MAKALAH
SIKLUS NUTRIEN NITRAT
Untuk Memenuhi Tugas Limnologi
Tugas dari Churun ‘Ain, SPi, MSi
Disusun oleh:
- Febrian 260 101 131 200 01
- Siti Mardanti 260 101 131 200 02
- Diki Setya 260 101 131 200 03
- Novia 260 101 131 200 04
- Leoni Jesika 260 101 131 200 05
- Leti 260 101 131 200 06
- Fahri 260 101 131 200 07
- Riris 260 101 131 200 08
- Muhammad Ilham 260 101 131 200 09
- Yohana 260 101 131 200 10
- Rosyid Paundra 260 101 131 200 11
- Moch. Farid 260 101 131 300 74
- Luqmanul Hakim 260 101 131 300 77
- Ratri 260 101 101 100 65
- Helfiana Tiuriska 260 101 101 200 14
- Urni Nurani 260 101 101 100 17
- Erlin Meivian 260 101 101 300 77
- Dani 260 101 101 100 02
MANAJEMEN
SUMBERDAYA PERAIRAN
FAKULTAS
PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS
DIPONEGORO
2014
I.
PENDAHULUAN
Air adalah suatu zat
pelarut yang bersifat sangat berdayaguna, yang mampu melarutkan zat-zat lain
dalam jumlah yang lebih besar dari zat cairnya. Sifat ini dapat dilihat dari
banyaknya unsur-unsur pokok yang terdapat di dalam air laut. Selain itu air
laut juga mengandung sejumlah besar gas-gas udara yang terlarut. Semua gas-gas
yang ada di atmosfir dapat dijumpai di dalam air laut walaupun jumlah terdapat
dalam jumlah yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan yang ada di atmosfir
konsentrasi nitrogen di atmosfir mencapai780,90 cm3/liter udara sedangkan
konsentrasi nitrogen di dalam air laut hanya mencapai 13 cm3/liter air laut.
Namun demikian konsentrasi nitrogen masih 3lebih tinggi dibandingkan dengan
gas-gas lainnya seperti oksigen, argon,neon, helium, dan gas xrypton. Tingginya
konsentrasi gas nitrogendibandingkan dengan gas-gas lain hal ini disebabkan
selain faktor siklus alamiah yang berlangsung, nitrogen juga memegang
peranan kritis dalamdaur organik untuk menghasilkan asam-asam amino yang
membentuk protein.
Daur bahan organik atau disingkat daur organik di laut
sama dengan daur organik di lingkungan air tawar dan di darat. Karbon (C)
bersama-sama dengan unsur hara lainnya seperti posfor (P) dan nitrogen (N)
melalui proses fotosintesis menghasilkan jaringan tumbuh-tumbuhan yang menjadi
makanan hewan. Keduanya akan menghasilkan zat organik dan jika mereka mati dan
membusuk maka akan dihasilkan bahan mentah untuk memulai daur bahan organik
lagi.
Unsur hara nitrogen (N) tidak mempunyai hubungan tetap
dengan unsurk hara posfor (P), tetapi bersama-sama dengan karbon (C), N dan
P,merupakan unsur-unsur utama dalam produksi zat organik. Walaupun hara C
terdapat dalam jumlah yang banyak, tetapi kedua unsur hara N dan P menjadi
faktor pembatas dalam daur bahan organik di laut. Oleh karena itu makalah ini
mencoba mendeteksi dan menelusuri, serta ingin mempelajari seberapa jauh peran
dan daur atau siklus hara N akan sangat berpengaruh terhadap kehidupan biota
laut dan sekaligus sebagai faktor penentu dalam siklus kehidupan di laut, untuk
bahasan ini termaktub dalam judul siklus nitrogen di laut.
