat digunakan untuk makhluk hidup.
Interaksi spesies yang kompleks memungkinkan organisme untuk mengubah nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan dan menukarnya di antara mereka sendiri. Nitrogen sangat penting untuk pembentukan asam amino dan nukleotida. Ini penting untuk semua makhluk hidup.
Nitrogen adalah di antara 6 unsur penting utama CHNOPS untuk kehidupan dan menyusun blok bangunan dan molekul utuh untuk metabolisme (asam amino dan protein), faktor keturunan (nukleotida dan asam nukleat), dan fungsi biologis penting lainnya.
Di antara unsur-unsur penting, volume yang beredar dari nitrogen dan fosfor yang tersedia secara biologis sedikit terbatas di banyak biosfer di planet ini, dan, secara keseluruhan, permintaan biologis untuk nitrogen dan fosfor dan kecepatan sirkulasi mereka jauh lebih besar dan lebih cepat daripada karbon.
Lebih lanjut, meskipun jalur transformasi biologis dari senyawa nitrogen kurang beragam dibandingkan dengan senyawa karbon ketika semua bentuk organik dipertimbangkan, kompleksitas metabolisme katabolik dan anabolik dari senyawa nitrogen anorganik dan proses sinergisnya berada di luar untuk karbon dan tidak dapat dibandingkan dengan unsur-unsur penting biologis lainnya.
Ada dua kolam nitrogen besar di Bumi, nitrogen molekul atmosfer (N2) dan (biologis) nitrogen reaktif (NO3, NH4, dan nitrogen organik). Siklus nitrogen biologis terutama terdiri dari interaksi internal dalam kolam nitrogen reaktif dan aliran masuk dan keluar antara nitrogen reaktif dan kolam N2 atmosfer.
Inter-koneksi antara dua kolam nitrogen besar terutama dikendalikan oleh hanya dua proses biologis (mikroba), fiksasi nitrogen dan denitrifikasi, meskipun dampak input antropogenik ke dalam kolam nitrogen reaktif terestrial dan laut pada siklus nitrogen global memiliki baru-baru ini meningkat karena pemupukan dan pembakaran bahan bakar fosil.
Bagaimana Nitrogen Bergerak?
Nitrogen bergerak melalui berbagai hal seperti:
- Binatang
- Bakteri
- Tanaman
- Udara
- Tanah
Berbagai Kondisi Nitrogen
Nitrogen memiliki berbagai bentuk di Bumi. Ada beberapa kondisi nitrogen yang berbeda seperti:
- Nitrat yang merupakan NO2
- Amonium yang merupakan NH4
- Nitrogen yang ditemukan di atmosfer yaitu N2
Bagaimana Cara kerja Siklus Nitrogen?
Agar siklus nitrogen bekerja, bagian terpenting adalah bakteri. Bakteri membantu nitrogen untuk berubah ke keadaan yang berbeda sehingga dapat digunakan dengan cara yang benar. Tanah, misalnya, memiliki bakteri yang membantu nitrogen dipecah sehingga dapat diserap.
Hewan mendapatkan nitrogen dari tanaman.
Tahapan Siklus Nitrogen
Ada beberapa langkah berbeda dalam siklus nitrogen dan tahapan ini termasuk:
- Fiksasi: Fiksasi adalah ketika bakteri mengubah nitrogen menjadi amonium sehingga dapat digunakan oleh tanaman.
- Nitrifikasi: Nitrifikasi adalah proses di mana bakteri mengubah amonium menjadi nitrat dan tanaman menyerap nitrat ini.
- Asimilasi: Asimilasi adalah ketika tanaman menyerap nitrat dari tanah dan dari akarnya. Nitrogen kemudian digunakan untuk klorofil, asam nukleat dan asam amino.
- Amonifikasi: Amonifikasi adalah ketika tanaman atau hewan mati dan pengurai mengubah nitrogen kembali menjadi amonium dan kemudian kembali ke siklus nitrogen. Ingatlah bahwa pengurai adalah bakteri dan jamur.
- Denitrifikasi: Denitrifikasi adalah ketika bakteri mengirim lebih banyak nitrogen ke tanah dan nitrogen dilepaskan ke udara.
Kenapa Siklus Nitrogen Sangat Penting?
Orang, tumbuhan atau hewan tidak dapat hidup tanpa nitrogen. Nitrogen membantu membentuk sel dan membantu menghasilkan hal-hal seperti protein, asam amino, dan hal-hal lain yang diperlukan untuk tubuh kita. Banyak hal yang dihasilkan nitrogen ditemukan dalam DNA kita.
Alasan lain mengapa nitrogen sangat penting adalah bahwa nitrogen dibutuhkan oleh hewan, tumbuhan, dan manusia karena membantu membangun benda-benda di tubuh kita yang merupakan unsur pembangun kehidupan.
Nitrogen juga membantu proses klorofil yang diperlukan untuk fotosintesis untuk membantu tanaman tumbuh.
