Jumat, 27 Maret 2015

MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN ''ASIMILASI''



Assalamualaikum teman... :) aku kembali lagi dengan membawa se"onggok" info :D. sepertinya ini makalah pertama yang aku posting pada tahun 2015 yah maklum orang sibuk haha..
Kali ini informasi mengenai asimilasi tumbuhan, yang dibahas dalam makalah ini hanya asimilasi carbon dan asimilasi nitrogen. Ok jangan berlama-lama lagi check this one out....

MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
ASIMILASI

 
OLEH:
KELOMPOK
1.      ALMUDASYIR A         (12222007)
2.      ASRI ARUM SARI       (12222014)
3.      DINA ANIS ATIKA      (12222028)

DOSEN PEMBIMBING:
FITRATUL AINI, M.Si





PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)  RADEN FATAH
PALEMBANG
2015

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Dalam beberapa aspek fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi hewan atau fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang melalui  pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan  berkembang sepanjang hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri, menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai batas-batas yang tersedia. Hewan sebagian  besar harus bergerak, harus mencari makan, ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga integritas mekaniknya unntuk hidup dan pertumbuhan. Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan.
Nitrogen merupakan elemen yang sangat esensial, menyusun bermacam-macam persenyawaan penting, baik organik maupun anorganik. Nitrogen menempati porsi 1-2 % dari berat kering tanaman. Ketersediaan nitrogen dialam berada dalam beberapa bentuk persenyawaan, yaitu berupa N2 (72 % volume udara), N2O, NO, NO2, NO3 dan NH4+. Di dalam tanah, lebih dari 90% nitrogen adalah dalam bentuk N-organik.
Tumbuhan tingkat tinggi pada umumnya tergolong pada organisme autotrof, yaitu makhluk hidup yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari proses fotosintesis. Fotosintesis atau asimilasi karbon adalah proses pengubahan zat-zat anorganik  H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya. Prosesfotosintesis hanya bisa dilakukan oleh tumbuhan yang mempunyai klorofil. Proses ini hanya akan terjadi jika ada cahaya dan melalui perantara  pigmen hijau daun yaitu klorofil yang terdapat dalam kloroplas. 
Untuk itulah, dilakukan penyusunan makalah tentang proses fotosintesis atau asimilasi karbon yang terjadi pada tumbuhan dan siklus nitrogen.

1.2. Rumusan Masalah
1.      Apa pengertian asimilasi?
2.      Bagaimana proses asimilasi karbon?
3.      Bagaimana proses asimilasi nitrogen?













       
BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Asimilasi
Asimilasi adalah transport komponen metabolik terlarut dari luar ke dalam lingkungan sel, baik secara pasif (difusi) maupun transport aktif. Sel yang mendapatkan semua komponen metabolic melalui asimilasi disebut osmotrof, contohnya jamur, algae, dan bakteri. Asimilasi dipenuhi dengan mekanisme transportasi dengan energi pasif (energi netral) dan energi aktif (energi konsumsi). Transport pasif dilakukan berdasarkan driving force yang berupa gradient konsentrasi, dengan mekanisme difusi. Proses ini bersifat spontan, tidak membutuhkan energi dari luar dan akan berlangsung sampai konsentrasi di area perbatasan sel dengan daerah luar menjadi homogen. Transport pasif akan terjadi hanya ketika molekul mampu berdifusi melalui membran sel (Anonim, 2011).
Tumbuhan tingkat tinggi merupakan organisme autotrof dapat mensintesa komponen molekular organik yang dibutuhkannya, selain juga membutuhkan hara dalam bentuk anorganik dari lingkungan sekitarnya. Hara mineral diabsorpsi dari tanah oleh akar dan akan bergabung dengan senyawa organik yang esensial untuk pertumbuhan dan perkembangan. Penggabungan hara mineral dengan senyawa organik membentuk pigmen, kofaktor enzim, lipid, asam nukleat dan asam amino. Proses inilah yang disebut dengan asimilasi hara mineral.

2.2    Asimilasi Karbon
2.2.1 Siklus Karbon
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan diantara biosfer, geosfer, hidrosfer dan atmosfer  bumi. Dalam siklus ini ter dapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir tersebut  adalah atmosfer,  biosfer  teresterial (termasuk freshwater  system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati) dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi dan biologi yang bermacam-macam. Lautan mengandung kolam aktif karbon terbesar, namun demikian laut bagian dalam dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer. Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antar yang masuk dan yang keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran  (loop) spesifik siklus karbon (misalnya atmosfer-biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida (Ramadhani, 2014).

