Siklus nitrogen adalah siklus biogeokimia di mana nitrogen diubah menjadi bentuk kimia yang berbeda saat bersirkulasi di antara ekosistem atmosfer, darat, dan laut. Konversi nitrogen dapat dilakukan melalui proses biologis atau fisik.
Proses penting dalam siklus nitrogen meliputi nitrifikasi, denitrifikasi, fiksasi, dan amonifikasi. Sebagian besar atmosfer bumi adalah nitrogen. Itu menyumbang 78% menjadikannya sumber utama nitrogen. Namun, nitrogen atmosfer memiliki ketersediaan terbatas untuk penggunaan biologis. Hal ini menyebabkan kelangkaan nitrogen yang dapat digunakan di berbagai jenis ekosistem.
Siklus nitrogen sangat menarik bagi ahli ekologi karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi laju proses ekosistem penting seperti dekomposisi dan produksi primer. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasan nitrogen dalam air limbah telah banyak mengubah siklus nitrogen global. Perubahan siklus nitrogen global oleh manusia dapat berdampak negatif pada sistem lingkungan alam dan juga kesehatan manusia.
PROSES SIKLUS NITROGEN
Nitrogen tersedia di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia seperti nitrogen organik, nitrit (NO - 2 ), amonium (NH 4 + ), nitro oksida (N 2 O), nitrat (NO 3 ), gas nitrogen anorganik (N 2 ) atau oksida nitrat (NO).
Nitrogen organik dapat berupa humus, organisme hidup, atau produk antara penguraian bahan organik. Proses siklus nitrogen adalah mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Banyak dari proses ini dilakukan oleh mikroba, dalam usahanya mengakumulasi nitrogen atau memanen energi. Misalnya, limbah nitrogen dalam urin hewan dipecah oleh bakteri nitrifikasi dalam tanah untuk digunakan tanaman.
FIKSASI NITROGEN
Konversi gas nitrogen menjadi nitrit dan nitrat melalui proses industri, biologi dan atmosfer dikenal sebagai fiksasi nitrogen. Nitrogen atmosfer harus (diperbaiki) atau diproses menjadi bentuk yang dapat digunakan agar dapat diambil oleh tanaman. Fiksasi dapat dilakukan dengan sambaran petir tetapi sebagian besar dilakukan oleh bakteri yang hidup bebas atau simbiotik yang disebut diazotrof. Sebagian besar fiksasi nitrogen biologis dilakukan oleh aktivitas Mo-nitrogenase yang ditemukan pada berbagai macam bakteri dan beberapa Archaea. Contoh bakteri yang hidup bebas adalah Azotobacter. Bakteri pengikat nitrogen simbiotik seperti Rhizobium biasanya hidup di bintil akar kacang-kacangan seperti kacang polong dan alfalfa. Mereka kemudian membentuk hubungan mutualistik dengan tanaman, menghasilkan amonia dengan imbalan karbohidrat.
ASIMILASI
Tanaman dapat menyerap amonium atau nitrat dari tanah melalui rambut akarnya. Dalam kasus di mana nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion amonium untuk dimasukkan ke dalam klorofil, asam amino dan asam nukleat.
AMONIFIKASI
Ketika hewan atau tumbuhan mati atau hewan mengeluarkan limbah, bentuk awal nitrogen adalah organik. Jamur atau bakteri mengubah nitrogen organik dalam sisa-sisa kembali menjadi amonium (NH 4 + ), suatu proses yang dikenal sebagai mineralisasi atau amonifikasi. Beberapa enzim yang terlibat termasuk Gln synthetase dan Glu dehydrogenase.
NITRIFIKASI
Konversi amonium menjadi nitrat dilakukan oleh bakteri yang hidup di tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Bakteri seperti spesies Nitrosomonas melakukan tahap utama nitrifikasi, yaitu oksidasi amonium. Ini mengubah amonia menjadi nitrit. Spesies bakteri lain seperti Nitrobacter melakukan oksidasi nitrit (NO 2 ) menjadi nitrat (NO - 3 ).
DENITRIFIKASI
Denitrifikasi mengacu pada reduksi nitrat kembali menjadi gas nitrogen. Ini melengkapi siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Paracoccus dan Pseudomonas dalam kondisi anaerobik.
PROSES LAINNYA
Meskipun fiksasi nitrogen menjadi sumber utama nitrogen yang tersedia bagi tumbuhan di sebagian besar ekosistem, di daerah yang memiliki batuan dasar yang kaya akan nitrogen, penguraian batuan ini juga berfungsi sebagai sumber nitrogen.
