Tahapan-Tahapan Daur Nitrogen

Siklus atau daur nitrogen adalah proses perubahan nitrogen anorganik menjadi nitrogen organik (NH₃, NO₂, NO₃) kemudian menjadi nitrogen anorganik lagi. Proses perubahan tersebut melalui beberapa tahapan yang terjadi berurutan dan membentuk siklus. Tahapan daur nitrogen yang terjadi meliputi proses fiksasi nitrogen, dekomposisi, amonifikasi, nitrifikasi (nitritasi dan nitratasi), dan denitrifikasi. Daur nitrogen menjelaskan bagaimana nitrogen (N) dalam tanah atau gas nitrogen (N₂) di atmosfer dapat terbentuk.

Keberadaan nitrogen dapat dijumpai di udara bebas dan dalam tanah. Bentuk nitrogen di atmosfer berupa gas nitrogen (N₂) yang disebut sebagai nitrogen anorganik. Nitrogen di atmosfer menjadi gas dengan komponen terbanyak, yaitu sekitar 78% dari total udara. Sedangkan nitrogen dalam tanah yang digunakan tanaman berupa nitrogen organik (amonia atau NH₃, NO₂, NO₃) ion NO₃^– (nitrat). Nitrogen dalam tanah dapat diikat oleh bakteri pengikat atau fiksasi nitrogen yang biasanya hidup di tanaman polong-polongan seperti kacang tanah, kedelai, dan lain sebagainya. Selain plong-polongan, ganggang hijau-biru dalam air juga memiliki kemampuan untuk memfiksasi atau mengikat nitrogen.

Tahapan fiksasi atau pengikatan nitrogen oleh tumbuhan menjadi proses awal dari serangkaian daur nitrogen. Nitrogen akan dimanfaatkan tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan metabolismenya. Selanjutnya, bagaimana tahapan-tahapan yang terjadi pada daur nitrogen? Bakteri apa saja yang terlibat dalam daur nitrogen? Sobat idschool dapat menyimak lebih banyak melalui ulasan di bawah.

Baca Juga: 5 Tahapan Daur Hidup Obelis sp

Tahapan-Tahapan pada Daur Nitrogen

Daur nitrogen terdiri dari tiga tahapan utama yaitu perubahan gas nitrogen menjadi amonia, perubahan amonia menjadi nitrat, dan perubahan nitrat kembali menjadi nitrogen. Tahapan-tahapan tersebut melalui proses yang terdiri dari fiksasi, dekomposisi, amonifikasi, nitrifikasi (nitritasi dan nitratasi), dan denitrifikasi. Dalam tahapan fiksasi, dekomposisi, amonifikasi, dan nitrifikasi akan menghasilkan nitrogen organik yang bermanfaat bagi tumbuhan. Sedangkan proses tahapan denitrifikasi merupakan tahapan yang menghasilkan nitrogen anorganik.

Tahap Pertama

Tahap pertama daur nitrogen diawali dengan transfer nitrogen anorganik berupa gas nitrogen (N₂) dari atmosfer ke dalam tanah. Proses yang terjadi pada tahapan ini adalah fiksasi nitrogen atau pengikatan nitrogen. Setidaknya ada empat cara yang menjadi sumber adanya nitrogen di dalam tanah. Cara-cara tersebut antara lain meliputi fiksasi biologis, industri fiksasi nitrogen, pembakaran bahan bakar fosil, dan proses lain.

• Fiksasi biologis: pengikatan nitrogen oleh bakteri (Rhizobium dan Azotobacter) yang banyak dijumpai pada polong-polongan
• Industri fiksasi nitrogen: kombinasi nitrogen atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak bumi) untuk menghasilkan amonia (NH₃) yang dilakukan oleh kegiatan industri pupuk
• Pembakaran bahan bakar fosil: mesin mobil dan pembangkit listrik termal yang melepaskan berbagai nitrogen oksida
• Proses lain: pembentukan NO dari N₂ dan O₂ karena adanya energi yang besar seperti energi petir, selanjutnya proses transfer nitrogen terjadi saat air hujan yang membawa sejumlah nitrogen ke dalam tanah

Proses selanjutnya adalah amonifikasi (pembentukan amonium) dan nitrifikasi (pembentukan nitrat). Bentuk nitrat inilah yang dapat dimanfaatkan tumbuhan untuk melangsungkan metabolisme tumbuhan.

Baca Juga: Respirasi Aerob dan Anaerob

Tahapan Kedua

Selain fiksasi nitrogen seperti yang disebutkan pada tahapan pertama, sumber nitrogen dalam tanah juga dapat beraasal dari perombakan organisme yang mati oleh dekomposer. Dekomposer akan mengubah orgnisme yang telah mati menjadi menjadi amonium (NH₄⁺). Proses pembentukan amonium tersebut disebut dengan amonifikasi.

