BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Materi
yang menyusun tubuh organisme berasal dari bumi.
Materi yang berupa unsur-unsur
terdapat dalam senyawa kimia yang merupakan Materi dasar makhluk hidup dan tak
hidup. Unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang, hidrogen, dan
oksigen adalah beberapa di antara unsur yang penting bagi kehidupan.
Unsur-unsur tersebut diperlukan oleh makhluk hidup dalam jumlah yang banyak,
sedangkan unsur yang lain hanya dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit. Meskipun setiap
saat unsur-unsur yang ada tersebut dimanfaatkan oleh organisme, keberadaan
unsur-unsur tersebut tetap ada. Hal tersebut dikarenakan, unsur yang digunakan
oleh organisme untuk menyusun senyawa organik dalam tubuh organisme, ketika
organisme-organisme tersebut mati, unsur-unsur penyusun senyawa organik tadi
oleh pengurai akan dikembalikan ke alam, baik dalam tanah ataupun dikembalikan
lagi ke udara.
Jadi, dalam proses tersebut melibatkan makhluk hidup, tanah, dan reaksi-reaksi
kimia di dalamnya.
Nitrogen
terdapat di alam terutama sebagai dinitrogen, N2 (titik didih 77,3 K). Gas
nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara.Nitrogen bebas dapat
ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis
polongan) dan beberapa jenis ganggang.Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan
hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir.
Tumbuhan
memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit
(N02- ), dan ion nitrat (N03- ).Gas
nitrogen ikatannya stabil dan sulit bereaksi, sehingga tidak bisa dimanfaatkan
secara langsung oleh makhluk hidup. Nitrogen dalam tubuh makhluk hidup
merupakan komponen penyusun asam amino yang akan membentuk protein. Nitrogen
bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat
atau petir membentuk nitrat (NO). Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk
nitrit ataupun nitrat dari dalam tanah untuk menyusun protein dalam tubuhnya.
Ketika tumbuhan dimakan oleh herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke
tubuh hewan tersebut bersama makanan. Ketika tumbuhan dan hewan mati ataupun
sisa hasil ekskresi hewan (urine) akan diuraikan oleh dekomposer menjadi
amonium dan amonia. Oleh bakteri nitrit (contohnya Nitrosomonas), amonia akan
diubah menjadi nitrit, proses ini disebut sebagai nitritasi. Kemudian, nitrit
dengan bantuan bakteri nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi
nitrat, proses ini disebut sebagai proses nitratasi. Peristiwa proses perubahan
amonia menjadi nitrit dan nitrat dengan bantuan bakteri disebut sebagai proses
nitrifikasi. Adapula bakteri yang mampu mengubah nitrit atau nitrat menjadi
nitrogen bebas di udara, proses ini disebut sebagai denitrifikasi. Di
negara-negara maju, nitrogen bebas dikumpulkan untuk keperluan industri. Selain
karena proses secara alami melalui proses nitrifikasi, penambahan unsur
nitrogen di alam dapat juga melalui proses buatan melalui pemupukan.
Secara
alamiah nutrien terdapat di alam dan mendukung terbentuknya ekosistem yang
subur, namun aktivitas manusia dapat meningkatkan masukan nutrien hingga
tingkat yang tidak diinginkan (Hauxwell, dkk. 2001). Aktivitas manusia dapat
meningkatkan jumlah nitrogen dan fosfor, serta mempengaruhi siklus
biogeokimianya (Schlesinger 1991; Vitousek dkk., 1997a, b). Kelebihan nutrien
ini memasuki ekosistem muara dan perairan pantai melalui sungai, air tanah, dan
transpor udara (Howarth dkk., 1996; Nixon dkk., 1996). Kesehatan ekosistem
pantai sangat terancam akibat berlebihnya nutrien ini (eutrofikasi) (Hauxwell,
dkk. 2001). Nutrien pada ekosistem mangrove tidak hanya dihasilkan oleh
ekosistem itu sendiri (autochthonous), tetapi juga berasal dari sungai atau
laut disekitarnya (allochthonous) (Ng dan Sivasothi, 2001; Lovelock, 1993).
