Proses yang terjadi pada daur nitrogen tersebut adalah

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.

Table of Contents Show

Table of Contents
Proses yang Terjadi dalam Tahapan Daur Nitrogen
1) Perubahan gas nitrogen menjadi amonia
2) Perubahan amonia menjadi nitrat
3) Perubahan nitrat menjadi nitrogen
Ringkasan Tahapan Daur Nitrogen
Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh 1 – Soal Tahapan Daur Nitrogen
Pengertian Siklus Nitrogen
Proses Siklus Nitrogen Biologis
1. Fiksasi Nitrogen
2. Nitrifikasi
3. Asimilasi
4. Amonifikasi
5. Denitrifikasi
Fakta Tentang Nitrogen
Contoh Siklus Nitrogen
Video yang berhubungan

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.

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.

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

Selain oksigen dan unsur kimia lainnya, nitrogen merupakan unsur kimia yang juga penting bagi makhluk hidup. Kandungan nitrogen dipastikan ada dalam setiap tubuh makhluk hidup, misalnya pada zat penyusun kehidupan (asam amino) juga tersusun dari unsur nitrogen.

Unsur nitrogen terbesar di bumi terdapat dalam bentuk gas nitrogen (N2). Selain itu, unsur ini juga dapat ditemukan dalam wujud garam nitrat yang mengalami asimilasi pada sitoplasma makhluk hidup. Fungsinya adalah berperan sebagai protein untuk cadangan makanan.

Turk (1985) dan Killham (1996), menyatakan bahwa unsur nitrogen banyak tersimpan pada udara, senyawa anorganik (nitrat, nitrit, dan amoniak), dan senyawa organik (protein, urin, dan asam urin).

Nitrogen dalam bentuk gas di udara jumlahnya sangat banyak, yaitu sekitar 78% dari total zat kimia dalam bentuk gas di atmosfer. Namun, hal ini bertolak belakang dengan jumlah organisme yang dapat memanfaat nitrogen secara langung karena jumlah organisme tersebut sedikit.

Pada dasarnya, tumbuhan tidak dapat memanfaatkan unsur nitrogen secara langsung. Unsur nitrogen dapat dimanfaatkan tumbuhan apabila unsur tersebut telah terbentuk menjadi senyawa nitra (NO3).

Berubahnya gas nitrogen menjadi senyawa nitra (NO3) disebut dengan proses fiksasi (pengikatan) nitrogen yang dapat terjadi secara biologis dan kimiawi.

Pengertian Siklus Nitrogen

Seperti daur sulfur, daur karbon, daur oksigen, daur air dan siklus fosfor, daur nitrogen juga termasuk kedalam siklus biogeokimia. Siklus atau daur nitrogen adalah suatu proses perubahan senyawa yang mengandung unsur nitrogen yang kemudian berubah menjadi berbagai macam bentuk kimiawi lain. Perubahan tersebut dapat terjadi secara biologis maupun non biologis.

Siklus nitrogen sangat dibutuhkan di dalam ekologi karena jumlah ketersediaan nitrogen akan berpengaruh terhadap tingkat ekosistem, termasuk produksi primer dan juga dekomposisi.

Siklus nitrogen dapat terganggu akibat aktivitas manusia, antara lain pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan serta pelepasan nitrogen ke dalam air limbah.

BRAINLY

Proses Siklus Nitrogen Biologis

Nitrogen di lingkungan sekitar terdapat dalam berbagai bentuk, seperti nitrogen organik dan amonium, nitrogen oksida dan nitrat, oksida nitrat dan nitrit, serta gas nitrogen anorganik.

Nitrogen dalam bentuk organik ada dalam sel hidup atau organisme hidup / humus / bentuk produk pada proses dekomposisi bahan organik.

Siklus nitrogen nantinya akan mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Sebagian besar proses perubahan ini dilakukan oleh mikroorganisme.

1. Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah proses perubahan nitrogen dari atmosfer menjadi amonia. Bakteri yang berperan dalam proses ini adalah bakteri pada akar tanaman polongan melalui fiksasi biologis. Bakteri tersebut, antara lain seperti rhizobium dan penggunaan enzim nitrogenase cyanobacteria dilibatkan untuk mengubah gas nitrogen menjadi amonia.

Proses fiksasi juga dapat terjadi secara kimiawi. Pengikatan nitrogen secara kimiawi juga dikenal sebagai proses pengikatan elektrokimia yang dibantu oleh energi dari halilintar.

Energi listrik yang terjadi akibat adanya halilintar akan menyebabkan gas nitrogen dan gas oksigen yang terdapat di atmosfer udara membentuk senyawa nitrogen dioksia (NO2).

Petir yang disertai dengan hujan kemudian akan bereaksi dengan gas nitrogen dioksida sehingga membentuk asam nitrat. Sebagian ion nitrat (NO3) kemudian diserap oleh akar tumbuhan, terdenitrifikasi, dan mengalami pengendapan.

