Tahapan daur nitrogen dalam daur/siklus nitrogen adalah urutan-urutan perubahan nitrogen anorganik menjadi nitrogen organik (NH3, NO2, NO3), kemudian menjadi nitrogen anorganik lagi. Daur nitrogen terdiri dari tiga tahapan utama yaitu 1) perubahan gas nitrogen menjadi amonia, 2) perubahan amonia menjadi nitrat, dan 3) perubahan nitrat kembali nitrogen. Dalam tiga tahapan daur nitrogen tersebut terjadi lima proses yaitu fiksasi, amonifikasi, nitrifikasi, asimilasi, dan denitrifikasi. Proses dalam tahapan daur nitrogen terjadi berurutan dan menyambung sehingga membentuk sebuah siklus.
Keberadaan nitrogen dapat dijumpai di udara bebas dan dalam tanah. Daur nitrogen menjelaskan bagaimana nitrogen (N) dalam tanah atau gas nitrogen (N2) di atmosfer dapat terbentuk. Bentuk nitrogen di atmosfer berupa gas nitrogen (N2) yang disebut sebagai nitrogen anorganik. Sedangkan nitrogen dalam tanah yang digunakan tanaman berupa nitrogen organik (amonia atau NH3, NO2, NO3) ion NO3– (nitrat).
Nitrogen di atmosfer menjadi gas dengan komponen terbanyak yaitu sekitar 78% dari total udara. 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. Nitrogen akan dimanfaatkan tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan metabolismenya.
Proses fiksasi atau pengikatan nitrogen oleh tumbuhan menjadi proses awal dari serangkaian daur nitrogen. Bagaimana proses yang terjadi dalam tahapan daur nitrogen? Sobat idschool dapat menyimak lebih banyak melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
- Proses yang Terjadi dalam Tahapan Daur Nitrogen
- Ringkasan Tahapan Daur Nitrogen
- Contoh Soal dan Pembahasan
Baca Juga: 5 Tahapan Daur Hidup Obelia sp
Proses yang Terjadi dalam Tahapan Daur Nitrogen
Tahapan daur nitrogen meliputi 1) perubahan gas nitrogen menjadi amonia, 2) perubahan amonia menjadi nitrat, dan 3) perubahan nitrat kembali menjadi nitrogen. Dalam tahapan pertama terjadi proses fiksasi nitrogen yang dapat dilakukan melalui beberapa cara. Dalam tahapan kedua terjadi proses amonifikasi dan nitrifikasi, sedangkan pada tahapan ketiga terjadi proses denitrifikasi.
Proses fiksasi, amonifikasi, nitrifikasi, dan asimlasi dalam daur nitrogen akan menghasilkan nitrogen organik yang bermanfaat bagi tumbuhan. Sedangkan proses denitrifikasi dalam daur nitrogen menghasilkan nitrogen anorganik berupa N2 (gas nitrogen)yang dilepaskan ke atmosfer.
Secara sederhana, bagaimana tahapan daur nitrogen dan apa saja proses yang terjadi terdapat dalam bagan berikut.
1) Perubahan gas nitrogen menjadi amonia
Tahap pertama daur nitrogen diawali dengan transfer nitrogen anorganik berupa gas nitrogen (N2) dari atmosfer ke dalam tanah. Proses yang terjadi pada tahapan pertama disebut dengan fiksasi nitrogen atau pengikatan nitrogen.
Setidaknya ada empat cara yang menjadi sumber adanya nitrogen di dalam tanah. Empat cara fiksasi gas nitrogen 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.
Baca Juga: Respirasi Aerob dan Anaerob
2) Perubahan amonia menjadi nitrat
Proses berikutnya dalam tahapan daur nitrogen adalah amonifikasi (pembentukan amonium) dan nitrifikasi (pembentukan nitrat). Bentuk nitrat inilah yang dapat dimanfaatkan tumbuhan untuk melangsungkan metabolisme tumbuhan.
Sumber nitrogen dalam tanah juga dapat berasal 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 proses nitritasi dan nitratasi. Nitritasi adalah proses pembentukan nitrit (NO2–) oleh bakteri Nitrosomonas atau Nitrosococcus. Nitratasi adalah pembentukan nitrat (NO3–) oleh bakteri Nitrobacter. Di mana nitrat adalah bentuk umum kombinasi nitrogen organik.
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.
3) Perubahan nitrat menjadi nitrogen
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.
Ringkasan Tahapan Daur Nitrogen
Urutan perubahan material yang terjadi dalam tahapan daur nitrogen adalah nitrogen → amonia → nitrat → nitrogen. Secara ringkas, perubahan yang terjadi proses yang berlangsung pada tahapan daur nitrogen sesuai dengan keterangan berikut.
- Fiksasi: pengikatan nitrogen bebas dari udara oleh bakteri Rhizobium atau Acetobacter dan cara pengikatan nitrogen lainnya
- Amonifikasi: penguraian nitrogen organik menjadi amonium (NH4+)
- Nitrifikasi (Nitritasi dan Nitratasi):
⇒ Nitritasi: pembentukan ion nitrit (NO2–) oleh bakteri Nitrosomonas atau Nitrosococcus;
⇒ Nitratasi: pembentukan ion nitrat (NO3–) oleh bakteri Nitrobacter. - Asimilasi: penyerapan ion nitrat oleh tumbuhan melalui rambut-rambut akar
- 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 tahapan daur nitrogen di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat berlatih!
Contoh 1 – Soal Tahapan Daur Nitrogen
Pembahasan:
Keterangan proses yang terjadi pada masing-masing nomor diberikan seperti daftar berikut.
- Senyawa amonium menjadi nitrit merupakan proses nitritasi
- Nitrit menjadi nitrat merupakan proses nitratasi
- Nitrat menjadi protein berlangsung ketika nitrat diserap oleh tumbuhan melalui proses asimilasi (sintesis)
- Nitrat menjadi nitrogen di atmosfer terjadi saat kadar oksigen dalam tanah terbatas oleh bakteri melalui proses denitrifikasi
- Nitrogen di atmosfer dapat diikat oleh bakteri Rhizobium atau Azotobacter dan dimanfaatkan oleh tumbuhan merupakan proses fiksasi
- 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 pada tahapan daur nitrogen tersebut adalah sintesis dan fiksasi.
Jawaban: B
Contoh 2 – Soal Tahapan Daur Nitrogen
Proses yang terjadi pada bagian X pada daur nitrogen di atas 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:
Tahapan daur nitrogen pada bagian X adalah proses perubahan protein yang 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
Berdasarkan daur biogeokimia Nitrogen di atas, fiksasi N2 ditunjukkan pada proses ….
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
Pembahasan:
Sebagian besar unsur nitrogen 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, amonifikasi, nitrifikasi (nitritasi dan nitratasi), asimilasi, serta denitrifikasi. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