Peningkatan
nutrien antropogenik dalam jumlah besar dapat mempengaruhi komposisi dan
kemelimpahan produsen primer, sehingga berdampak pada siklus biogeokimia
nutrien secara keseluruhan (Worm dkk., 2000). Tumbuhan mangrove sangat penting
dalam penyampuran nutrien dan partikulat di kawasan pantai, karena dapat
memperlambat arus, memperkuat deposisi dan menyerap nutrien (Levin dkk., 2001).
Keragaman spesies yang tinggi dapat membantu keberlanjutan produktivitas
melalui stabilisasi komunitas dalam berbagai kondisi lingkungan (McNaughton,
1993). Peningkatan pembuangan limbah di sungai yang dikombinasi dengan
peningkatan konsentrasi nutrien dalam sungai menyebabkan meningkatnya nutrien
di kawasan muara (Wosten dkk., 2003). Proses biogeokimia pada sedimen di
kawasan muara sangat bervariasi tergantung beberapa faktor, seperti: sumber
bahan organik dari laut dan darat; variasi salinitas, proses remineralisasi
sediment anoksik, adanya makrofauna bentos, dan kondisi redoks sedimen
(Burdige, 2001), sehingga status nutrient dapar bervariasi antar tempat.
B. Rumusan
Masalah
Berdasrkan
latar belakang diatas dapat diambil beberapa yang dapat dijadikan sebagai
rumusan masalah yakni :
1. Menjelaskan
terlebih dahulu apa yang dimakasud dengan nutrien atau nitrogen (N)
2. Menjelaskan
tentang siklus nitrogen
C. Tujuan
Penulisan
1. Dapat
mengetahui apa yang dimaksud dengan nutrien atau nitrogen.
2. Kita
dapat mengetahui tentang terjadinya siklus nitrogen.
D. Manfaat
Penulisan
Makalah ini dibuat dengan harapan bahwa makalah ini memiliki manfaat bagi
rekan-rekan yang berkesempatan untuk membacanya, dan didalam makalah ini adapun
manfaat yang dapat diambil yakni diantaranya kita akan lebih memahami apa yang
dimaksud dengan nitogen serta siklus nitrogen itu sendiri .
BAB II
PEMBAHASAN
A. Definisi
Nutrien atau Nitrogen
Nitrat
merupakan zat nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk dapat tumbuh dan
berkembang, sementara nitrit merupakan senyawa toksik yang dapat mematikan
organisme air. Keberadaan nitrat diperairan sangat dipengaruhi oleh buangan
yang dapat berasal dari industri, bahan peledak, pirotehnik dan pemupukan.
Secara alamiah kadar nitrat biasanya rendah namun kadar nitrat dapat menjadi
tinggi sekali dalam air tanah didaerah yang diberi pupuk nitrat/nitrogen
(Alaerts, 1987)
Latin: nitrum, Yunani: Nitron, soda
alami, membentuk). Nitrogen ditemukan oleh kimiawan dan fisikawan Daniel
Canonical forms of the nitrate ion, NO 3
− , resonating (Photo credit: Wikipedia)
Rutherford
(1772). Dia memisahkan oksigen dan karbon dioksida dari udara dan menunjukkan
gas yang tersisatidak menunjang pembakaran atau mahluk hidup. Pada saat yang
bersamaan ada beberapailmuwan lainnya yang mengadakan riset tentang nitrogen.
Mereka adalah Scheele,Cavendish, Priestley, dll. Mereka menamakan gas ini udara
tanpa oksigen. Definisi Amonia
Amonia
(NH3) merupakan senyawa komersil nitrogen yang paling penting.
Diproduksimenggunakan proses Haber. Gas natural (metana, CH4) bereaksi dengan
uap panas untuk memproduksi karbon dioksida dan gas hidrogen (H2) dalam proses
dua langkah. Gashidrogen dan gas nitrogen lantas direaksikan dalam proses Haber
untuk memproduksiamonia. Gas yang tidak bewarna ini bau yang menyengat dapat
dengan mudah dicairkan.Bahkan bentuk cair senyawa ini digunakan sebagai pupuk
nitrogen. Amonia jugadigunakan untuk memproduksi urea (NH2CONH2), yang juga
digunakan sebagai pupuk dalam industri plastik dan dalam industri peternakan
sebagai suplemen makanan ternak.
