Bakteri dalam Siklus

NitrogenMikrobiologi Perikanan

Aktivitas mikroba sangat menentukan dalam siklus nitrogen.

N (Nitrogen) adalah komponen penyusun protein, enzim, DNA, RNA dan senyawa lainnya.

Pendahuluan

Siklus Nitrogen : rangkaian proses biogeokimia dimana nitrogen mengalami reaksi kimia dan perubahan bentuk.

Terdapat 5 (Lima) proses dalam siklus nitrogen yang dibantu oleh mikroorganisme yaitu proses :1. Fiksasi Nitrogen2. Uptake (organismal growth)3. Mineralisasi4. Nitrifikasi5. Denitrifikasi

Siklus Nitrogen

N2 →NH4+ . Fiksasi nitrogen melibatkan mikroba

untuk merubah N2 menjadi ammonium. Mikroba yang terlibat dari genus Rhizobium. Biasanya bersimbiosis dengan tanaman.

Adapun mikroba perairan yg dapat memfiksasi yaitu cyanobacteria (BGA)

Fiksasi Nitrogen

Contoh hewan yang dapat memfiksasiBGA – Calothrix crustacea

Fiksasi Nitrogen

Organisme yang dapat memfiksasi nitrogen secara langsung disebut pula diazotroph

Fiksasi Nitrogen

NH3 + H2O  → NH4+ + OH-

Total Ammonia Nitrogen Dipengaruhi suhu dan PH

NH4+ →Organic N. Ammonia yang diproduksi

oleh bakteri biasanya terkonversi menjadi protein dan senyawa nitrogen organik baik itu tanaman, bakteri maupun organisme tanah lainnya.

Nitrogen Uptake

Organic N → NH4+. Ketika nitrogen telah

menjadi bahan organik maka terkonversi kembali menjadi nitrogen inorganik dengan proses mineralisasi nitrogen atau dikenal juga dengan proses decay (pembusukan).

Ketika organisme mati, organisme decomposer (bakteri dan fungi), mengkonsumsi bahan organik.

Nitrogen organik dirubah kembali menjadi amonium.

Mineralisasi Nitrogen

Enzim yang terlibat: GS: Gln Synthetase (Cytosolic & PLastid) GOGAT: Glu 2-oxoglutarate

aminotransferase (Ferredoxin & NADH dependent)

GDH: Glu Dehydrogenase: ◦ Minor Role in ammonium assimilation. ◦ Important in amino acid catabolism.

Mineralisasi Nitrogen

NH4+ →NO3

- . Ammonium produk dekomposisi dirubah menjadi nitrat dengan proses nitrifikasi. Bakteri terlibat dalam nitrifikasi dan memperoleh energi dari proses tersebut.

Nitrifikasi memerlukan oksigen tinggi seperti perairan, permukaan tanah atau sedimen.

Ammonium (ion positif) menempel kuat pada tanah (ion negatif).

Nitrifikasi

Tahap Pertama Nitrisasi

Tahap Kedua Nitrisasi

Nitrifikasi

Menurut Rompas (1998), bakteri autotrofi (bakteri nitrifikasi) dapat menggunakan N-anorganik untuk melakukan nitrifikasi, seperti genera bakteri Nitrosomonos, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosovibrio, dan Nitrosolobus

Nitrifikasi

Amonium ke Nitrit oleh Nitrosomonas dan Nitrosococcus

Oksidasi Nitrit ke Nitrat oleh Nitrobacter

Nitrifikasi

Nitrosomonas Facts Nitrosomonas genus bakteri batang yang bersifat

kemoautotrof. Nitrosomonas berperan penting dalam bioremediasi. Ditemukan di tanah dan air. Nitrosomonas menyukai optimum pH of 6.0-9.0 dan

suhu 20 - 30°C. Species adalah motil. Memiliki flagellum. Bakteri mempunyai membran yang dapat

menghasilkan energi. Melalui oksidasi ammonia, Bakteri mengambil karbon dari udara melalui fiksasi.

Nitrosomonas adalah organisme fotofobic.

Nitrifikasi

NO3- → N2+ N2O

Dengan denitrifikasi, nitrate and nitrite (NO2

-) dikonversikan menjadi dinitrogen (N2). Denitrifikasi adalah proses anaerobik yang dilakukan oleh bakteri denitrifikasi yang meruba nitrat menjadi dinitrogen dengan urutan berikut:

NO3- →NO2

- →NO → N2O →N2.

Denitrifikasi

Anaerobic Ammonia OxidationNitrit dan Ammonia dirubah menjadi gas dinitrogen

NH4+ + NO2

− → N2 + 2H2O. Bakteri yang berperan :

◦ Filum Planctomycetes◦ Genus : Brocadia Kuenenia, Anammoxoglobus,

Jettenia (air tawar)◦ Scalindua (air laut)

Annamoxosome : membran dalam sel untuk proses katabolisme ammonia

Annamox