Siklus Nitrogen

05.11 |

LAPORAN FISIOLOGI TUMBUHAN

“SIKLUS NITROGEN”

DOSEN : Sulistyowati, Dra, Msi.

Disusun Oleh :

Romsil laily (10-250-0008)

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PGRI ADI BUANA SURABAYA

SURABAYA

2012

Pengertian Siklus Nitrogen (N)

Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekologi karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci, termasuk produksi primer dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasan nitrogen dalam air limbah telah secara dramatis mengubah siklus nitrogen global.

Sebagian besar nitrogen yang terdapat di dalam organisme hidup berasal dari penambatan (reduksi) oleh mikro organisme prokariot. Sebagian diantaranya terdapat di akar tumbuhan tertentu atau dari pupuk hasil penambatan secara industry. Sejumlah kecil nitrogen pindah dari atmosfer ke tanah sebagai NH4+ dan NO3- bersama air hujan dan diserap oleh akar. NH4+ ini berasala dari pembakaran industry, aktivitas gunung berapi dan kebakaran hutan sedangkan NO3- berasal dari oksidasi N2 oleh O2 atau ozon dengan bantuan kilat atau radiasi ultraviolet, sumber lain NO3- adalah samudera.

Penyerapan NO3- dan NH4+ oleh tumbuhan memungkinkan tumbuhan untuk membentuk berbagai senyawa nitrogen terutama protein. Pupuk, tumbuhan mati, mikroorganisme, serta hewan merupakan sumber penting nitrogen yang dikembalikan ke tanah tapi sebagaian besar nitrogen tersebut tidak larut dan tidak segera tersedia bagi tumbuhan.
Pengubahan nitrogen organic menjadi NH4+ oleh bakteri dan fungi tanah disebut Amnoifikasi yang dapat berlangsung oleh berbagai macam mikroorganisme pada suhu dingin dan pada berbagai nilai ph. Selanjutnya pada tanah yang hangat dan lembab dan ph sekitar netral NH4+ akan dioksidasi menjadi nitrit (NO2) dan NO3- dalam beberapa hari setelah pembentukkannya atau penambahannya sebagai pupuk disebut dengan Nitrifikasi yang berguna dalam menyediakan energi bagi kelangsungan hidup dan perkembangan mikroba tersebut.

Selain itu terdapat pula denitrifikasi yaitu suatu proses pembentukan N2, NO, N2O dan NO2 dari NO3- oleh bakteri aneorobik yang berlangsung di dalam tanah yang penetrasi O2- nya terbatas, tergenang, padat dan daerah dekat pemukiman tanah yang konsentrasi O2 nya rendah karena penggunaannya yang cepat dalam oksidasi bahan organik. Tumbuhan kehilangan sejumlah kecil nitrogen ke atmosfer sebagai NH3, N2O, NO2, dan NO terutama jika diberi pupuk nitrogen dengan baik.

Siklus nitrogen ditunjukkan pada gambar 7 dan pool terbesar adalah di udara sebagai gas N2. Gas nitrogen di atmosfer menempati 75% dan bila kolom dengan luasan 1 Cm2 mulai dari permukaan air laut hingga batas atmosfer berat udara 1,03 kg, maka berat nitrogen sekitar 770 g. Nitrogen di udara dihasilkan dari gas N2O (hasil peruraian bakteri denitrifikasi) oleh energi cahaya. Gas amonia juga sebagian dilepaskan di udara. Sedangkan di dalam tanah larut dalam air menjadi ion amonium (NH4+) dan siap diserap oleh akar tanaman bersama-sama dengan ion NO3- dari peristiwa bakteri nitrifikasi yang menghasilkan HNO2 yang dilanjutkan oleh bakteri nitrat untuk menghasilkan ion nitrat.

Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara menjadi amonia (NH3). Mikroorganisme yang mem-fiksasi 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 non-biologis, 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 yg tidak memiliki heterocyst yg 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.

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 yg tidak memiliki heterocyst yg juga dpt fiksasi N. Fiksasi N memerlukan cukup banyak energi dalam bentuk ATP dan koenzim.

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 electron 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.

