Biologi

Daur Nitrogen

Sobat, nitrogen mempunyai peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup makhluk di bumi.

Nitrogen juga mengalami siklus perputaran dari atmosfer menuju bumi dan terjadi secara terus menerus. Daur nitrogen akan mengubah nitrogen dari satu wujud ke wujud kimia lainnya.

Tahapan daur nitrogen:

Fiksasi

Nitrogen yang terdapat di udara diubah menjadi amonia dengan bantuan bakteri Diazotrof (Azotobacteraceae, Cyanobacteria, Clostridium). Biasanya tersebut mempunyai enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan nitrogen dengan hidrogen.
Bakteri ini bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan atau hidup bebas sehingga dapat memperbaiki nitrogen menjadi nitrogen organik.

Nitrifikasi

Amonium yabg terbentuk akan diubah menjadi nitrat. Tahap ini dibantu oleh bakteri Nitrosomonas yang berada di dalam tanah. Untuk tahapan utama dari proses nitrifikasi yakni bakteri melakukan oksidasi terhadap amonium, serta mengubah amonia menjadi nitrit. Sedangkan untuk spesies bakteri lainnya seperti Nitrobacter melakukan oksidasi pada nitrit menjadi nitrat.

Asimilasi

Tumbuhan memperoleh nitrogen yang berasal dari tanah melalui proses penyerapan akar dalam bentuk ion nitrat atau ion amonium. Untuk beberapa jenis tumbuhan yang bersimbiosis dengan rhizobium, nitrogen tersebut diasimilasi secara langsung menjadi ion amonium bintil akar.

Amonifikasi

Amonifikasi merupakan tahapan dimana sisa-sisa tanaman dan limbah terurai oleh organisme dan menghasilkan amonia yang disebut amonifikasi. Mikroorganisme yang ada dalam tanah akan mengurai bahan organik agar bisa dijadikan sebuah energi dan bisa menghasilkan amonia. Amonia dalam tanah tadi akan bertahan dengan wujud ion amonium.

Denitrifikasi

Nitrat mengalami reduksi menjadi gas nitrogen inert (berukuran kecil). Denitrifikasi ini dilakukan oleh bakteri seperti Clostridium pseudomonas dalam kondisi anaerobic. Selama tahap respirasi, bakteri akan menjadikan nitrat sebagai akseptor elektron.

Daur Karbon

Sobat, karbon memiliki 2 jenis siklus, yitu siklus pendek dan siklus Panjang berdasarkan jangka waktu yang diperlukan.

Siklus Pendek

Yang berperan dalam siklus pendek adalah proses fotosintesis, pembentukan humus, perpindahan karbon di udara. Tumbuhan dan fitoplankton merupakan komponen utama yang berperan dalam siklus karbon pendek. Tumbuhan dan fitoplankton menyerap karbon dioksida di atmosfer untuk berfotosintesis membentuk karbohidrat dan oksigen.

Tumbuhan memanfaatkan gula yang dihasilkan untuk menghasilkan energi dalam proses pertumbuhan. Selain itu, hewan dan juga manusia memakan tumbuhan dan fitoplankton untuk mendapatkan energi dari gula yang tersimpan pada keduanya.

Selanjutnya, tumbuhan dan plankton yang mati akan mengalami penguraian, sehingga karbon terurai membentuk humus ataupun endapan karbonat di laut. Hewan dan manusia melakukan proses respirasi yang memerlukan oksigen dan kemudian melepaskan karbon dioksida ke atmosfer. Karbon dioksida di atmosfer nantinya akan dimanfaatkan oleh tumbuhan dan fitoplankton dan seterusnya membentuk suatu siklus.

Siklus Panjang

Karbon berpindah dalam berbagai bentuk dari batuan, tanah, laut dan atmosfer dalam rentang waktu 100-200 juta tahun. Perpindahan karbon dapat terjadi melalui proses pelapukan batuan.

Selain itu, material organik yang terbentuk dari proses fotosintesis akan menumpuk membentuk endapan gambut maupun membentuk sedimen lainnya. Penimbunan yang terus berlangsung dapat merubah senyawa organik menjadi senyawa kerogen dalam bentuk minyak, gas maupun batubara.

Selain itu, siklus karbon panjang juga dapat terjadi karena proses pembakaran energi fosil yang menghasilkan pelepasan karbon dioksida ke atmosfer. Emisi karbon dari dalam bumi ke atmosfer juga dapat disebabkan karena peristiwa alami, salah satunya yaitu aktivitas vulkanisme, yang mana gas karbon dioksida termasuk gas yang cukup banyak dikeluarkan pada saat gunung meletus.

Daur Fosfor

Sobat, Fosfor adalah mineral penting yang dapat kita temukan di seluruh hewan dan tanaman. Selain itu, fosfor juga dapat ditemukan di dalam air, tanah dan sedimen, namun tidak dapat ditemukan dalam kandungan udara.

Siklus fosfor merupakan sebuah rangkaian pergerakan fosfor yang melalui bidang ekosistem litosfer, hidrosfer, dan biosfer.