II. BENTUK SENYAWA NITROGEN
Sumber utama nitrogen adalah nitrogen bebas (N2) yang
terdapat di atmosfir, yang takarannya mencapai 78 persen volume, dan sumber
lainnya yang ada di kulit bumi dan perairan. Nitrogen juga terdapat dalam
bentuk yang komplek, tetapi
hal ini tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air. Pada
umumnya derivat nitrogen sangat penting bagi kebutuhan dasar nutrisi, tetapi
dalam kenyataannya substansi nitrogen adalah hal yang menarik sebagai polutan
di lingkungan. Dapat terjadi perubahan global di lingkunganoleh adanya
interaksi antara nitrogen oksida dengan ozon di zona atmosfir. Juga adanya
perlakuan pemupukan (fertilization treatment) yang
berlebihan
dapat
mempengaruhi air tanah (soil water),
sehingga dapat mempengaruhikondisi air minum bagi manusia. Khusus di laut,
kelebihan unsur N dan P akanmengakibatkan kejadian blooming dapat
menimbulkan tumbuhnya beberapa alga yang beracun bagi kehidupan fauna, hal ini
sangat merugikanproduksi. Bentuk atau komponen N di atmosfir dapat berbentuk
ammonia (NH3),molekul nitrogen (N2), dinitrit oksida (N2O), nitrogen oksida
(NO), nitrogen dioksida (NO2), asam nitrit (HNO2), asam nitrat (HNO3), basa
amino (R3-N) dan lain-lain dalam bentuk proksisilnitri. Dalam telaah kesuburan
tanah proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan
dengan berbagai cara, yaitu mineralisasi senyawa nitrogen
komplek, amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan volatilisasi ammonium. Sejumlah
organisme mampu melakukan fiksasi N dan N-bebas akan berasosiasi dengan
tumbuhan. Senyawa N-amonium dan N-nitrat yang dimanfaatkan oleh tumbuhan akan
diteruskan ke hewan dan manusia dankembali memasuki sistem lingkungan melalui
sisa-sisa jasad renik. Proses fiksasi memerlukan energi yang besar, dan enzim
(nitrogenase) bekerja dan didukung oleh oksigen yang cukup. Kedua faktor ini
sangat penting dalam memindahkan N-bebas dan sedikit simbiosis oleh organisme.
Nitrogen organic diubah menjadi mineral N-amonium oleh
mikroorganisasi dan beberapa hewan yang dapat memproduksi mineral tersebut
seperti : protozoa, nematoda, dan cacing tanah. Serangga tanah, cacing tanah,
jamur, bakteri dan aktinbimesetes merupakan biang penting tahap pertama
penguraian senyawa N-organik dalam bahan organic dan senyawa N-kompleks lainnya.
III. FIKSASI NITROGEN
Semua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen,
dan berasosiasi dengan N-bebas yang berasal dari tumbuhan. Nitrogen dari proses
fiksasi merupakan sesuatu yang penting dan ekonomis yang dilakukan olehbakteri
genus Rhizobium dengan
tumbuhanLeguminosa termasuk Trifollum spp, Gylicene max (soybean), Viciafaba (brand bean),Vigna sinensis (cow
.
VI. SENYAWA DAN KANDUNGAN NITROGEN DI LAUT
Pengetahuan senyawa dan
kandungan N di laut sangat penting untuk diketahui, hal ini mempunyai hubungan
erat dengan kehidupan biota laut,dan berkaitan dengan nutrient untuk biota
laut. Secara alamiah perkembangan konsentrasi dari nutrient sangat tergantungan
dari hubungan antara kedalaman laut dan stok fitoplankton beserta aktivitasnya.
Studi yang dilakukan di Guinea, Atlantic bagian timur menemukan adanya korelasi
antara naiknya turunnya konsentrasi NO3- dengan kedalaman laut dan produksi
fitoplankton. Pada laut yangdalam Zn akan menjadi faktor pembuat masalah dalam
hubungan antara kandungan oksigen dan klorofil, oleh karena itu sangat
menentukan “batas
kandungan
nitrat” (nitracline), mengingat kandungan N dalam air
senentiasaa berbentuk ion nitrat dan ion ammonium. Dalam hubungan inlah penting
untuk menentukan konsentrasi nutrient terutama senyawa N-nitrat dan N-amonium
pada permukaan laut di wilayah tropika dan subtropika. Hal ini disebabkan pada
kedalaman air 0 – 200 m, sinar matahari masih menembus badan air dan akan
terjadi aktivitas biologi yang sangat banyak. Di laut ekuatorial kandungan N03-
pada kedalaman 100 m mengandung konsentrasi 10 – 25 μgram atom 1-1 dan pada
subtropikal berkisar antara 10 – 25 μgram atom 1-1
Dari kajian-kajian tersebut di atas dapat dikaji bahwa
nitrogen dalam air terjadi dalam berbagai bentuk senyawa. Nitrogen yang
terbanyak dalam bentuk N-molekuler (N2) yang berlipat ganda jumlahnya daripada
nitrit (NO2) atau nitrat (NO3), tetapi tidak dalam bentuk yang berguna bagi
jasad hidup.