2.2.2        Karbon di Atmosfer
Bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer bumi adalah gas karbon dioksida (CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di atmosfer, namun memiliki peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosferadalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini merupakan gas artifisial atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca yang konsentrasinya di atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini dan berperan dalam pemanasan global (Ramadhani, 2014).
Menurut Aloysius (2012), karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara:
a.       Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat.
b.      Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut.
c.       Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran karbon ke bawah.
d.      Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer. Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO2 atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya (reverse reaction).
Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara pula, yaitu:
a)      Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.
b)      Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan. Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida atau menjadi metana jika tersedia oksigen.
c)      Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan (petroleum) dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.
d)     Produksi semen. Salah satu komponennya, yaitu kapur atau gamping atau kalsium oksida, dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur atau batu gamping yang akan menghasilkan juga karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.
e)      Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer.
f)       Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat. Kedua proses kimia yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun.
Gambar 1. Siklus Karbon

2.2.3   Karbon Di Biosfer
Sekitar 1900 gigaton karbon ada di dalam biosfer. Karbon adalah bagian yang penting dalam kehidupan di Bumi. Karbon memiliki peran yang penting dalam struktur, biokimia dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Dan kehidupan memiliki peranan yang penting dalam siklus karbon: Autotroph adalah organisme yang menghasilkan senyawa organiknya sendiri dengan menggunakan karbon dioksida yang berasal dari udara dan air di sekitar tempat mereka hidup. Untuk menghasilkan senyawa organik tersebut mereka membutuhkan sumber energi dari luar. Hampir sebagian besar autotroph menggunakan radiasi matahari untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut dan proses produksi ini disebut sebagai fotosintesis. Sebagian kecil autotroph memanfaatkan sumber energi kimia dan disebut kemosintesis. Autotroph yang terpenting dalam siklus karbon adalah pohon-pohonan di hutan dan daratan dan fitoplankton di laut. Fotosintesis memiliki reaksi:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Karbon dipindahkan di dalam biosfer sebagai makanan heterotrop pada organisme lain atau bagiannya (seperti buah-buahan). Termasuk di dalamnya pemanfaatan material organik yang mati (detritus) oleh jamur dan bakteri untuk fermentasi atau penguraian.
Sebagian besar karbon meninggalkan biosfer melalui pernafasan atau respirasi. Ketika tersedia oksigen, respirasi aerobik terjadi, yang melepaskan karbon dioksida ke udara atau air di sekitarnya dengan reaksi 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2. Pada keadaan tanpa oksigen, respirasi anaerobik lah yang terjadi, yang melepaskan metan ke lingkungan sekitarnya yang akhirnya berpindah ke atmosfer atau hidrosfer. Pembakaran biomassa (seperti kebakaran hutan, kayu yang digunakan untuk tungku penghangat atau kayu bakar, dll.) dapat juga memindahkan karbon ke atmosfer dalam jumlah yang banyak.

2.2.4 Karbon di Laut
Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana sebagian besar dalam bentuk ion bikarbonat. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen. Pertukaran karbon ini menjadi penting dalam mengontrol pH di laut dan juga dapat berubah sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon. Pada daerah upwelling, karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerah downwelling karbon (CO2) berpindah dari atmosfer ke lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk:
CO2 + H2O H2CO3
Reaksi ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia. Reaksi lainnya yang penting dalam mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan ion hidrogen dan bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada pH.
H2CO3 H+ + HCO3-