Tahapan siklus fosfor:

Pelapukan Batuan, sumber utama fosfor yang ditemukan dalam batuan melalui proses pelapukan. Pelapukan tersebut secara alami dipengaruhi oleh faktor cuaca, hujan dan erosi sehingga mengakibatkan fosfor berpindah ke tanah. Ketika batuan yang mengandung fosfor terkena air hujan, maka akan melepaskan ion fosfat dan mineral lainnya.

Penyerapan Oleh Tanaman dan Hewan, fosfat yang telah terkandung dalam tanah akan dimanfaatkan oleh tumbuhan, jamur, dan mikroorganisme sekitarnya. Sedangkan pada hewan herbivora dan manusia, akan menyerap fosfor yang terkandung pada tanaman ketika mengonsumsinya. Pada hewan karnivora, fosfor akan diperoleh ketika hewan tersebut memangsa hewan karnivora.

Dekomposisi, fosfor akan kembali ke alam atau lingkungan melalui proses penguraian atau dekomposisi. Fosfat yang telah masuk dalam tanaman atau hewan akan diurai oleh dekomposer ketika tanaman atau hewan tersebut mati, sehingga fosfat organik akan kembali ke tanah atau air.

Mineralisasi, bakteri dalam tanah yang akan memecah bahan organik menjadi bentuk fosfat yang dapat diserap tanaman. Fosfor yang terkandung dalam air akan terus berjalan siklusnya hingga menjadi sedimen dan menuju ke lautan.

Daur Sulfur

Sobat, Sulfur di alam ditemukan dalam berbagai bentuk. Dalam tanah sulfur ditemukan dalam bentuk mineral, di udara dalam bentuk gas sulfur dioksida dan di dalam tubuh organisme sebagai penyusun protein.

Daur belerang atau daur sulfur adalah salah satu bentuk daur biogeokimia. Pengertian dan definisi lain dari daur belerang/sulfur yaitu perubahan sulfur dari hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida lalu menjadi sulfat dan kembali menjadi hidrogen sulfida lagi

Tahapan siklus sulfur:

• Aktivitas dari gunung berapi, sumber air panas yang mengandung belerang, serta hasil dari penggunaan bahan bakar fosil melepaskan sulfur ke atmosfer dalam bentuk gas SO₂. Setelah itu gas SO₂ yang telah berada di udara akan mengalami oksidasi menjadi gas sulfat (SO₄).
• Bakteri Aspergillus sp., Neurospora sp., Escherichia sp., Proteus sp., akan mengubah protein dari bahan organik menjadi senyawa H₂S ketika terjadi proses pembusukan.
• Organisme pengurai seperti Vibrio desulfuricans, Aerobacter, dan Desulphovibrio akan mengubah karbohidrat dari bahan organik menjadi H₂ dan senyawa-senyawa lainnya.
• Gas H₂S yang ada di atmosfer kemudian mengalami oksidasi sehingga menjadi gas sulfat (SO₄). Kemudian gas sulfat akan kembali ke permukaan bumi bersama air hujan pada fase presipitasi.
• Gas H₂S yang terdapat pada tanah akan memasuki fase reduksi dan menghasilkan unsur tunggal sulfur (S). Kemudian unsur tunggal tersebut akan memasuki fase oksidasi dengan bantuan bakteri Thiobacillus denitrificans dan Thiobacillus thiooxidans lalu menjadi SO₄. Dilanjutkan dengan SO₄ dalam tanah yang akan tereduksi kembali menjadi H₂S oleh bakteri Thiobacillus thioparus.

Kandungan gas sulfur yang tinggi di udara akan menyebabkan masalah bagi lingkungan, karena akan menyebabkan hujan asam. Hujan asam ini merupakan salah satu dampak buruk dari polusi air dan polusi udara. 

1.

Jawablah soal di bawah ini!

Dalam piramida energi, akan terlihat bahwa trofik yang mengandung energi paling sedikit adalah....

A. Produsen
B. Konsumen tingkat 1
C. Dekomposer
D. Konsumen tingkat 2
E. TOP Predator

2.

Jawablah soal di bawah ini!

Bila pohon di hutan ditebang habis, dampak yang akan terjadi adalah....

A. aliran air berkurang
B. tidak memengaruhi persediaan air di hutan
C. bertambah besarnya aliran air dari gunung
D. bertambah besar proses evapotranspirasi
E. bertambah besar daya serap humus

3.

Jawablah soal di bawah ini!

Fungsi yang penting dari fosfor sebagai berikut kecuali….

A. Pembentuk ATP
B. Penyusun Protein
C. Bahan pembentuk tulang
D. Komponen Penyusun asam nukleat
E. Berperan dalam hujan asam.

4.

Jawablah soal di bawah ini!

Salah satu penyebab terjadinya proses denitrifikasi pada daur N adalah....

A. Tanah kelebihan oksigen
B. Tanah kekurangan oksigen
C. Jumlah Rhizobium menjadi meningkat
D. Tumbuhan menyerap banyak nitrogen
E. Tanah kekurangan air.

5.

Jawablah soal di bawah ini!

Peristiwa hujan asam dapat ditemukan di daur…

A. Nitrogen
B. Fosfor
C. Sulfur
D. Karbon
E. Oksigen