Nitrogen memegang peranan kritis dalam siklus organic
dalam menghasilkan asam-asam amino yang membuat protein. Dalam siklus nitrogen,
tumbuh-tumbuhan menyerap N-anorganik dalam salah satu gabungan atau sebagai
nitrogen molekuler. Tumbuh-tumbuhan ini membuat protein yang kemudian dimakan
hewan dan diubah menjadi protein hewan.Jaringan organic yang mati diurai oleh
berbagai jenis bakteri, termasukdidalamnya bakteri pengikat nitrogen yang
mengikat nitrogen molekulermenjadi bentuk-bentuk gabungan (NO2, NO3, NH4) dan
bakteri denitrifikasi yang melakukan hal sebaliknya. Nitrogen lepas ke udara
dan diserap dari udara selama siklus berlangsung. Jumlah nitrogen yang
tergabung dalam mineral dan mengendap di dasar laut tidak seberapa besar. Pola
sebaran nitrogen di Samudera Atlantik, Pasifik dan Samudera India tidak
menunjukkan perbedaan yang signifikan.
Sebaran menegak dari bentuk-bentuk gabungan nitrogen
berbeda di laut. Nitrat terbanyak terdapat di lapisan permukaan, ammonium
tersebar secara seragam, dan nitrit terpusat dekat termoklin.
Interaksi-interkasi antara berbagai tingkat nitrogen organic dan bakteri
sedemikian rupa sehingga pada saat nitrogen diubah menjadi berbagai senyawa
anorganik, zat-zat ini sudah tenggelam di bawah termoklin. Hal ini menimbulkan
masalah bagi penyediaan nitrogen karena termoklin merupakan penghalang bagi
migrasi menegak unsur-unsur ini dan kenyataannya persediaan nitrogen akan
menjadi faktor pembatas bagi produktivitas di laut.
VI. SIKLUS NITROGEN
Siklus nitrogen adalah seperangkat proses biogeokimia yang melalui reaksi
kimia, perubahan bentuk, dan bergerak melalui reservoir yang berbeda di bumi,
termasuk organisme hidup. Nitrogen dibutuhkan oleh semua organisame untuk hidup
dan tumbuh karena mengandung komponen DNA, RNA, dan protein. Tetapi, sebagian
besar organisme tidak dapat menggunakan nitrogen atmosfer, reservoir paling
besar.
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.
Unsur hara yang tidak
kalah pentingnya dengan karbohidrat ialah protein, yakni suatu senyawa yang
mengandung nitrogen disamping C,H, dan O.Dan kita ketahui, udara mengandung 79
% nitrogen. Nitrogen bebas ini (dalam bentuk N2) dapat ditambat / difiksaasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar
(misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas ini
mempunyai sifat lembam (tidak mudah bereaksi). Sehingga untuk memecahnya
diperlukan energi tinggi , seperti contoh bantuan kilat / petir.
Selain itu , nitrogen
bebas ini diasimilasi oleh tumbuhan lewat perakaran dalam bentuk nitrat.
Protoplasma sel tiap-tiap makhluk hidup mengandung protein. Sekarang timbul
pertanyaan, bagaimana nitrogen dikembalikan ke udara untuk dapat dimanfaatkan
oleh tumbuhan lagi?
Terlebih dahulu , kita bicarakan bagaimana nitrogen bebas di udara menjadi
nitrat yang berguna bagi tumbuhan. Secaara fisik (bunga api listrik,
halilintar, dan hujan) menyebabkab nitrogen bereaksi dengan unsure lain, salah
satu produknya adalah nitrat yang akhirnya dapat masuk ke tanah dan digunakan
oleh tumbuhan. Secara orgaanik, nitrogen di udara dapat diikat oleh beberapa
mikroba (Azotobacter, Rhizobium, Anabaena, Chostridium sp, Nostoc dsb) menjadi
bentuk nitrat yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan.