Lingkungan yang berbeda menurut ekologi dan bila dibedakan berdasarkan iklim yang ada sebagaimana gambar 4 terdapat macam vegetasi yang berbeda pula untuk daerah tropis (hutan hujan), hutan deciduous, coniferous, biome padang rumput maupun tundra. Demikian pula akan berakibat simbiosis antara mikroorganisme dan vegetasi yang ada. Sylvia (2005) berdasarkan gambaran umum Reed, kolonisasi vegetasi masing-masing hutan mempunyai tipe mikoriza yang tidak sama dan bentuk ion nitrogen yang berbeda pula. Daerah padang rumput tanah banyak mempunyai bentuk ion nitrat (NO3- ) dan tipe mikoriza arbuskula (di dalam sel akar), hutan dengan pepohonan berkayu (tropika, deciduous) bentuk amonium (NH4+) dan tipe mikoriza Ektomikoriza (terdapat rizomorf yang menutupi atau mantel di luar akar), sedangkan coniferous dan tundra berbentuk bahan organik dan tipe mikoriza Ericoid (di dalam akar diantara sel-selnya atau intrascellular; banyak terjadi pada Ericales).

Pengikatan Nitrogen
Intensitas fiksasi nitrogen oleh non-simbiosis bakteri bermacam-macam dan dipengaruhi oleh tempat dan kondisi iklim setempat. Secara umum tiap tahun perhektar dapat mencapai 30 kg dan daerah perairan, sianobakteri memfiksasi nitrogen antara 30 – 70 kg perha. pertahun. Masing-masing pool dapat diakses oleh mikroorganisme secara non-simbiosis maupun simbiosis. Bentuk simbiosis mutualisme bakteri dan jamur baik didarat maupun di perairan yang memfiksasi nitrogen adalah lichens.

Fiksasi nitrogen oleh mikroorganisme dapat dilakukan dengan bantuan ensim nitrogenase dan memungkinkan reaksi berikut terjadi
N2 + 8H+ + 8e- ——–> 2NH3 + H2
Reaksi tersebut memerlukan 16 molekul ATP (Adenosine Triphosphate). Hasilnya juga merupakan bentuk gas dan bila di dalam tanah terdapat air yang cukup maka gas NH3 akan larut membentuk ion amonium.

Gen yang menyandikan ensim nitrogenase saat ini menarik untuk dilakukan penelitian sebab ia terpengaruh oleh gas hidrogen tersebut (Davet, 2004). Gen Hup menyandikan nitrogenase A chroococcum, Bradyrhizobium japonicum misalnya, siklus hidrogen diperoleh melalui metabolisme pernafasan (intermidiate). Adapun mekanisme lainnya antara lain reaksi-reaksi kimia dalam sel berkenaan dengan nitrogenase tersebut berbeda-beda; genus Azotobacter memproteksi protein ensim atas adanya oksigen dari peristiwa respirasi aerobiknya, membran mukosa berbentuk polisakarida dalam genus Beijerinckia, jenis nodul dan vesikel pada jenis simbiosis golongan Sianobakteri (Alga biru-hijau).

Akomodasi unsur biotik dan abiotik seperti terjadi pada interaksi kompetisi; sumber-sumber karbon, oksigen, pH, suhu, ketersediaan trace element, ion-ion NH4+, NO3, asam-amino di dalam tanah, merupakan faktor yang mempengaruhi fiksasi biologis N2 dari udara. M termolithotropicus memfiksasi pada suhu 64 oC dan saat ini diketahui pula Streptomyces thermoanthotrophicus pada suhu 65 oC secara anaerobik (organotrof) dari domain Archaea. Unsur fosfor dibutuhkan tingkat yang relatif tinggi pada saat bakteri melakukan fiksasi N2. Oleh karena itu unsur abiotik menjadi penting keberadaannya dan berpengaruh secara langsung maupun tak langsung.

Fiksasi nitrogen dari udara secara non-simbiosis dan aerob dilakukan Azotobacter chroococcum, A agilis, A macrocytogenes, Pseudomonas saccharophila. Sedangkan aerob fakultatif seperti Bacillus polymixa, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter agglomerans, Erwinia herbicola. Menurut McNaughton dan Wolf (1998) daerah ekosistem terestrial iklim sedang (temperat), fiksasi nitrogen dilakukan oleh bakteri aerob ataupun anaerob dalam sampah atau lapisan tanah bagian atas. Sedangkan hutan tropis sejumlah 60% tanaman merupakan jenis leguminosa yang memiliki bakteri pengikat nitrogen dari genus Rhizobium dan terdapat pada akarnya untuk mefiksasi nitrogen sebagaimana reaksi di atas.
Davet (2004) menjelaskan, rhizobia merupakan bakteri pengikat nitrogen yang melimpah di daerah perakaran khususnya pada pH tanah sekitar 7.