2.2.5                       Permasalahan dalam siklus karbon
Karbon (C) adalah elemen yang paling sering kita temui di dalam kehidupan kita sehari-hari. Dalam tanaman dan hewan. Tumbuhan menyimpan Carbon dalam sari buahnya (dalam bentuk glukose) dan tanaman juga memanfaatkan carbon (CO2-Carbondioksida) dari atmosfer untuk membantu proses fotosintesisnya (Rendy, 2013). 
Ketika tumbuhan mati, mereka membusuk dan bakteri pengurai akan menguraikannya menjadi bagian dari tanah, yaitu kompos. Karbon yang di dalam tanah (kompos) dalam jangka waktu berjuta-juta tahun kemudian, akan berubah menjadi fosil, sebagai sumber minyak bumi. Sedangkan karbon yg berada di dalam air akan dimanfaatkan tumbuhan air dalam proses fotosintesisnya. Ketika ada ikan yg memakan tumbuhan ini, maka terjadi perpindahan karbon (zat makanan/glukose) dari tumbuhan ke ikan. Sedangkan dalam proses pernafasannya, ikan akan mengeluarkan carbon, dalam bentuk CO2 (karbondioksida) (Rendy, 2013). 
Kelanjutan dari fosil yg telah berubah menjadi sumber minyak bumi, carbon yg terkandung akan di suling (di olah) menjadi berbagai macam jenis minyak bumi, sebagai sumber energi utama di dunia ini. Metode inilah yg menjadi metode utama penghasil sumber energi kita, untuk menggerakkan mobil,motor, untuk penggerak listrik dan sumber energi bagi perindustrian. Dampak dari pembakaran minyak bumi, CO2 akan dilepaskan ke udara. Pelepasan CO2 yg berlebih diakibatkan salah satunya oleh deforestation (penghancuran hutan). Dengan tidak adanya hutan, maka CO2 tidak dapat digunakan sebagai bahan fotosintesis,,akan tetapi akan menumpuk di atmosfer kita. Penumpukan CO2 akan mengakibatkan efek rumah kaca dimana sinar UV tidak dapat dipantulkan oleh bumi. Sinar UV yg terperangkan di atmosfer akan menaikkan suhu bumi dan berakibat kepada Pemanasan Global. Dengan adanya permasalahan dalam siklus karbon tersebut, agar tidak terjadi pemanasan global diperlukan adanya penyerapan dari atmosfir melalui tumbuhan dalam jumlah yang besar. Karena tumbuhan dalam proses fotosintesis memanfaatkan karbon. Oleh karena itu pengembangan areal hijau, penghutanan kembali (reboisasi) dan pelestarian hutan sangat diperlukan. Apakah hutan yang ada saat ini memiliki kemampuan penyerapan karbon yang setara dengan pelepasan krabon ke atmosfir pada siklus karbon seperti tersebut di atas? Benarkah tanaman perkebunan seperti sawit dapat menjadi penyerap karbon yang setara dengan hutan yang terkorversi. Untuk daerah perkotaan, perlu ada desain jalan dengan diikuti oleh penghijauan di sepanjang jalan. Begitu juga untuk jalan antar kota penanaman pohon menjadi paket pemeliharaan dan perlindungan jalan (Rendy, 2013). 
Di udara, konsentrasi karbondioksida sangat kecil bila dibandingkan dengan oksigen dan nitrogen (kurang dari 0,04 %). akan tetapi gas ini adalah gas rumah kaca yang berperan dalam efek rumah kaca. Penambahan gas ini dapat meningkatkan suhu udara di bumi. Sekarang ini, populasi tumbuhan semakin berkurang (banyak hutan rusak dan lain-lain ) sedangkan kedaraan bermotor bertambah banyak. Jadi kita bisa bayangkan bahwa pelepasan CO2 ke udara tidak sebanding dengan pengubahannya oleh tumbuhan menjadi Karbohidrat. ini akan mempengaruhi keseimbangan atmosfer dan keseimbangan ekosistem di bumi (Rendy, 2013). 
Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk dan keluar) antar reservoir karbon atau antara satuputaran (loop) spesifik siklus karbon (misalnya atmosfer - biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida (Rendy, 2013). 



2.3    Asimilasi Nitrogen
Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbs akar baik dalam bentuk ion nitrat atau ion ammonium. 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 langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan organisme heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan molekul organik kecil.
Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsure nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer (78% gas di atmosfer adalah nitrogen). Meskipun demikian, penggunaan nitrogen pada bidang biologis sangatlah terbatas.  Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit bereaksi dengan unsur lain) sehingga dalam penggunaan nitrogen pada makhluk hidup diperlukan berbagai proses, yaitu: fiksasi nitrogen, asimilasi, mineralisasi atau amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi.


2.3.1        Proses-Proses Dalam Daur Nitrogen
Gambar 2. Siklus Nitrogen

a.    Fiksasi Nitrogen
Fiksasi nitrogen adalah proses penambatan atau pengambilan nitrogen dari udara. Dapat berupa proses di 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 nitrogen 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 :
1.      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.
2.      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 ammonia (NH3). Dalam proses Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2) menjadi amonia (NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan bahan peledak.
3.      Pembakaran bahan bakar fosil : mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang melepaskan berbagai nitrogen oksida (NOx).
4.      Proses lain: Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan terutama petir, dapat memfiksasi nitrogen, Petir memiliki energi yang besar untuk memecah N sehingga dapat bersenyawa dengan oksigen membentuk Nitrat (NO3) jatuh ke tanah dan menjadi unsur hara yang menyuburkan tanaman.
Hasil penelitian tentang fiksasi N ini menunjukkan bahwa ada cukup banyak 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 yg tidak memiliki heterocyst yg juga dpt fiksasi N. Fiksasi N memerlukan cukup banyak energi dalam bentuk ATP dan koenzim.
b.        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 ammonium langsung dari 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 besar, cairan xylem akan mengandung NO3 - juga.
c.         Amonifikasi
adalah pengubahan senyawa tertentu (amonia maupun nitrat) menjadi ammonium. Amonium bisa dihasilkan dari pengubahan nitrat.  Contoh bakteri yang berperan dalam amonifikasi nitrat menjadi amonium adalah Micrococcus denitrifican. Ammonium juga terbentuk dari perombakan jasad mati makhluk hidup. Hasil ekskresi dan jasad mati makhluk hidup terdekomposisi oleh detritivor menghasilkan amonia (NH3). Amonia diubah menjadi amonium (NH4). Amonium memang bisa dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan, tetapi sebagian besar ammonium digunakan oleh bakteri aerob sebagai sumber energi.