Proses Siklus Nitrogen:
- Nitrogen masuk ke udara dan diubah menjadi nitrat oleh petir.
- Presipitasi membawa nitrogen ke tanah.
- Nitrogen dalam tanah diubah menjadi nitrat karena bakteri.
- Tanaman menyerap nitrat melalui akarnya, dan membantu mereka untuk tumbuh.
- Hewan memakan tanaman dan mereka menyerap nitrat dan mengubahnya menjadi protein hewani yang membantu mereka tumbuh kuat dan sehat.
- Nitrogen dikembalikan ke tanah ketika hewan pergi ke kamar mandi dan ketika bakteri memecah mayat tanaman dan hewan.
Bagaimana Siklus Nitrogen Terganggu?
Siklus nitrogen berubah ketika orang menambahkan pupuk ke tanah. Karena pupuk memiliki nitrogen di dalamnya, menambahkannya ke pupuk menyebabkan tanaman melepaskan gas yang disebut nitro oksida.
Ketika menambahkan lebih banyak nitrogen ke Bumi, itu menyebabkan lebih banyak nitrogen daripada yang dibutuhkan ke dalam Bumi dan mengubah siklus nitrogen.
Fakta Tentang Siklus Nitrogen:
- 78% atmosfer Bumi terdiri dari nitrogen.
- Sebagian besar nitrogen yang ditemukan di atmosfer tidak dapat digunakan oleh tumbuhan atau hewan.
- Nitrogen digunakan dalam pupuk.
- Pupuk membantu tanaman tumbuh lebih cepat.
- Nitrogen oksida adalah gas rumah kaca.
- Terlalu banyak nitro oksida dapat menyebabkan hujan asam.
- Nitrogen tidak memiliki warna atau bau.
- Nitrogen tidak memiliki rasa.
- Nitrogen digunakan dalam bahan peledak.
- Tubuh kita terdiri dari sekitar 3% nitrogen.
Soal dan Pembahasan Siklus Nitrogen
Apa itu siklus nitrogen? Siklus nitrogen adalah ketika nitrogen bergerak dari udara ke tanah dan dari tanah ke makhluk hidup dan kemudian dari makhluk hidup kembali ke tanah dan udara.
Berapa banyak langkah yang ada untuk pengembangan nitrogen? Ada lima langkah untuk pengembangan nitrogen.
Bagaimana nitrogen kembali ke tanah? Nitrogen kembali ke tanah melalui bakteri yang menguraikan benda mati dan ketika hewan menggunakan kamar mandi di tanah.
Mengapa nitrogen penting? Nitrogen penting karena membantu memberi kehidupan pada hewan, tumbuhan, dan manusia. Nitrogen adalah bagian penting dari blok bangunan tubuh kita dan bahkan merupakan bagian dari DNA kita.
Apa salah satu bagian terpenting dari siklus nitrogen? Bakteri adalah salah satu bagian terpenting dari siklus nitrogen karena membantu memecah benda mati dan memberikan nitrogen ke tanah dan udara.
Ringkasan
Fiksasi: Agar organisme dapat menggunakan nitrogen atmosferik (N2), ia harus “diperbaiki” atau diubah menjadi amonia (NH3). Ini dapat terjadi sesekali melalui sambaran petir, tetapi sebagian besar fiksasi nitrogen dilakukan oleh bakteri yang hidup bebas atau simbiotik. Bakteri ini memiliki enzim nitrogenase yang menggabungkan gas nitrogen dengan hidrogen untuk menghasilkan amonia. Selanjutnya dikonversi oleh bakteri untuk membuat senyawa organik mereka sendiri. Beberapa bakteri pengikat nitrogen hidup dalam bintil-bintil akar dari legum tempat mereka menghasilkan amonia dengan imbalan gula. Saat ini, sekitar 30% dari total nitrogen tetap diproduksi di pabrik kimia untuk pupuk.
Nitrifikasi adalah konversi amonia (NH3) menjadi nitrat (NO3-). Ini biasanya dilakukan oleh bakteri yang hidup di tanah, seperti nitrobacter. Ini penting karena tanaman dapat mengasimilasi nitrat ke dalam jaringan mereka, dan mereka bergantung pada bakteri untuk mengubahnya dari amonia menjadi bentuk yang dapat digunakan. Nitrifikasi dilakukan terutama oleh genus bakteri, Nitrobacter.
Amonifikasi / Mineralisasi: Dalam amonifikasi, bakteri atau jamur mengubah nitrogen organik dari organisme mati kembali menjadi ammonium (NH4 +). Nitrifikasi juga dapat bekerja pada amonium. Ia dapat didaur ulang menjadi bentuk yang dapat digunakan pabrik melalui nitrifikasi atau dikembalikan ke atmosfer melalui de-nitrifikasi.
DeNitrifikasi: Nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) diubah kembali menjadi gas nitrogen atmosfer (N2) oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium, biasanya dalam kondisi anaerob. Bakteri ini menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron alih-alih oksigen selama respirasi.