Kimiawan
Perancis Antoine Laurent Lavoisier menamakan nitrogen azote, yang artinyatanpa
kehidupan. Walaupun begitu, senyawa-senyawa nitrogen ditemukan di makanan
pupuk, racun dan bahan peledak. Sebagai gas nitrogen tidak bewarna, tidak
memilikiaroma dan dianggap sebagai inert element (elemen yang tak bereaksi).
Sebagai bendacair, ia juga tidak bewarna dan beraroma dan memiliki ketampakan
yang sama denganair. Gas nitrogen dapat dipersiapkan dengan memanaskan solusi
amonium nitrat(NH4NO3) dalam air. Nitrogen suatu gas inert yang sangat sulit
diikat langsung olehmahkluk hidup tingkat tinggi , di udara Nitrogen sepertinya
tak terbatas jumlahnyakarena jumlahnya 78 % paling besar diatara gas gas
lainnya seperti oksigen , sulfur ,carbon dan lainnya.
Siklus
Nitrogen
( Amonia dalam kolam diuraikan nitrosomonas menjadi
nitrit.Nitrobacter mengkonversi nitrit
menjadi nitrat.William Pantoni menjelaskan siklus nitrogen dalam kolam )
Siklus
nitrogen adalah proses paling krusial dalam kolam koi. Ini adalah proses
pengolahan limbah air secara natural dan alami untuk menghilangkan senyawa
racun organik yang dihasilkan dari hasil metabolisme, sisa pakan, atau senyawa
liar yang masuk ke kolam. Senyawa paling mematikan yang dihasilkan kolam adalah
ammonia ( NH3). Koi mengeluarkan ammonia melalui respirasi, dan lebih banyak
lagi dihasilkan dari proses sekresi dalam bentuk padat dan cair. Ammonia juga
dihasilkan dari pembusukan daun – daun, ikan mati dan sisa – sisa pakan.
Pengurangan
ammonia di kolam bisa dilakukan dengan memberi material seperti zeolite. Ini
adalah solusi tercepat dan bersifat jangka pendek. Penggemar koi sejatinya banyak yang lebih menyukai cara lain, yaitu
menjaga populasi bakteri – bakteri alami yang menguntungkan. Bakteri tersebut
adalah nitrosomonas dan nitrobacter yang bisa menguraikan racun ammonia dan
nitrit.
Nitrosomonas
Alam
menyediakan bakteri menguntungkan, Nitrosomonas, yang mampu menguraikan
ammonia. Bakteri ini bisa ditemukan pada hampir semua ekosistem. Umumnya mereka
termasuk bakteri aerobic yang membutuhkan oksigen untuk hidup dan berkembang
biak. Bakteri ini membentuk koloni dimana saja asalkan tersedia cukup ammonia
dan oksigen.
photo credit : Fauzan Hermanu
Di alam, Nitrogen terdapat dalam
bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai
senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.
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.
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. Bakteri Nitrosomonas 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.
Nitrogen yang diperlukan adalah
dalam bentuk senyawa bukan dalam bentuk unsur. Senyawa nitrogen diperoleh
ketika petir keluar dan menyebabkan nitrogen bersenyawa menjadi nitrat. Selain
melalui petir juga dapat melalui bakteri Rhizobium yang
bersimbiosis pada tumbuhana kacangh-kacangan membentuk bintil akar. Tumbuhan
menyerap nitrat dari tanah untuk dijadikan protein lalu tumbuhan dimakan olejh
konsumer senyawa nitrogen pindah ke tubuh hewan. Urin, bangkai hewan, dan
tumbuhan mati akan diuraikan oeh pengurai jadi amonium dan amonia. Bakteri Nitrosomonas mengubah
amonia tersebut menjadi nitrit, kemudian bakteri Nitrobacter merubahnya
menjadi nitrat (NO3). Kemudian nitrat ini diserap oleh tumbuhan.
(Proses perubahan nitrit menjadi nitrat disebut Nitrifikasi Perubahan
nitrit atau nitrat menjadi nitrogen bebas disebut denitrifikasi
Bakteri pemecah akan memecah protein
dalam tubuh organisme mati atau hasil sisa mereka menjadi amonium,
kemudian nitrit atau nitrat dan akhirnya menjadi gas nitrogen yang mana
kana dilepaskan ke atmosfer dari mulai nitrogen diikat dan berputar lagi.
