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.
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
a. Fiksasi
Nitrogen
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