d.        Nitrifikasi
Konversi amonium menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang hidup di dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi, bakteri nitrifikasi seperti spesies Nitrosomonas mengoksidasi amonium (NH4 +) dan mengubah amonia menjadi nitrit (NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter, bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi dari nitrat (NO3-). Proses konversi nitrit menjadi nitrat sangat penting karena nitrit merupakan racun bagi kehidupan tanaman.
Proses nitrifikasi dapat ditulis dengan reaksi berikut ini :
1.         NH3 + CO2 + 1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O + H+
2.         NO2- + CO2 + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3-
3.         NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−
4.         NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e

e.         Denitrifikasi
Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk kembali menjadi gas nitrogen (N2), untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam kondisi anaerobik. Mereka menggunakan nitratsebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama respirasi. Fakultatif anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam kondisi aerobik. Denitrifikasi umumnya berlangsung melalui beberapa kombinasi dari bentuk peralihan sebagai berikut:
NO3− → NO2− → NO + N2O → N2 (g)
Proses denitrifikasi lengkap dapat dinyatakan sebagai reaksi redoks:
2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O



2.3.2        Fungsi Dan Manfaat Nitrogen Dalam Ekologi
Nitrogen sangatlah penting untuk berbagai proses kehidupan di Bumi. Nitrogen adalah komponen utama dalam semua asam amino, yang nantina dimasukkan kedalam protein, protein adalah zat yang sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan. Nitrogen juga hadir di basis pembentuk asam nukleat, seperti DNA dan RNA yang nantinya membawa hereditas (Aloysius, 2012).
Pada tumbuhan, banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang penting untuk fotosintesis dan pertumbuhan lebih lanjut. Meskipun atmosfer bumi merupakan sumber berlimpah nitrogen, sebagian besar relatif tidak dapat digunakan oleh tanaman. Pengolahan kimia atau fiksasi alami (melalui proses konversi seperti yang dilakukan bakteri rhizobium), diperlukan untuk mengkonversi gas nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh organisme hidup, oleh karena itu nitrogen menjadi komponen penting dari produksi pangan. Kelimpahan atau kelangkaan dari bentuk "tetap" nitrogen, (juga dikenal sebagai nitrogen reaktif), menentukan berapa banyak makanan yang dapat tumbuh pada sebidang tanah (Aloysius, 2012).












BAB III
PENUTUP

3.1    Kesimpulan
Dari pembahasan diatas maka dapat disimpulkan bahwa bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer bumi adalah gas karbon dioksida (CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di atmosfer, namun memiliki peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Dua hal penting terkait dengan siklus karbon adalah proses fotosintesis dan respirasi yang dilakukan oleh makhluk hidup. Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit bereaksi dengan unsur lain) sehingga dalam penggunaan nitrogen pada makhluk hidup diperlukan berbagai proses, yaitu: fiksasi nitrogen, asimilasi, mineralisasi atau amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi. Serangkaian proses itulah disebut dengan siklus nitrogen.


















DAFTAR PUSTAKA

Aloysius, Suyitno, 2012. Metabolisme Nitrogen. Website: http:// staff. uny. ac.id/ sites/default/files/pengabdian/suyitno-aloysius-drs- ms/ materi- pengayaan-tim- ibo- sman-7 -purworejo- tentang- metabolisme-n.pdf. Diakses pada Kamis, 19 Maret 2015 pukul 21.00 WIB.

Anonim. 2011. Asimilasi Nitrogen dan Belerang. Website: http: //eprints. upnjatim. ac.id/3161/2/asimilsi-n-spdf. Diakses pada Kamis, 19 Maret 2015 pukul 22.00 WIB.

Campbell, Neil dkk. 2008. Biologi Jilid 3 Edisi Kedelapan. Jakarta: Erlangga.
Ramadhani, Annisa. 2014. Siklus Biogeokimia. Website: http:// www. academia. edu/9818931/makalah_siklus_biogeokimia. Diakses pada Kamis, 19 Maret 2015 pukul 19.00 WIB.
Rendy. 2013. Siklus Karbon. Website: http://www.scribd.com/2013/09/siklus-karbon.html. Diakses pada Kamis, 19 Maret 2015 pukul 20.00 WIB.




Tidak ada komentar:

Posting Komentar