Semua hewan hanya memperoleh nitrogen organik dari tumbuhan atau hewan lain
yang dimakannya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang
dikandungnya akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat
dilepaskan sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia lagi
disebut amonifikasi. Proses tersebut dapat dilakukan oleh
beberapa bakteri dan makhluk hidup eukariotik.
Berikut
adalah beberapa bakteri yang terlibat dalam daur nitrogen:
- Nitrosomonas mengubah amonium/amonia menjadi nitrit.
- Nitrobactar mengubah nitrit menjadi nitrat
- Rhizobium menambat nitrogen di udara.
- Bakteri hidup bebas pengikat nitrogen seperti Azotobacter (aerobik) dan Clostridium (anaerobik0.
- Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti Anabaena, Nostoc, dan anggota-anggota lain dari ordo Nostocales.
- Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti Rhodospirillum.
Siklus nitrogen adalah suatu
proses konversi senyawa yang mengandung unsure nitrogen menjadi berbagai
macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis
maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain
fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.
Walaupun terdapat sangat banyak
molekul nitrogen di dalam atmosfer, nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif.
Hanya beberapa organisme yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa
organik dengan proses yang disebut fiksasi nitrogen.
Fiksasi nitrogen yang lain terjadi
karena proses geofisika, seperti terjadinya kilat. Kilat memiliki peran yang
sangat penting dalam kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan di
bumi. Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap
senyawa nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut. Hampir seluruh makhluk
hidup mendapatkan senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang lain. Oleh sebab
itu, reaksi fiksasi nitrogen sering disebut proses topping-up atau
fungsi penambahan pada tersedianya cadangan senyawa nitrogen.
Vertebrata secara tidak langsung
telah mengonsumsi nitrogen melalui asupan nutrisi dalam bentuk protein maupun
asam nukleat. Di dalam tubuh, makromolekul ini dicerna menjadi bentuk yang
lebih kecil yaitu asam amino dan komponen dari nukleotida, dan dipergunakan
untuk sintesis protein dan asam nukleat yang baru, atau senyawa lainnya.
Sekitar setengah dari 20 jenis asam
amino yang ditemukan pada protein merupakan asam amino esensial bagi
vertebrata, artinya asam amino tersebut tidak dapat dihasilkan dari asupan
nutrisi senyawa lain, sedang sisanya dapat disintesis dengan menggunakan
beberapa bahan dasar nutrisi, termasuk senyawa intermediat dari siklus asam
sitrat.
Asam amino esensial disintesis oleh
organisme invertebrata, biasanya organisme yang mempunyai lintasan metabolisme
yang panjang dan membutuhkan energi aktivasi
lebih tinggi, yang telah punah dalam perjalanan evolusi makhluk vertebrata.
Nukleotida yang diperlukan dalam
sintesis RNA maupun DNA dapat dihasilkan melalui lintasan metabolisme, sehingga
istilah "nukleotida esensial" kurang tepat. Kandungan nitrogen pada
purina dan pirimidina yang didapat dari asam amino glutamina, asam aspartat dan
glisina, layaknya kandungan karbon dalam ribosa dan deoksiribosa yang didapat
dari glukosa.
Kelebihan asam amino yang tidak
digunakan dalam proses metabolisme akan dioksidasi guna memperoleh energi.
Biasanya kandungan atom karbon dan hidrogen lambat laun akan membentuk CO2 atau
H2O, dan kandungan atom nitrogen akan mengalami berbagai proses
hingga menjadi urea untuk kemudian diekskresi. Setiap asam amino memiliki
lintasan metabolismenya masing-masing, lengkap dengan perangkat enzimatiknya .
Proses-Proses Dalam Daur Nitrogen
Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk
nitrogen organik, amonium (NH4+), nitrit (NO2-),
nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen
organik dapat berupa organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara
dekomposisi bahan organik atau humus dibangun. Proses siklus nitrogen mengubah
nitrogen dari satu bentuk kimia ke bentuk kimiawi yang lain. Banyak proses yang
dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen
dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
Fiksasi Nitrogen
Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang
mengubah nitrogen di udara menjadi amonia (NH3). Mikroorganisme yang
memfiksasi nitrogen disebut diazotrof.