Amonium yang terbentuk akan digunakan bakteri aerob dan mengalami nitrifikasi yang terdiri dari nitritasi dan nitratasi. Nitritasi adalah proses pembentukan nitrit (NO₂^–) oleh bakteri Nitrosomonas atau Nitrosococcus. Nitratasi adalah pembentukan nitrat (NO₃^–) oleh bakteri Nitrobacter. Nitrat yang terbentuk kemudian akan digunakan oleh tumbuhan untuk proses penyusunan makanan. Pengambilan nitrat oleh tanaman terjadi melalui proses asimilasi yaitu absorbsi/penyerapan melalui rambut-rambut akar.

Tahapan Ketiga

Proses nitrifikasi hanya akan terjadi saat tersedia banyak oksigen dalam tanah karena prosesnya melibatkan bakteri aeron. Jika jumlah oksigen tidak cukup atau terabatas maka akan terjadi denitrifikasi. Proses yang terjadi pada denitrifikasi adalah pelepasan nitrogen dari nitrat kembali ke atmosfer oleh bakteri.

Secara ringkas, tahapan-tahapan yang terjadi pada daur nitrogen diberikan seperti daftar berikut.

1. Fiksasi nitrogen: pengikatan nitrogen bebas dari udara oleh bakteri Rhizobium atau Acetobacter dan cara pengikatan nitrogen lainnya
   
2. Amonifikasi: penguraian nitrogen organik menjadi amonium (NH₄⁺)
   
3. Nitrifikasi (Nitritasi dan Nitratasi)
   √ Nitritasi: pembentukan ion nitrit (NO₂^–) oleh bakteri Nitrosomonas atau Nitrosococcus
   √ Nitratasi: pembentukan ion nitrat (NO₃^–) oleh bakteri Nitrobacter
   
4. Asimilasi: penyerapan ion nitrat oleh tumbuhan melalui rambut-rambut akar
   
5. Denitrifikasi: penguraian kembali nitrogen organik menjadi gas nitrogen ke atmosfer oleh bakteri

Baca Juga: Tiga Macam Siklus Air/Hidrologi

Contoh Soal dan Pembahasan

Beberapa contoh soal mengenai daur nitrogen di bawah dapat digunakan untuk menambah pemahaman materi daur nitrogen. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Berhasil menyelesaikan soal dengan baik dapat menjadi indikator memahami materi dengan baik. Selamat berlatih!

Contoh 1 – Soal Daur Nitrogen

Pembahasan:

Keterangan proses yang terjadi pada masing-masing nomor diberikan seperti daftar berikut.

1. Senyawa amonium menjadi nitrit merupakan proses nitritasi 
2. Nitrit menjadi nitrat merupakan proses nitratasi
3. Nitrat menjadi protein berlangsung ketika nitrat diserap oleh tumbuhan melalui proses asimilasi (sintesis)
4. Nitrat menjadi nitrogen di atmosfer terjadi saat kadar oksigen dalam tanah terbatas oleh bakteri melalui proses denitrifikasi 
5. Nitrogen di atmosfer dapat diikat oleh bakteri Rhizobium atau Azotobacter dan dimanfaatkan oleh tumbuhan merupakan proses fiksasi
6. Senyawa amonium menjadi protein juga merupakan proses asimilasi (sintesis) karena sebagian kecil tumbuhan dapat langsung menyerap amonium

Jadi, secara berturut-turut proses nomor III dan V adalah sintesis dan fiksasi.

Jawaban: B

Contoh 2 – Soal Daur Nitrogen

Perhatikan daur nitrogen di bawah!

Proses yang terjadi pada bagian X adalah ….
A. fiksasi, pengikatan nitrogen bebas dari udara oleh bakteri Clostridium sp. Secara anaerob
B. nitrifikasi, pembentukan ion nitrit oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus
C. amonifikasi, penguraian nitrogen organik menjadi amonium kembali
D. denitrifikasi, penguraian kembali nitrogen organik menjadi gas nitrogen
E. nitrifikasi, pengikatan ion-ion nitrat oleh bakteri Nitrobacter

Pembahasan:

Proses yang terjadi pada bagian X adalah perubahan protein yang dapat berasal dari organisme hidup yang mati menjadi NH₃ (amonium). Organisme yang telah mati oleh pengurai atau dekomposer diurai sehingga membentuk amoniak. Peristiwa yang sesuai dengan kondisi tersebut disebut dengan amonifikasi.

Jawaban: C

Baca Juga: Respirasi Aerob dan Anaerob

Contoh 3 – Soal Tahapan Daur Nitrogen

Perhatikan gambar daur biogeokimia Nitrogen!

Fiksasi N₂ ditunjukkan pada proses ….
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5

Pembahasan:

Sebagian besar unsur nitrogrn di atmosfer terdapat dalam bentuk nitrogen bebas (N₂). Beberapa organisme dapat memfiksasi nitrogen dalam bentuk N₂ , misalnya bakteri Rhizobium yang hidup pada akar tanaman plong-polongan. Jadi, fiksasi N₂ ditunjukkan pada proses nomor 1.

Jawaban : A

Demikianlah tadi ulasan tahapan-tahapan daur nitrogen yeng meliputi proses fiksasi, dekomposisi, amonifikasi, nitrifikasi (nitritasi dan nitratasi), asimilasi, serta denitrifikasi. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!

Baca Juga: Daur Air atau Siklus Hidrologi dan Keterangannya

Sumber gini.com