Nitrogen yang diikat
biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan
yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit,
yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan
diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat
diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang
dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam
ekosistem.Berikut ini penjelasan lebih lanjut dari proses daur / siklus
nitrogen :
a. Fiksasi
Semua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen, dan berasosiasi denan
N-bebas yang berasal dari tumbuhan. Nitrogen dari proses fiksasi merupakan
sesuatu yang penting dan ekonomis yang dilakukan oleh bakteri genus
Rhizobiumdengan tumbuhan Leguminosa termasuk Trifollum spp Gylicene max
(soybean), Viciafaba (brand bean), Vigna sinensis (cow pea), Piscera sativam
(chick-pea), dan Medicago sativa (lucerna).
Dalam memproduksi nutrient bagi organisme laut, maka diperluka fiksasi N dari
atmosfir. Penelitian yang dilakukan di Eniwetok Atoll, menemukan ahwa bentuk N
sangat bervariasi pada air yang mengalir sesudah terumbukarang karena air tersebut
sangat miskin nutrient. Sumber N yang berasal dari fiksasi-N di laut berasal
dari alga hijau biru Calothnia crustacea. Fiksasi N juga ditemukan pada bakteri
anaerobic Thalassia. Fiksasi N ditemukan pada akar pertumbuhan Thalassia dan
makro alga serta coral rubble. Selain itu pentingnya bakteri-bakteri terumbu
(reef bacteria) untuk melakukan fiksasi N.
Spesies Oscillatoria (Tridrodesmium) dan Richella spp, merupakan spesies yang
penting dalam proses asimilasi molekul N . Tetapi N-fiksasi di laut Pasifik
sangat kecil terjadi, demikian pula di laut Sargossa jika
dibandingkan dengan NH3. Asimilasi molekul N
dapat dihitung melalui kebutuhan N dari Oscillatoria thiebantii. Bagaimanapun
alga ini sangat rendah dan dalam dalam proses regenrasi membutuhkan waktu 15
hari atau lebih.
Akhir-akhir ini
ditemukan simbiosis asosiasi antara bakteri Azospirillum lipoferum dan akar
tumbuhan termasuk rumput tropikal Digitaria decumbens, juga jenis rumput
tropikal Paspalum notatum mampu melakukan fiksasi N bersama-sama bakteri
Azotobacter paspalli di dalam akar.
b. Nitrifikasi
Nitrifikasi merupakan suatu proses oksidasi ensimatik yang dilakukan oleh sekelompok jasad renik/bakteri dan berlangsung dalam dua tahap yang terkoordinasikan. Masing-masing dilakukan oleh bakteri/jasad renik yang berbeda pada tahap-tahapan proses nitrifikasi (Mas’ud, 1993), sebagaiberikut:Tahappertama(nitrisasi) oksidasi
2 NH4 + 3 O2 --------> 2HNO2+ 2 H2O + E (79 kalori)
Ensimatik
Tahap kedua (nitrisasi)
oksidasi
2 HNO2 + O2 ------> 2 HNO3 + E (43 kalori).
ensimatik
Bakteri autotrofi
(bakteri nitrifikasi) dapat menggunakan N-anorganik untuk melakukan
nitrifikasi, seperti genera bakteri Nitosomonos, Nitrosococcus Nitrosospira,
Nitrosovibrio, dan Nitrosolobus. Pada proses tahap pertama reaksi berlangsung
dari ammonium ke nitrit yang melibatkan bakteri Nitrosomonos dan Nitrosococcus
dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
NH4+ 3/2 O2 -----------> NO2 + H2O + 2 H E = - 65 kcal Sedangkan reaksi kedua diperankan oleh
bakteri Nitrobacter dan Nitrococcus spp yang melakukan oksidasi dari nitrat ke
nitric dengan persamaan reaksi sebagai berikut : NO2+ ½ O2 -------> NO3+ E = - 18 kcal.
