Daur Nitrogen

Gas Nitrogen merupakan komponen utama dari udara. Nitrogen digunakan oleh organisme hidup untuk menghasilkan sejumlah molekul organik kompleks seperti asam amino, protein, dan asam nukleat.

Komponen utama dari siklus nitrogen dimulai dengan unsur nitrogen di udara. Kebanyakan organisme tidak dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk ini. Tanaman mengambil nitrogen dalam  bentuk seperti amonia (NH3), ion nitrat (NO3–). Hewan mendapatkan bagian mereka dari nitrogen dari tanaman atau hewan yang telah memakan tanaman.

Empat proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Mikroba memainkan peran utama dalam proses ini.

1. Fiksasi Nitrogen

Nitrogen di udara menjadi bagian dari materi biologis sebagian besar melalui satu tindakan bakteri dan ganggang dalam proses yang dikenal sebagai fiksasi nitrogen. Tanaman legum membentuk nodul pada akar di mana bakteri memperbaiki nitrogen mengambil nitrogen dari udara dan mengubahnya menjadi amonia (NH3). Amonia ini lebih dikonversi oleh bakteri lain pertama menjadi ion nitrit, NO2–, dan kemudian menjadi ion nitrat, NO3–.

Metode lain fiksasi nitrogen terjadi di atmosfer. Petir memecah molekul nitrogen menjadi atom yang bergabung dengan oksigen di udara membentuk oksida nitrogen. Ini larut dalam hujan, membentuk nitrat, yang dibawa ke bumi.

2. Pembusukan

Protein dibuat oleh tanaman masuk dan melewati jaring makanan. Pada setiap tingkat, metabolisme mereka menghasilkan senyawa nitrogen organik yang kembali ke lingkungan, terutama di ekskresi. Penerima manfaat akhir dari bahan-bahan ini adalah mikroorganisme pembusukan yang memecah molekul dalam kotoran dan organisme mati menjadi amonia.

Siklus Nitrogen

3. Nitrifikasi

Tanah yang hidup dan bakteri nitrifikasi mengubah amonia menjadi nitrat. Bakteri dari genus Nitrosomonas mengoksidasi NH3 untuk nitrit (NO2–) maka bakteri dari genus Nitrobacter mengoksidasi nitrit menjadi nitrat (NO3–). Dengan cara ini, nitrogen dibuat tersedia bagi akar tanaman. Mikroba Archael hadir dalam tanah dan laut mengkonversi amonia menjadi nitrit. Banyak kacang-kacangan, selain memperbaiki nitrogen atmosfer, juga melakukan nitrifikasi (konversi nitrogen organik untuk nitrit dan nitrat). Ini mencapai tanah ketika mereka merontokkan daunnya.

4. Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah pengurangan nitrat kembali menjadi gas nitrogen (N2). Bakteri yang hidup jauh di tanah dan di sedimen perairan di mana kondisi anaerob. Mereka menggunakan nitrat sebagai alternatif oksigen untuk akseptor elektron terakhir dalam respirasi mereka.