Istilah “siklus biogeokimia” berasal dari proses biologis, geologis, dan kimia yang menyebabkan terjadinya transfer materi. Pertukaran materi ini melibatkan interaksi dinamis antara unsur biotik (makhluk hidup) dan abiotik (lingkungan). Fungsi utama dari daur biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh komponen di bumi, sehingga kelangsungan hidup dan keseimbangan ekosistem tetap terjaga.
Daur Nitrogen
Nitrogen merupakan unsur yang sangat krusial bagi kehidupan, bertindak sebagai komponen dasar pembentuk protein serta penyusun asam nukleat (DNA dan RNA). Sumber utama nitrogen melimpah di atmosfer bumi dalam bentuk gas N₂ (mencapai sekitar 78%). Meskipun jumlahnya sangat melimpah di udara, tumbuhan tidak dapat menyerap nitrogen langsung dari udara bebas, melainkan harus mengambilnya dari dalam tanah dalam bentuk senyawa terikat.
Organisme tingkat tinggi memerlukan nitrogen untuk menyusun protein dan DNA mereka. Karena tidak bisa menyerapnya langsung dari udara, hewan dan manusia mendapatkan kebutuhan nitrogen melalui rantai makanan, yaitu dengan mengonsumsi produsen (tumbuhan hijau). Dalam daur nitrogen ini, peran mikroorganisme atau bakteri tanah sangatlah vital untuk mengubah bentuk nitrogen agar bisa dimanfaatkan.
Secara mendalam, mekanisme daur nitrogen di alam terbagi menjadi beberapa tahapan penting berikut:
1. Fiksasi Nitrogen (Pengikatan)
Proses pengikatan N₂ dari udara menjadi NO₃⁻ yang dapat terjadi secara biologi maupun elektrokimia. Secara biologi, proses ini dilakukan oleh bakteri bebas (non-simbiotik) seperti Azotobacter, serta bakteri simbiotik seperti Rhizobium leguminosarum yang hidup harmonis di bintil akar tumbuhan polong-polongan.
2. Asimilasi & Amonifikasi
Tumbuhan menyerap nitrat dari tanah untuk diubah menjadi protein. Ketika makhluk hidup menghasilkan sisa metabolisme (urin, feses) atau mati menjadi bangkai, pengurai (dekomposer) akan merombak senyawa organik tersebut kembali menjadi amonium dan amoniak melaui proses amonifikasi.
3. Nitrifikasi (Nitritasi & Nitrasi)
Amoniak hasil pembusukan kemudian diubah menjadi nitrit melalui proses nitritasi (dibantu bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus). Setelah itu, nitrit akan diubah menjadi nitrat melalui proses nitrasi (dibantu bakteri Nitrobacter) agar bisa diserap kembali oleh akar tumbuhan.
4. Denitrifikasi (Pelepasan)
Proses reduksi di mana senyawa nitrat di dalam tanah diubah kembali menjadi gas nitrogen (N₂) bebas untuk dilepaskan kembali menuju atmosfer. Proses ini umumnya terjadi pada kondisi minim oksigen dan digerakkan oleh bakteri seperti Pseudomonas denitrificans dan Micrococcus.
Sumber gambar : https://static.wixstatic.com/media