Reaksi nitrifikasi
seperti di atas dapat berlangsung jika adanya oksigen. Proses oksidasi dari NO2 ke nitrit umumnya lebih cepat dari pada proses oksidasi dari NH4 ke nitrit, dan nitri ini terakumulasi di lingkungan. Tahapantahapan
oksidasi ammonium oleh bakteri Nitrosomonas dan kemungkinan produksi nitrit
oleh beberapa bakteri.
c. Denitrifikasi
Denitrifikasi merupakan proses preduksian senyawa N-nitrat menjadi gas nitrogen
dan/atau gas nitrogen oksida, dengan nitrogen bertindak sebagai penerima
hydrogen. Produksi nitrogen bebas dari senyawa-senyawa organic tidaklah melalui
aksi mikroorganisme, namun terbentuk secara tidak langsung oleh saling tindak
antara asam nitrat bebas dengan senyawa amino, yang keduanya dihasilkan secara
bersama melalui biang bakteri. Dalam keadaan anaerob, bakteri aerob dapat
memanfaatkan nitrat untuk menggantikan oksigen sebagai penerima elektron,
sehingga mengurangi gas-gas produk akhir seperti NO, N2O atau N2, tahapan dalam nitrifikasi adalah
sebagai berikut:
NH4+ + 2O2 ----------->
NO3- +H2O + 2H
Gas dinitrogen dan nitrogen oksida adalah dua komponen produk akhir yang sangat
penting dan N2 biasanya diproduksi dari N2O sedang dari NO dapat terjadi tetapi dalam kondisi tertentu. Terbentuknya
N2O dan N2 tidak saja dari nitrat selama
respirasi, tetapi dapat juga konversi dengan cara asimilasi ke NH4+ dalam
komponen organic biomasa. Tentu pula mikroorganisme dapat merubah NO3- ke NH4+
melalui mekanisme diasimilasi pada kondisi anaerob, mekanisme ini bersama
denitrifikasi adalah proses memanfaatkan energi.
d. Pembusukan
Protein yang dibuat
oleh tumbuhan masuk dan melalui jarring-jaring makanan seperti pada
karbohidrat. Pada tiap tingkatan trofik, terdapat kehilangan yang kembali ke
sekitarnya, terutama dalam ekskresi. Yang terakhir mengambil keuntungan dari
senyawa nitrogen adalah mikroorganisme pembusuk yang merombak menjadi ammonia.
B. Senyawa dan Kandungan Nitrogen di Laut
Pengetahuan senyawa
dan kandungan N di laut sangat penting untuk diketahui, hal ini mempunyai
hubungan erat dengan kehidupan biota laut, dan berkaitan dengan nutrient untuk
biota laut. Secara alamiah perkembangan konsentrasi dari nutrient sangat
tergantungan dari hubungan antara kedalaman laut dan stok fitoplankton beserta
aktivitasnya. Studi yang dilakukan di Guinea, Atlantic bagian timur menemukan
adanya korelasi antara naiknya turunnya konsentrasi NO3-dengan kedalaman laut
dan produksi fitoplankton. Pada laut yang dalam Zn akan menjadi faktor pembuat
masalah dalam hubungan antara kandungan oksigen dan klorofil, oleh karena itu
sangat menentukan “batas kandungan nitrat” (nitracline) mengingat kandungan N
dalam air senentiasaa berbentuk ion nitrat dan ion ammonium.
Dalam hubungan inlah
penting untuk menentukan konsentrasi nutrient terutama senyawa N-nitrat dan
N-amonium pada permukaan laut di wilayah tropika dan subtropika. Hal ini
disebabkan pada kedalaman air 0 – 200 m, sinar matahari masih menembus badan
air dan akan terjadi aktivitas biologi yang sangat banyak. Di laut ekuatorial
kandungan N03-pada kedalaman 100 m mengandung konsentrasi 10 – 25 μgram atom
1-1 dan pada subtropikal berkisar antara 10 – 25 μgram atom 1-1.Namun dalam
keadaan stok klorofil yang tinggi konsentrasi N03-akan menurun. Beberapa
fitoplankton akan mengangkut nitrogen secara vertical ke garis batas nutrient.
Beberapa daripadanya dapat membentuk nitrat tetap. Hujan mungkin sangat sedikit
sebagai sumber N03-dan NH4+.
Dari hasil penelitian
dan fenomena alam tersebut di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa jenis-jenis
N-anorganik yang utama dalam air adalah ion nitrat (N03-) dan ion amonimum
(NH4+). Namun dalam kondisi tertentu masih terdapat ion nitrit dan sebagian
besar dari nitrogen terikat dalam nitrogen organic (47,9%), yaitu bahan-bahan
yang berprotein, juga terdapat dalam bahan pencemar seperti asam sianida (HCN),
asam etilen diamin tetra asetat (EDTA) atau dalam bentuk asam nitrilotriasetat
(NTA).