Milroorganisme ini memiliki enzim
nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dan nitrogen. Reaksi untuk
fiksasi Nitrnitrogen biologis ini dapat ditulis sebagai berikut :
N2
+ 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2
Mikroorganisme
yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain: Cyanobacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru
juga dapat memfiksasi nitrogen. Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa
hewan (rayap), telah membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan oleh mikroorganisme, fiksasi nitrogen
juga terjadi pada proses nonbiologis, contohnya sambaran petir. Lebih jauh, ada
empat cara yang dapat mengkonversi unsur nitrogen di atmosfer menjadi bentuk
yang lebih reaktif :
a. Fiksasi biologis: beberapa bakteri
simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan) dan beberapa
bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen organik.
Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium
mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini
diazotrophs. Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.
b. Industri fiksasi: Di bawah tekanan
besar, pada suhu 600° C, dan dengan penggunaan katalis besi, nitrogen
atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak bumi) dapat
dikombinasikan untuk membentuk amonia (NH3). Dalam proses
Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2)
menjadi amonia (NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan bahan
peledak.
c. Pembakaran bahan bakar fosil : mesin
mobil dan pembangkit listrik termal, yang melepaskan berbagai nitrogen oksida
(NOx).
d. Proses lain: Selain itu, pembentukan NO
dari N2 dan O2 karena foton dan terutama petir, dapat
memfiksasi nitrogen.
Hasil
penelitian tentang fiksasi N ini menunjukkan bahwa ada cukup banyak genera
bakteri yang dapat mem-fiksasi N termasuk spesies dari Bacillus, Clostridium,
dan Vibrio. Pada habitat perairan, cyanobacteria adalah kelompok utama yang
melakukan fiksasi N (Anabaena, Nostoc, Gloeotrichia, Oscillatoria, Lyngbya,
dll). Komponen yang berperan dalam fiksasi N di habitat perairan adalah
heterocyst, tapi ada cyanobacteria yang tidak memiliki heterocyst yang juga dpt
fiksasi N. Fiksasi N memerlukan cukup banyak energi dalam bentuk ATP dan
koenzim.
Asimilasi
Tanaman
mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbsi akar baik dalam bentuk ion
nitrat atau ion amonium. Sedangkan hewan memperoleh nitrogen dari tanaman yang
mereka makan. Tanaman dapat menyerap ion nitrat atau amonium dari tanah melalui
rambut akarnya. Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit
dan kemudian ion amonium untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat,
dan klorofil. Pada tanaman yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat berasimilasi
dalam bentuk ion amonium laangsungdari nodul. Hewan, jamur dan organism
heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan molekul
organik kecil.
Asimilasi merupakan Penyerapan dan penggabungan dengan
unsur lain membentuk zat baru dengan sifat baru. Senyawa Nitrat (NO3)-
diserap oleh tumbuhan mengalami proses asimilasi menjadi bahan penyusun organ
pada tumbuhan. Tumbuhan sebagai Produsen dikonsumsi oleh manusia dan hewan.
Nitrogen pada biomassa tumbuhan masuk ke dalam proses biokimia pada manusia dan
hewan. Jumlah relatif NO3- dan nitrogen organik dalam
xylem bergantung pada kondisi lingkungan. Jenis tumbuhan yang akarnya mampu
mengasimilasi N, dalam cairan Xylem dijumpai banyak asam amino, amide an urine,
tidak dijumpai NH4+.
Sedangkan
jika di dalm cairan xylem mengandung NO3- berarti akar
tumbuhan itu tidak mampu mengasimilasi NO3-. Kalau dlam
lingkungan perakaran NO3- terdapat dalam jumlah besr, cairan
xylem akan mengandung NO3- juga.
Reduksi Nitrogen
Reaksi
kedua dari proses reduksi nitrat adalah pengubahan nitrit menjadi NH4.
