NITROGEN BIOKIMIA

download NITROGEN BIOKIMIA

of 25

  • date post

    07-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    57
  • download

    5

Embed Size (px)

description

MAKALAH

Transcript of NITROGEN BIOKIMIA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer (78% gas di atmosfer adalah nitrogen). Meskipun demikian, penggunaan nitrogen pada bidang biologis sangatlah terbatas. Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit bereaksi dengan unsur lain) sehingga dalam penggunaan nitrogen pada makhluk hidup diperlukan berbagai proses, yaitu fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi. Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandungunsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekologi karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci, termasuk produksi primer dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasannitrogen dalam air limbah telah secara dramatis mengubah siklus nitrogen global. Pembukaannya sudah cukup, sekarang kita menginjak ke detail proses daur / siklus nitrogen. Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Dari 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi ini, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke- 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial. Menurut ARNON dan STOUT ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial:

1|Nitrogen

Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal (biji biji). Unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain.

Peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman adalah secara langsung dan bukan secara tidak langsung. Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanah bagi tanaman sangat

ditentukan oleh pH. Seperti unsur N pada pH 5.5 8.5, P pada pH 5.5 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Berdasarkan ke esensialannya unsur hara yang dibutuhkan tanaman terbagi menjadi dua yakni unsur hara esensial dan unsur hara non- esensial atau beneficial. Unsur hara esensial terdiri atas unsur hara makro dan mikro, unsur hara esensial merupakan unsur hara yang mutlak dibutuhkan tanaman dan fungsinya tidak bisa digantikan oleh unsur lain, tidak terpenuhinya salah satu unsur hara akan mengakibatkan tanaman tersebut tidak dapat menyelsaikan siklus hidupnya. Sedangkan unsur beneficial adalah unsur tambahan yang tidak dibutuhkan oleh semua tanaman, namun perannanya cukup penting pada tanaman tertentu, misalnya jagung agar hasilnya berkualitas perlu ditambahkan unsur Al yang bisa diberikan pupuk ALPO4 (Alumunium fosfat) dalam jumlah tertentu. Bagi tanaman lain unsur Al justru dapat menyebabkan keracunan, namun pada tanaman jagung toleran terhadap Al pada jumlah tertentu malah akan membantu meningkatkan produktivitasnya mendekati potensi genetisnya. Nitrogen adalah unsur kimia yang memiliki lambang N, nomor atom dari 7 dan massa atom 14,00674 u. Elemental nitrogen tidak berwarna, tidak berbau, tawar dan kebanyakan lembam diatomik gas pada kondisi standar, merupakan 78% dari volume atmosfer bumi. Banyak senyawa penting industri, seperti amonia, asam nitrat, nitrat organik (propellants dan bahan peledak), dan sianida, mengandung nitrogen. Ikatan yang sangat kuat dalam unsur kimia nitrogen

2|Nitrogen

mendominasi, menyebabkan kesulitan untuk kedua organisme danindustri dalam mematahkan ikatan untuk mengubah N 2 menjadi senyawa yang berguna, tetapi melepaskan sejumlah besar energi sering berguna, ketika senyawa tersebut terbakar, meledak, atau pembusukan kembali menjadi gas nitrogen. Unsur nitrogen ditemukan oleh dokter Skotlandia Daniel Rutherford pada tahun 1772. Nitrogen terjadi di semua organisme hidup. Ini adalah elemen konstituen asam amino dan dengan demikian protein, dan asam nukleat (DNA dan RNA). Ini terletak pada struktur kimia dari hampir semua neurotransmiter, dan merupakan komponen yang menentukan alkaloid, molekul biologis yang dihasilkan oleh banyak organisme.

1.2 Rumusan Masalah Apa manfaat dan peran nitrogen bagi tumbuhan? Bagaimana proses siklus nitrogen? Bagaimana proses metabolism nitrogen? Bagaimana proses fiksasi nitrogen? Apa dampak terjadinya kelebihan dan kekurangan nitrogen pada

tumbuhan?

