Siklus Nitrogen: Fiksasi

Nitrogen merupakan salah satu senyawa fundamental bagi terbentuknya kehidupan di bumi. Unsur dasar kehidupan adalah Karbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen dan Fosfor (sering disingkat CHONP untuk mengingatnya). Berkat penambahan molekul nitrogen, rantai karbon menjadi asam amino (dalam proses yang disebut asimilasi) dan ini adalah dasar protein. Nitrogen membentuk sekitar 80% dari atmosfer bumi dan 20% lainnya adalah oksigen, menyisakan sangat sedikit ruang untuk sisa gas. Dalam hal apapun, nitrogen ini dalam bentuk molekul N tidak dapat diakses oleh sebagian besar organisme .

Fiksasi nitrogen dilakukan oleh bakteri yang berasosiasi, berkali-kali, dengan akar tanaman, membentuk bintil-bintil ini.

Kedua proses biologis dan abiotik campur tangan dalam siklus nitrogen, proses kimia yang terkait dengan curah hujan dan tanah. Sebagian besar proses di mana makhluk hidup campur tangan dilakukan oleh bakteri dan archaea , satu-satunya makhluk hidup yang mampu menangkap nitrogen atmosfer (N ) dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat diasimilasi oleh tumbuhan dan hewan seperti nitrit (NO – ) atau nitrat (TIDAK -). Selain itu, bakteri pengurai yang akan mampu mengubah nitrogen dari bahan pengurai menjadi molekul nitrogen lain yang dapat diasimilasi, proses amonifikasi dan nitrifikasi.

Nitrogen atmosfer (N ) bersifat inert dan tidak dapat digunakan untuk kehidupan. Fiksasinya dapat dilakukan oleh spesies bakteri tanah tertentu (dan beberapa spesies archaea), yang sering berasosiasi dengan akar tanaman, terutama kacang-kacangan. Banyak legum memiliki rhizobia di akarnya di mana bakteri ini hidup sebagai pengganti pasokan nitrogen ke tanaman.Bakteri ini telah dihitung mampu mengikat sekitar 150 ton nitrogen per tahun. Untuk proses ini, makhluk hidup ini memiliki enzim eksklusif, nitrogenase. Dengan asupan energi yang tinggi (16 molekul ATP), enzim ini mampu mengubah satu molekul nitrogen (N ) menjadi dua molekul amonia (NH ). Amonia secara alami diubah menjadi amonium NH , yang diperkenalkan bakteri dalam metabolisme mereka dalam siklus glutamin (transformasi glutamat menjadi glutamin) atau mereka menyerahkan amonia ke tanaman yang memiliki hubungan simbiosis dengan mereka.

Di sisi lain, fiksasi nitrogen atmosfer dapat terjadi secara non-biologis . Tanpa jenis fiksasi ini, keberadaan protein tidak akan mungkin, karena nitrogen tidak akan pernah dapat diakses oleh makhluk hidup. Di alam, sebagai akibat dari pelepasan listrik (petir) atau proses pembakaran (kebakaran), nitrogen atmosfer diubah menjadi amonia di atmosfer, yang akan diencerkan dalam air hujan yang akan membawa molekul-molekul ini ke tanah di mana mereka akan terlihat. ditahan oleh ion tanah. Proses ini, meskipun tampaknya kebetulan, melibatkan fiksasi sekitar 100 ton nitrogen per tahun .

Manusia telah mendapatkan metode kimia untuk memperbaiki nitrogen. Proses ini digunakan dalam industri untuk pembuatan pupuk, seperti pada proses bakteri, fiksasi ini juga membutuhkan biaya energi yang tinggi.

Anda dapat melanjutkan membaca tentang siklus nitrogen dalam artikel yang kami dedikasikan untuk dua proses utama siklus lainnya: nitrifikasi, di sini (segera hadir) dan denitrifikasi, di sini (segera hadir).

Related Posts