Nitrit yang ada di sitosol diangkut ke dalam kloroplas di daun atau ke dalam
proplastid di akar. Di daun, reduksi NO2 menjadi NH4
memerlukan enam elektron yang diambil dari H2O pada sistem
pengangkutan elektron non siklik, pada kloroplas selama pengangkutan elektron
ini, cahaya mendorong pengangkutan elektron dari H2O ke feredoksin
(fd). Proses keseluruhan reduksi NO3- menjadi NH4
yaitu :
a. Reduksi Nitrat
NO3-
+ NADH -> NO2+ + NAD + H2O
Reaksi
ini berlangsung di sitosol, enzim yang mengkatalis adalah nitrat reduktase,
enzim yang memindahkan dua elektron dari NADPH2, hasilnya adalah nitrite, NAD
(NADP) dan H2O. Nitrat reduktase adalh suatu enzim besar dan
kompleks yang terdiri dari FAD, satu sitokrom dan Molibdenum (Mo) yang semuanya
akan tereduksi dan teroksidasi pada waktu elektron diangkut dari NADH2 ke atom
nitrogen dalm NO3
b. Reduksi Nitrit
NO2
+ 3 H2O + 6 Fd +2 H+ + cahaya -> NH4+
+ 1,5O2 +3 H2O + 6 Fd
Reaksi
ini berlangsung di kloroplas (pada daun) atau pada proplastida (pada akar),
dengan enzim Nitrit reduktase. Meskipun Fd tereduksi merupakan donor elektron
yang khas bagi nitrit reduktase di daun.
Pengubahan NH4+ mejadi senyawa
organik
NH4+
(ammonium) yang diserap langsung dari tanah atu yang dihasilkan oleh fiksasi N2
tidak pernah dijumpai tertimbun dalam tubuh tumbuhan. Ammonium ini bersifat
racun, mungkin menghambat pembentukan ATP dalam kloroplas maupun dalam mitokndria.
Ammonium ini segera ditangkap oleh asam glutamat untuk menjadi glutamine dengan
enzim glutamine sintetase, glutamin direaksikan dengan asam α
keto glutarat menjadi 2 molekul asam glutamate. Untuk reaksi ini juga
diperlukan elektron yang bersal dari Fd (dalam kloroplas) dan NADH atau NADPH2
dalam proplastida dari sel-sel non-fotosintetik. Salah satu dari kedua
glutamate yang terbentuk diperlukan untuk mempertahankan reaksi 1, sedang
glutamat yang kedua dapat berubah langsung menjadi protein atau asam amino lain
yang diperlukan untuk sintesis protein, klorofil, asam nukleat dan lain-lain.
Selain
membentuk glutamate, glutamine dapat memberikan gugus amide-nya kepada asam
aspartat untuk menjadi asparagin yang dikatalis oleh enzim asparagin sintetase.
Glutamin dan asparagin menjadi senyawa nitrogen organik pertama yang terbentuk,
selanjutnya gugus NH2 dapat diberikan kepada α
keto karboksilat, membentuk asam amino. Proses ini dinamakan transaminasi.
Dengan transaminasi berbagai asam amino dapat dibuat, tergantung pada α
keto karboksilatnya.
KESIMPULAN
-KEBERADAAN NITRITE DIDANAU/WADUK
HANYA MERUPAKAN TRACE ELEMENT SEBAB DENGAN CEPAT TEROKSIDASUI MENJADI NITRAT
-APABILA TERJADI KEBOCORANM
DIUNIT PENGOLAHAN LIMBAH DENGAN PROSES NITRIFIKASI AKAN MENGAKIBATKAN TINGGINYA
KONSENTRASI NITRITE PADA PERAIRAN BERIKUTBNYA.
-DEMIKIAN JUGA BISA TERJADI PADA
KEGIATAN BUDIDAYA “REUSE SYSTEM” YANG MENGGUNAKAN PERNERAPAN METODE NITRIFIKASI
UNTUK MENGURANGI KADAR AMONIAK
-PADA UMUMNYA FAKTOR FAKTOR KIMIA
YANG MEMPENGARUHI : pH , CHORIDA, CALCIUM
ANION-ANIONNYA
-KONSENTRASI NITRAT YANG TINGGI
AKAN TERJADI DIPERMUKAAN TEMPAT BUDIDAYA IKAN KADARNYA BISA MENCAPAI 10 – 60
mg/L.
DAFTAR
PUSTAKA
Ø Cotton dan Wilkinson.
1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-PRESS.
Ø kambing.ui.ac.id/bebas/v12/sponsor/SponsorPendamping/Praweda/Biologi/0032%20Bio%201-7c.htm
Ø SETYAWAN dkk. Maret 2005 – Nutrien di lingkungan mangrove
16 Mei 2017 pukul 17.58
lengkap sekali penjelasannya tentang siklus nitrogen ini, makasih ya