3|Nitrogen

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Manfaat dan Peran Nitrogen bagi Tumbuhan Fungsi Nitrogen Dalam Ekologi

Gambar 1. Bentuk nitrogen di alam Nitrogen sangatlah penting untuk berbagai proses kehidupan di Bumi. Nitrogen adalah komponen utama dalam semua asam amino, yang nantinya dimasukkan ke dalam protein, tahu kan kalau protein adalah zat yang sangat kita butuhkan dalam pertumbuhan. Nitrogen juga hadir di basis pembentuk asam nukleat, seperti DNA dan RNA yang nantinya membawa hereditas. Pada tumbuhan, banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang penting untuk fotosintesis dan pertumbuhan lebih lanjut. Meskipun atmosfer bumi merupakan sumber berlimpah nitrogen, sebagian besar relatif tidak dapat digunakan oleh tanaman. Pengolahan kimia atau fiksasi alami (melalui proses konversi seperti yang dilakukan bakteri rhizobium), diperlukan untuk mengkonversi gas nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh organisme hidup, oleh karena itu nitrogen menjadi komponen penting dari produksi pangan. Kelimpahan atau kelangkaan dari bentuk "tetap" nitrogen, (juga dikenal sebagai nitrogen reaktif), menentukan berapa banyak makanan yang dapat tumbuh pada sebidang tanah.

4|Nitrogen

( Anonymousa,2012) Nitrogen adalah unsur yang sangat penting bagi petrumbuhan tanaman. Nitrogen merupakan bagian dari protein, bagian penting konstituen dari protoplasma, enzim, agen katalis biologis yang mempercepat proses kehidupan. Nitrogen juga hadir sebagai bagian dari nukleoprotein, asam amino, amina, asam gula, polipeptida dan senyawa organik dalam tumbuhan. Dalam rangka untuk menyiapkan makanan untuk tanaman, tanaman diperlukan klorofil, energi sinar matahari untuk membentuk karbohidrat dan lemak dari C air dan senyawa nitrogen. Adapun peranan N yang lain bagi tanaman adalah :

Berperan dalam pertumbuhan vegetatif tanaman. Memberikan warna pada tanaman, Panjang umur tanaman Penggunaan karbohidrat. Dll.

Nitrogen berperan dalam pembentukan sel , jaringan , dan organ tanaman. Ia berfungsi sebagai sebagai bahan sintetis klorofil , protein , dan asam amino. Karena itu kehadirannya dibutuhkan dalam jumlah besar , terutama saat pertumbuhan vegetatif. Fungsi nitrogen bagi tanaman adalah: a. Diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar. b. Berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun yang berguna sekali dalam proses fotosintesis. c. Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik. d. Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan. e. Meningkatkan perkembangbiakan mikro-organisme di dalam tanah

5|Nitrogen

(Immawatitari,2012) Sumber nitrogen adalah: a. Terjadi halilintar di udara ternyata dapat menghasilkan zat nitrat, yang kemudian dibawa air hujan meresap ke bumi. b. Sisa-sisa tanaman dan bahan-bahan organis. c. Mikrobia atau bakteri-bakteri. d. Pupuk buatan seperti Urea dan ZA e. Nitrogen antara lain bersumber dari pupuk buatan pabrik seperti urea, ZA, dan Amonium Sulfat. f. Udara merupakan sumber nitrogen paling besar yang dalam proses

pemanfaatannya oleh tanaman melalui perubahan terlebih dahulu, dalam bentuk amonia dan nitrat yang sampai ketanah melalui air hujan, atau yang di ikat oleh bakteri pengikat nitrogen. g. Sumber nitrogen lainnya adalah pupuk kandang dan bahan2 organis lainnya. (Anonymous b, 2012) 2.2 Siklus Nitrogen Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekologi karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci, termasuk produksi primer dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasan nitrogen dalam air limbah telah secara dramatis mengubah siklus nitrogen global.

6|Nitrogen

PROSES-PROSES DALAM DAUR NITROGEN

Gambar 2. Siklus Nitrogen Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia

termasuk nitrogen organik, amonium (NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen organik dapat berupa organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi bahan organik atau humus dibangun. Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di atas menunjukkan bagaimana proses-proses cocok bersama untuk membentuk siklus nitrogen (lihat gambar). Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi aktifitas mikroorganisme seperti suhu, kelembaban, dan ketersediaan sumberdaya. Pada dasarnya, nitrogen menghasilkan asam amino, yang membangun blok protein. Produk fotosintesis ini akan dikonsumsi oleh binatang dan mikroba yang hidup bebas. Kemudian mereka bakteri yang membusuk dalam bentuk jaringan alga dan jaringan binatang