2. Nitrifikasi

Nitrifikasi adalah proses oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi amonium kemudian nitrit dan diikuti oleh proses oksidasi nitrit menjadi nitrat. Degradasi amonia yang menjadi nitrit dikenal dengan nitrifikasi.

baca juga: Siklus Karbon - Pengertian, Sumber dan Prosesnya

Proses tersebut merupakan hal penting dalam siklus unsur hara tanah. Prosesnya dilakukan oleh bakteri autotrof dan bakteri amonia pengoksidasi seperti ß-Proteobacteria dan gammaproteobacteria dan bakteri amonia oksidasi dari genera nitrosomonas serta nitrosococcus.

3. Asimilasi

Asimilasi nitrogen adalah proses pembentukan senyawa nitrogen organik, misalnya asam amino dari senyawa nitrogen anorganik. Setelah proses nitrifikasi oleh bakteri, tanaman akan menyerap nitrogen dalam wujud nitrat. Kemudian gradien proton transporter nitrat akan menyerap nitrat dan kemudian diteruskan oleh xilem dari akar ke tunas.

Pada tunas, reduksi nitrogen dilakukan dalam 2 langkah, yaitu nitrat akan direduksi menjadi nitrit oleh reduktase nitrat dalam sitosol. Sedangkan nitrit dalam kloroplas akan direduksi oleh reduktasi nitrit menjadi amonia.

4. Amonifikasi

Tahapan siklus nitrogen dimana sisa-sia tanaman serta limbah terurai oleh organisme kemudian menghasilkan amonia disebut amonifikasi. Mikroorganisme dalam tanah akan mengurai bahan organik yang mati untuk dijadikan energi dan menghasilkan amonia serta senyawa dasar lain sebagai produk sampingan. Amonia dalam tanah akan bertahan dalam bentuk ion amonium.

5. Denitrifikasi

Denitrifikasi ialah proses reduksi nitrat yang berubah menjadi gas nitrogen inert dalam siklus nitrogen. Denitrifikasi dilakukan oleh bakteri seperti pseudomonas dan clostridium pada kondisi anaerobik.

Selama proses respirasi, bakteri akan menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron. Bakteri yang mampu bertahan pada kondisi aerobik ini adalah bakteri jenis anaerob fakultatif.

Fakta Tentang Nitrogen

Berikut ini adalah data dan fakta mengenai nitrogen, yaitu:

Sekitar 78% dari atmosfer terdiri dari nitrogen. Namun, sebagian besar makhluk hidup yang ada di bumi tidak dapat memanfaatkannya secara langsung
Nitrogen yang digunakan untuk pembuatan pupuk bertujuan untuk membuat tanaman lebih cepat tumbuh
Nitrous Oxide adalah gas rumah kaca. Jika terlalu banyak di atmosfer maka dapat menyebabkan hujan asam
Nitrogen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa
Nitrogen dapat digunakan sebagai bahan peledak
Sekitar 3% dari berat badan manusia adalah nitrogen

Contoh Siklus Nitrogen

Contoh daur nitrogen secara tanpa kita sadari terjadi di sekitar, antara lain:

Pertumbuhan tanaman memerlukan nitrogen dari dalam tanah yang diserap melalui akar. Nitrogen ini tersedia dalam bentuk ion nitrogen. Selanjutnya akan direduksi oleh tanaman menjadi ion nitrit. Kemudian ion nitrit diolah menjadi amonium ion yang masuk ke dalam asam amino atau nuklea menuju klorofil.
Saat makhluk hidup mati, baik itu tumbuhan, hewan atau manusia, serta termasuk kotoran makhluk hidup akan melepaskan nitrogen organik. Nitrogen ini akan dikonversi oleh bakteri menjadi amonium. Proses ini disebut dengan mineralisasi.
Nitrogen juga terdapat di lautan akibat limpasan air tanah dan air hujan. Nitrogen sampai ke lautan melalui proses presipitasi, kemudian mengalami fiksasai yang dilakukan oleh bakteri cynobacteria. Setelah tahap fiksasi, nitrogen dalam bentuk biologis bermanfaat bagi fitoplankton.
Plankton adalah mikroorganisme yang menghasilkan urea dan amonia di dalam air. Zat tersebut akan dikeluarkan pada kedalaman zona euphotic kemudian dikonervis oleh bakteri menjadi nitrat. Konversi ini hanya terjadi di zona eufotik, dimana tidak ada cahaya dapat menghambat proses konversi. Proses konversi ini disebut sebagai ammonification atau mineralisasi.
Setelah amonia berubah, kemudian dilanjutkan proses nitrifikasi dan menjadi nitrit serta nitrat, maka terjadi percampuran partikel dan upwelling membawa nitrat ke atas untuk digunakan oleh photoplankton melanjutkan siklus nitrogen.