Pengertian siklus nitrogen adalah kegiatan yang menunjukkan proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.
Nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif, cuma beberapa organisme yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa organik dengan proses yang disebut fiksasi nitrogen.
Fiksasi nitrogen yang lain terjadi disebabkan oleh kegiatan geofisika, seperti terjadinya kilat. Kilat memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan di bumi. Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap senyawa nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut.
Hampir semua makhluk hidup mendapatkan senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang lain, oleh sebab itu, reaksi fiksasi nitrogen sering disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada tersedianya cadangan senyawa nitrogen.
Siklus nitrogen sangat dibutuhkan di dalam ekologi karena jumlah ketersediaan nitrogen akan berpengaruh terhadap tingkat ekosistem, termasuk produksi primer dan juga dekomposisi.
Siklus nitrogen dapat terganggu akibat aktivitas manusia, antara lain pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan serta pelepasan nitrogen ke dalam air limbah.
Bentuk-Bentuk Nitrogen yang Ada Di Alam adalah:
- Amonia, Sumber amonia yang terdapat didalam perairan umumnya diperoleh dari pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan juga nitrogen anorganik yang terdapat didalam air dan juga tanah, yang berasal dari dekomposisi bahan organic oleh mikroba dan juga jamur (amonifikasi).
- Nitrit, Sumber Nitrit ini bisa berupa sebuah limbah industri dan limbah domestik. Kadar Nitrit yang terdapat didalam wilayah perairan bersifat relatif sebab, akan segera dioksidasi menjadi sebuah Nitrat. Nitrit merupakan sebuah bentuk peralihan yang berasal dari beberapa sumber seperti antara amonia dan nitrat (nitrifikasi), serta antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi) yang sudah terbentuk kedalam kondisi anaerob.
- Nitrat, Nitrat merupakan sumber utama dari sebuah Nitrogen yang berada di perairan, sebab sebuah Amonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar Nitrat yang terdapat didalam perairan yang tidak tercemar cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan kadar Amoniumnya.
Proses dan Tahap-tahap Siklus nitrogen adalah:
- Fiksasi, Proses pertama yakni fiksasi nitrogen yaitu mengubah nitrogen yang terdapat di udara menjadi ammonia (NH3). Mikroorganisme yang melakukan proses fiksasi nitrogen yaitu diazotrof. Biasanya bakteri ini mempunyai enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan nitrogen dengan hidrogen. Bakteri ini bersimbiosis dengang tanaman kacang – kacangan atau hidup bebas sehingga dapat memperbaiki nitrogen menjadi nitrogen organik. Bakteri – bakteri yang dapat melakukan fiksasi nitrogen yaitu Azotobacteraceae, Cyanobacteria, Clostridium, Frankia, dan Rhizonia.
- Nitrifikasi,Tahap selanjutnya yaitu nitrifikasi yang merupakan konversi amonium berubah menjadi nitrat. Tahap ini dilakukan oleh bakteri hidup yang berada di dalam tanah serta bakteri nitrifikasi yang lain. Untuk tahap utama dari proses nitrifikasi yakni bakteri nitrifikasi (Nitrosomonas) melakukan oksidasi terhadap amonium (NH4+) serta mengubah amonia menjadi nitrit (NO2–). Sedangkan untuk spesies bakteri lainnya seperti nitrobacter melakukan oksidasi pada nitrit menjadi nitrat (NO3–).
- Asimilasi, Semua tumbuhan memperoleh nitrogen yang berasal dari tanah melalui proses absorbsi akar dalam bentuk ion amonium atau ion nitrat. Tumbuhan menyerap ion tersebut yang berada di dalam tanah melalui rambut – rambut akar. Untuk menyerap nitrat, pertama harus diubah terlebih dahulu menjadi ion nitrit kemudian menjadi ion amonium untuk selanjutnya dimasukkan pada asam nukleat, asam amino dan klorofil. Untuk beberapa jenis tumbuhan yang bersimbiosis dengan rhizobia, nitrogen tersebut diasimilasi menjadi bentuk ion amonium secara langsung di nodul (bintil akar).
- Amonifikasi, Ketika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah dalam bentuk amonium (NH4+) oleh jamur dan bakteri yang ada di dalam tanah. Amonifikasi sendiri merupakan suatu proses pembentukan dari amonium oleh bakteri yang tinggal di dalam tanah. Amonium tidak hanya terbentuk dari hasil fiksasi nitrogen saja, namun juga bisa berasal dari dekomposisi atau penguraian organisme yang sudah mati baik itu tumbuhan maupun hewan oleh bakteri pengurai. Tidak hanya dekomposisi sampah organik, amonifikasi bisa saja terjadi sebagai akibat aktivitas bakteri dalam merubah senyawa nitrat menjadi amonium.
- Denitrifikasi, Proses terakhir pada siklus nitrogen yaitu denitrifikasi. Denitrifikasi merupakan proses mereduksi nitrat untuk diubah kembali dalam bentuk gas nitrogen (N2). Pada proses ini membutuhkan bantuan spesies bakteri seperti Clostridium dan Pseudomonas dalam kondisi anaerob. Nitrat ini digunakan sebagai akseptor elektron di tempat adanya oksigen selama proses respirasi. Fakultatif anaerob bakteri bisa juga terjadi pada kondisi aerobik sekalipun.
Fakta Tentang Nitrogen
- Nitrous Oxide adalah gas rumah kaca. Jika terlalu banyak di atmosfer maka dapat menyebabkan hujan asam
- Nitrogen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa
- Nitrogen dapat digunakan sebagai bahan peledak
- Sekitar 78% dari atmosfer terdiri dari nitrogen. Namun, sebagian besar makhluk hidup yang ada di bumi tidak dapat memanfaatkannya secara langsung
- Nitrogen yang digunakan untuk pembuatan pupuk bertujuan untuk membuat tanaman lebih cepat tumbuh
- Sekitar 3% dari berat badan manusia adalah nitrogen