Siklus Nitrogen, Pengertian, Tahapan, Contoh, dan Fakta Menariknya

Jumlah nitrogen di alam sangat banyak, tetapi hanya makhluk hidup tertentu saja yang dapat mengubahnya menjadi bentuk yang lain. Berkaitan dengan pembentukan nitrogen, terdapat sebuah siklus yang disebut dengan siklus nitrogen.

Siklus nitrogen memiliki peran penting dalam ekologi. Menurut Turk (1985) dan Killham (1996) yang dilansir dari rimbakita.com menyampaikan bahwa unsur nitrogen tersimpan di udara, senyawa organik seperti protein, urin, dan asam urin, serta senyawa anorganik seperti nitrat, nitrit, dan amonia.

Untuk memahaminya lebih lanjut, berikut penjelasan tentang siklus nitrogen beserta contoh dan fakta menarik nitrogen.

Pengertian dan Tahapan Siklus Nitrogen

Melansir dari ilmugeografi.com dan rimbakita.com, siklus nitrogen adalah siklus yang mencakup proses perubahan senyawa yang terdapat unsur nitrogen agar dapat berubah menjadi bentuk kimiawi lainnya. Perubahan nitrogen dalam siklus ini dapat terjadi secara biologis maupun non biologis.

1. Fiksasi

Fiksasi menjadi salah satu tahap dalam siklus nitrogen. Fiksasi merupakan perubahan nitrogen di udara menjadi amonia. Bakteri yang melakukan proses ini adalah diazotrof. Bakteri diazotrof memiliki enzim nitrogenaze yang menggabungkan nitrogen dengan hidrogen. Ia bersimbiosis dengan tanaman dan kacang-kacangan.

2. Nitrifikasi

Nitrifikasi merupakan konversi amonium menjadi nitrat. Pada tahap ini, bakteri hidup dalam tanah berperan penting. Bakteri nitrifikasi akan melakukan oksidasi terhadap amonium. Ia akan mengubah amonia menjadi nitrit. Perubahan nitrit ini akan menjadi nitrat dan sangat penting bagi tanaman karena nitrit adalah racun bagi tanaman.

3. Asimilasi

Tahap asimilasi adalah proses pembentukan senyawa nitrogen organik dari senyawa nitrogen anorganik seperti asam amino. Tanaman akan menyerap nitrogen dalam wujud nitrat setelah proses nitrifikasi.

Selanjutnya gradien proton transporter nitrat akan menyerap nitrat. Ia akan diteruskan oleh xilem dari akar ke tunas lalu akan direduksi dalam dua langkah. Langkah pertama yakni nitrat akan direduksi menjadi nitrit oleh reduktase nitrat dalam sitosol, kemudian nitrit dalam kloroplas akan direduksi menjadi amonia.

4. Amonifikasi

Siklus nitrogen selanjutnya yakni tahap amonifikasi. Sisa-sisa tanaman yang terurai oleh organisme akan menghasilkan amonia. Proses ini disebut amonifikasi. Amonia yang ada dalam tanah nantinya akan bertahan dan menjadi ion amonium.

5. Denitrifikasi

Denitrifikasi merupakan proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen inert. Denitrifikasi ini membutuhkan pseudomonas dan clostridium sebagai pengubahnya. Bakteri akan menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron. Bakteri yang mampu bertahan pada kondisi ini adalah bakteri anaerob fakultatif.

Contoh Siklus Nitrogen

Nitrogen terjadi di sekitar tanpa disadari. Nitrogen sangat dibutuhkan bagi semua makhluk hidup baik manusia maupun tumbuhan. Berikut ini beberapa contoh nitrogen.

1. Nitrogen dalam Tumbuhan

Tumbuhan membutuhkan nitrogen dari dalam tanah yang diserap lewat akar. Kemudian, tanaman akan mereduksinya menjadi tanaman ion nitrit. Selanjutnya, ion nitrit akan menjadi amonium ion yang masuk ke asam amino. Asam amino tersebut akan menuju klorofil.

2. Nitrogen dalam Siklus Makhluk Hidup

Setiap makhluk hidup yakni manusia, binatang, dan tumbuhan dari berbagai aspeknya termasuk kotorannya akan melepaskan nitrogen organik. Nitrogen tersebut akan diubah menjadi amonium. Proses perubahan itu disebut dengan mineralisasi.

3. Nitrogen di Lautan

Nitrogen di lautan terjadi karena limpasan air tanah dan air hujan. Nitrogen yang berada di lautan muncul akibat proses presipitasi dan mengalami fiksasi oleh bakteri cyanobacteria. Setelah itu, ia akan muncul dalam bentuk biologis yang bermanfaat untuk fitoplankton.

4. Nitrogen untuk Plankton

Plankton dikenal sebagai mikroorganisme. Ia menghasilkan amonia dan urea dalam air. Zat amonia dan urea akan keluar dalam zona euphotic dan dikonversi oleh bakteri menjadi nitrat. Dalam prosesnya, perubahan ini hanya terjadi di zona eufotik. Zona tersebut tidak ada cahaya sama sekali. Proses itu dinamakan ammonification atau yang pada umumnya disebut mineralisasi.

5. Nitrogen Setelah Menjadi Amonia

Setelah itu, amonia akan mengalami proses nitrifikasi dan menjadi nitrit dan nitrat. Pencampuran partikel dan upwelling itu membawa nitrat ke atas agar digunakan oleh phytoplankton. Ia akan melanjutkan siklus nitrogen.

Fakta Menarik Nitrogen

Nitrogen memiliki fakta-fakta menarik yang dilansir dari rimbakita.com. Nitrogen sebenarnya hadir dalam jumlah yang sangat banyak yakni 78% dari atmosfer di bumi.

Namun, sebagian besar makhluk hidup di bumi tak dapat memanfaatkan nitrogen secara langsung. Salah satu contohnya yakni nitrogen pada tanaman. Nitrogen akan dihadirkan dalam bentuk pupuk. Nitrogen yang digunakan pada pupuk bertujuan agar tanaman tumbuh lebih cepat. Nitrogen juga terdapat dalam tubuh manusia sebanyak 3%.

Selain itu, fakta menarik lainnya yakni nitrogen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak ada rasanya. Meski demikian, nitrogen dapat digunakan sebagai bahan peledak. Jika jumlah nitrogen oksida sangat banyak, maka akan terjadi hujan asam.

Demikian penjelasan terkait siklus nitrogen beserta contoh dan fakta menarik mengenai nitrogen.