Mekanisme simbiosis diawali dengan adanya zat flavonoida oleh akar dalam konsentrasi nanoMolar, sehingga banyak bakteri yang hadir. Senyawa yang diidentifikasi sebagai lipochitooligosaccharides (lipositooligosakarida) yang mempunyai efek kemostatik tetapi dapat mengaktivasi transkripsi gen-gen nod dalam plasmid bakteri, sebagai awal adanya kerjasama antara tanaman dan bakteri. Bakteri dalam melakukan fiksasi nitrogen dipengaruhi adanya oksigen dan bagaimana yang terjadi pada simbiosis tanaman-bakteri tentang hal ini masih sedang dipelajari.

Selanjutnya nodulin merupakan ekspresi protein di dalam tanaman yang menjadi host, sebagai respon atas stimulan dari bakteri. Protein tersebut adalah hasil kerja gen-gen yaitu dalam rambut-rambut akar, pembentukan infeksi, morfogenesis nodul (gelembung), penutupan membran, suplai energi, transportasi oksigen ke nodul (leghaemoglobins) dan asismilasi pengikatan nitrogen dan transportasinya ke organ-organ tumbuhan.
Fiksasi nitrogen oleh Sianobakteri seperti Nostoc dan Anabaena dalam bentuk simbiosis di perairan yaitu antara Anabaena dan Azolla yang diberi nama Anabaena azollae. Pengikatan nitrogen oleh simbiosis mutualisme ini dibatasi oleh adanya konsentrasi Fe dan P terlarut di perairan. Banyak dimanfaatkan untuk produksi beras di Asia timur dan adanya mikroba ini dengan kondisi baik dapat menambahkan atau 2 kg N per ha per hari atau sering dijumpai di lapang sebanyak 100 kg N tiap ha. pertahun (Sylvia, 2005).

Amonifikasi / Mineralisasi Nitrogen

Amonifikasi adalah peristiwa peruraian protein menjadi amonia (NH3) yang dilakukan oleh mikroba. Tahap pertama, polimer dalam molekul protein akan dipecah di luar sel, dan pemecahan dilakukan oleh ensim-ensim ekstraseluler yang dihasilkan oleh sel mikroba seperti proteinase, protease dan peptidase. Sedangkan nitrogen dalam chitin akan dilakukan oleh chitinase, chitobiosa oleh chitobiose, peptidoglikan oleh lysozyme, DNA dan RNA oleh endonuklease dan eksonuklease serta urea oleh urease. Tujuan pemecahan polimer tersebut adalah menghasilkan molekul lebih kecil yaitu asam amino dan dapat memasuki membran sel serta terjadi dekomposisi.

Di dalam sel, asam amino akan terjadi pemecahan oleh ensim glutamat dehidrogenase dengan ko-ensim NADP (Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate) menghasilkan α-ketoglutarat dan amonium (NH4+). Davet (2004) menjelaskan bahwa amonium juga dihasilkan oleh mikrofauna yang mempunyai hubungan predatorisme (sebagai predator) dengan bakteri. Biomassa bakteri dikonsumsi oleh mikrofauna tanah akan menghasilkan banyak karbon dioksida dalam pernafasannya dan mempunyai rasio C/N yang tetap sama dengan biomassa bakteri. Amonium merupakan bentuk eskret nitrogen.

Immobilisasi / Assimilasi Nitrogen

Bila jumlah NH4+ di sekitar sel lebih dari 0,1 mM atau setara dengan 0,5 mg N per kg tanah, maka akan terjadi pembentukan asam amino melalui mekanisme GOGAT (Glutamine synthethase-Glutamate synthase). Dengan lain perkataan terjadi pembentukan nitrogen-organik dari amonium.

Nitrifikasi

Peruraian protein yang dapat melepaskan amonia berbentuk gas maupun terlarut dapat dimanfaatkan oleh bakteri yang mengoksidasi atau mereduksi senyawa nitrogen. Nitrat merupakan hasil akhir dari oksidasi amonium dan bila oksidasi menghasilkan nitrit (NO2-), maka bakteri akan diberikan nama genus Nitroso- seperti Nitrosomonas ureae, Nitrosomonas marina, Nitrosospira multiformis. Sedangkan bila nitrit dioksidasi menjadi nitrat dilakukan oleh bakteri tertentu, maka diberikan nama genus Nitro- sperti Nitrococcus mobilis, Nitrobacter alkalicus, N vulgaris dan Nitrobacter winogradskyi, Nitrospira marina.