Selanjutnya, melakukan
inventarisasi kandungan total nitrogen yang ada di laut. Dengan kesimpulan
bahwa siklus nitrogen secara global terlihat pada biomasa di laut sekitar 5,3 x
1012 kg tetapi tidak menguraikan secara kuantum distribusinya di laut.
Kandungan NH4+dapat
ditemui di terumbu karang, sebab gas ini merupakan buangan dari organisme
akuatik, domestik dan industri. Ion-ion ammonium dan amino-nitrogen (R-NH2dalam
bahan yang berprotein) dioksidasi oleh oksigen dengan adanya ketalis biologi yang
cocok : Reaksi di atas dapat terjadi jika ada kandungan oksigen yang cukup
memadai. Misalnya untuk pengolahan air pembuangan rumah tangga atau industri,
bahan organik jika diberi aerasi intensif maka limbah yang mengandung ion
ammonium akan terurai menjadi ion nitrat yang dapat diasimilasi. Dalam keadaan
tanpa oksigen, NO3- dapat sebagai penerima elektron dalam reaksi-reaksi dengan
mikroorganisme sebagai perantara:
NO3- + 6H + 5e- 1/2
N2+ 3H2O
Kemampuan ion nitrat
sebagai penerima elektron digunakan dalam proses pengolahan air buangan untuk
menghilangkan nitrogen dengan membiarkan ion nitrat mengoksidasi methanol
melalui reaksi bakteri dengan kondisi anaerob, sebagai berikut :
5CH3OH + 6 NO3-+ 6 H+ 5 CO2 + 3N2 + 12H2O
Reaksi tersebut di atas disebut denitrifikasi yang dalam beberapa keadaan reduksi ini merubah semua senyawa itu membentuk ion NH4+.
C. Siklus Nitrogen di Laut
Reaksi tersebut di atas disebut denitrifikasi yang dalam beberapa keadaan reduksi ini merubah semua senyawa itu membentuk ion NH4+.
C. Siklus Nitrogen di Laut
Dari kajian-kajian tersebut di atas dapat dikaji bahwa nitrogen dalam air
terjadi dalam berbagai bentuk senyawa. Nitrogen yang terbanyak dalam bentuk
N-molekuler (N2) yang berlipat ganda jumlahnya daripada
nitrit (NO2) atau nitrat (NO3), tetapi tidak dalam bentuk yang berguna bagi
jasad hidup.
Nitrogen memegang
peranan kritis dalam siklus organic dalam menghasilkan asam-asam amino yang
membuat protein. Dalam siklus nitrogen, tumbuh-tumbuhan menyerap N-anorganik
dalam salah satu gabungan atau sebagai nitrogen molekuler. Tumbuh-tumbuhan ini
membuat protein yang kemudian dimakan hewan dan diubah menjadi protein hewan.
Jaringan organic yang mati diurai oleh berbagai jenis bakteri, termasuk
didalamnya bakteri pengikat nitrogen yang mengikat nitrogen molekuler menjadi
bentuk-bentuk gabungan (NO2, NO3, NH4) dan bakteri denitrifikasi yang
melakukan hal sebaliknya. Nitrogen lepas ke udara dan diserap dari udara selama
siklus berlangsung.
Jumlah nitrogen yang
tergabung dalam mineral dan mengendap di dasar laut tidak seberapa besar. Pola
sebaran nitrogen di Samudera Atlantik, Pasifik dan Samudera India tidak
menunjukkan perbedaan yang signifikan. Sebaran menegak dari bentuk-bentuk
gabungan nitrogen berbeda di laut. Nitrat terbanyak terdapat di lapisan
permukaan, ammonium tersebar secara seragam, dan nitrit terpusat dekat
termoklin. Interaksi-interkasi antara berbagai tingkat nitrogen organic dan
bakteri sedemikian rupa sehingga pada saat nitrogen diubah menjadi berbagai
senyawa anorganik, zat-zat ini sudah tenggelam di bawah termoklin. Hal ini
menimbulkan masalah bagi penyediaan nitrogen karena termoklin merupakan
penghalang bagi migrasi menegak unsur-unsur ini dan kenyataannya persediaan
nitrogen akan menjadi faktor pembatas bagi produktivitas di laut.