Urutan Daur Nitrogen

ASTALOG.COM – Nitrogen yang merupakan salah satu unsur kimia bernomor atom 7 biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa, dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, serta sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Nitrogen dinamakan juga sebagai zat lemas karena zat ini bersifat malas dan tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya. Persentase Nitrogen pada atmosfer bumi sekitar 78,08% dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Nitrogen biasanya membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amonia, asam nitrat, dan sianida. 

Sifat-sifat Penting Nitrogen

1. Nitrogen merupakan zat non logam dengan elektronegatifitas sebesar 3.0.
2. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya.
3. Ikatan rangkap 3 dalam molekul gas nitrogen (N₂) adalah yang terkuat.
4. Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196^oC) pada tekanan atmosfer
5. Nitrogen membeku pada suhu 63K (-210^oC)

Fungsi Nitrogen

1. Nitrogen adalah unsur pembentuk asam amino. Asam amino adalah molekul pembentuk protein. Protein bagi tubuh kita berguna sebagai penyusun tubuh seperti otot dan daging. Protein juga berperan dalam proses metabolisme sebagai enzim dan hormon.
2. Nitrogen adalah unsur pembentuk asam nukleat yang merupakan komponen untuk pembentukan DNA dan RNA.
3. Nitrogen adalah unsur makro pertumbuhan tanaman yang apabila tanaman kekurangan nitrogen maka akan mengakibatkan daun menguning dan buah menjadi kecil. Oleh karena itu, tanaman yang kekurangan nitrogen sebaiknya diberikan asupan pupuk Nitrogen (N) yang cukup. Oleh karena itu juga, pupuk-pupuk yang digunakan para petani sebagian besar mengandung unsur Nitrogen seperti Urea (47%), serta NPK dan ZA (21%).

Proses Pemecahan Nitrogen di Udara

Gas Nitrogen (N₂) merupakan sumber nitrogen terbesar di atmosfer bumi namun molekul ini relatif stabil atau sukar bereaksi sehingga dibutuhkan energi besar untuk memecahnya. Proses pemecahan nitrogen di udara secara alami bisa terjadi melalui:

1. Energi Petir. Petir memiliki energi yang besar untuk memecah N sehingga dapat bersenyawa dengan oksigen dalam membentuk Nitrat (NO3). Nitrat yang jatuh ke tanah dan menjadi unsur hara akan menyuburkan tanaman.
2. Fiksasi oleh mikroorganisme pengikat nitrogen. Umumnya tidak ada makhluk hidup yang mampu memanfaatkan nitrogen secara langsung dari udara, tetapi ada pula beberapa bakteri yang mampu memfiksasi (mengikat) N dari udara dan mengubahnya menjadi nitrat.

Urutan Daur Nitrogen

1. Tahap pertama. Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.
2. Tahap kedua. Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH₃) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH₄⁺). Proses ini disebut dengan amonifikasi. BakteriNitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.

Macam-macam Daur Nitrogen

• Fiksasi Nitrogen adalah proses penambatan atau pengambilan nitrogen dari udara dimana nitrogen di udara diambil oleh bakteri pengikat nitrogen yang terdapat pada bintil akar tanaman. Bakteri kemudian mengubah nitrogen bebas menjadi nitrat yang langsung diserap oleh tanaman simbiotik.
• Amonifikasi adalah pengubahan senyawa tertentu, yaitu amonia maupun sitrat menjadi amonium. Amonium bisa dihasilkan dari pengubahan nitrat. Proses ini sebenarnya merugikan tanaman karena jumlah nitrat di tanah menjadi berkurang.
• Nitrifikasi adalah proses pengubahan amonium menjadi nitrat. Enzim yang berperan dalam proses tersebut adalah nitrogenase. Nitrifikasi hanya bisa berlangsung  dalam kondisi aerob (cukup oksigen). Nitrifikasi melibatkan 2 tahapan proses, yaitu:
  • Nitrisasi adalah pengubahan amonium menjadi nitrit (NO2). Contoh bakteri yang berperan dalam nitrisasi adalah Nitrosomonas.
  • Nitratasi adalah pengubahan nitrit menjadi nitrat (NO3). Contoh bakteri yang berperan dalam nitratasi adalah Nitrobacter.
• Denitrifikasi adalah proses pelepasan nitrogen ke atmosfer. Proses ini dipicu oleh jumlah oksigen yang terbatas di dalam tanah. Pada kondisi an-aerob (kekurangan oksigen), bakteri tanah mengambil oksigen dari senyawa nitrat yang tersedia di dalam tanah, akibatnya beberapa nitrat berubah kembali menjadi nitrogen bebas (N2). Proses denitrifikasi juga merugikan tanaman karena mengurangi kesuburan tanah.