Denitrifikasi

Hasil nitrifikasi yang berupa senyawa nitrit selain dapat dirubah menjadi nitrat, dapat dirubah menjadi gas nitrogen (N2) oleh bakteri denitrifikasi. Populasi bakteri denitrifikasi dalam tanah sebanyak 0,1 – 5 % dan keragamannya didominasi oleh Pseudomonas sp dengan Alcaligenes sp, Flavobacterium sp; juga biasanya Bacillus sp.
Jalur perubahan denitrifikasi diberikan oleh Ye, Averiil dan Tiedje (Myrold, 2005) melibatkan ensim-ensim. Nitrit akan direduksi menjadi NO dengan adanya ion Cu pada nitrit reduktase (Nir). Nitrat dapat pula digunakan oleh bakteri denitrifikasi dan mekanisme reaksinya berbeda dengan nitrit. Ion nitrat akan memasuki sitoplasma agar dapat direduksi oleh nitrat reduktase (Nar) yang memerlukan Mo atau Fe, menjadi nitrit terlebih dahulu. Keberadaan oksigen akan menghambat sintesis Nar, oleh karena itu bakteri denitrifikasi memerlukan keadaan anaerobik. Ensim yang berperan untuk mereduksi NO menjadi N2O adalah nitric oksida reduktase (Nor) dan keberadaannya di membran sel. Akhirnya ensim yang berada diantara dinding sel dan membran sel (ruang periplasma) yaitu nitrous oksida reduktase mereduksi N2O menjadi N2.

Pengubahan NH4+ mejadi senyawa organik

NH4+ (ammonium) yang diserap langsung dari tanah atu yang dihasilkan oleh fiksasi N2 tidakb 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.

PERANAN MIKROORGANISME DALAM SIKLUS UNSUR DI LINGKUNGAN AKUATIK

                        Nitrogen merupakan “limiting factor “ yang harus diperhatikan dalam suatu ekosistem perairan. Nitrgen di perairan terdapat dalam bentuk gas N2, NO2-, NO3-, NH3 dan NH4+ sertasejumlah N yang berikatan dalam organik kompleks (Haryadi, 2003). Akumulasi kandungannitrogen dalam air dapat menjadi sumber penurunan kualitas air. Sumber nitrogen terbesar  berasal dari udara, sekitar 80% dalam bentuk nitrogen bebas yang masuk melalui sistem fiksasi biologis dalam kondisi aerobik.Keberadaan nitrogen di perairan dapat berupa nitrogen anorganik dan organik. Nitrogenanorganik terdiri atas ion nitrit (NO2-), ion nitrat (NO3-), ammonia (NH3), ion ammonium (NH4+)dan molekul N2 yang larut dalam air, sedangkan nitrogen organik berupa protein, asam aminodan urea akan mengendap dalam air. Ikatan nitrogen dalam air sangat mudah berubah bentuknya. Menurut Effendi (2003) nitrogen organik berupa asam amino, protein, dan urea bentuk-bentuk tersebut mengalami transformasi sebagai bagian dari siklus nitrogen.

Senyawa nitrogen organik dapat ditransformasi menjadi nitrogen, amonium dan dioksida menjadi nitrogen nitrat dan nitrit dalam sistem biologis. Transformasi nitrogen secara mikrobiologi mencakup hal-hal sebagai berikut:1. Asimilasi nitrogen anorganik (nitrat dan ammonium) oleh tumbuhan dan mikroorganisme(bakteri autorof) untuk membentuk nitrogen organik misalnya asam amino dan protein.2. Fiksasi gas nitrogen menjadi ammonia dan nitrogen organik oleh mikroorganisme. Fiksasigas nitrogen secara langsung dapat dilakukan oleh beberapa jenis alga Cyanophyta (alga biru) dan bakteri.N2+ 3 H2 + 2NH3(ammonia); atau NH4+ (ion ammonium).3. Nitrifikasi yaitu oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat dapat dilakukan oleh bakteriaerob. Nitrifikasi berjalan secara optimum pada pH 8 dan berkurang secara nyata pada pH <7. NH4+ 3/2 O2.

            Nitrosomonas 2 H+ + NO2- + H2O NO2- + ½ O2 Nitrobacter NO3-

Hasil oksidasi ini sangat reaktif dan mudah sekali larut, sehingga dapat langsung digunakandalam proses biologis4. Amonifikasi nitrogen organik untuk menghasilkan ammonia selama proses dekomposisi bahan organik. Proses ini banyak dilakukan oleh mikroba dan jamur yang membutuhkan

            oksigen untuk mengubah senyawaan organik menjadi karbondioksida. Selain itu, autolisasiatau pecahnya sel dan eksresi ammonia oleh zooplankton dan ikan juga berperan sebagai pemasok ammonia.

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.
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.

DAFTAR PUSTAKA

fmipa-uim.net78.net/biologi/?page_id=286

scribd.com/doc/88333193/Siklus-Nitrogen