TANAMAN DAN NITROGEN

OLEH

Dahlia Badui

Prelly. M. J. Tuapattinaya

Nitrogen merupakan unsur

yang penting dalam

kehidupan tumbuhan

.Nitrogen terdapat di

atmosfer bumi kurang

lebih 80% sedangkan di

tanah hanya mengandung

sedikit nitrogen. Namun,

tumbuhan tidak dapat

mengambil nitrogen secara

langsung dari atmosfer dan

tumbuhan bergantung

pada suplai nitrogen di

tanah untuk

pertumbuhannya

1. Molekul nitrogen yang tersedia hanya untuk beberapa Bentuk-bentuk

organisme hidup

2. Nitrat (NO3−) yang telah diubah ke dalam amonia sebelum masuk ke

dalam metabolisme

3. Komponen amonium (NH4+)., dimana ion amonium di absorbsi secara

langsung oleh akar tanaman bersama ion nitrat dan,

4. Nitrogen organik yang hadir ditanah berbentuk protein yang dirombak,

dan dapat diserap oleh tanaman sebagai asam amino, amonia (NH3) atau

nitrat secara langsung

Kebutuhan nitrogen oleh tumbuhan dapat diperoleh dari tanah dalam

bentuk tersedia bagi tanaman. Dalam perolehannya, nitrogen mengalami

siklus dan perubahan bentuk.

Metabolisme nitrogen dapat didefinisikan sebagai

serangkaian dari proses biokimia yang mengambil tempat

di dalam atau di luar tubuh tanaman berupa pembentukan

kompleks nitrogen dari molekul-molekul sederhana dan

perombakan kompleks nitrogen menjadi molekul-molekul

sederhana pembentukanya

Proses metabolisme anabolisme dan katabolisme nitrogen

terjadi di alam untuk mensuplai nitrogen tanaman dan

nitrogen makhluk hidup lain. Nitrogen di atmosfer terjaga

hampir selalu konstan yaitu 75-80%. Serangkaian reaksi

metabolisme nitrogen dari atmosfer dan kembali lagi ke

atmosfer dinamakan siklus nitrogen.

Siklus utama nitrogen meliputi fiksasi,

ammonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi

FISIKA

BIOLOGI

Proses Fiksasi Nitrogen secara fisika

N2 + O2 lecutan listrik & petir 2NO

Oksida nitrit (2NO) kemudian dioksidasi menjadi nitrogen peroksida

2NO + O2 Oksidasi 2NO2

Selama hujan nitrogen peroksida (NO2) bersama air hujan membentuk

asam nitrit (HNO2) dan asam nitrat (HNO3) yang turun bersama dengan

hujan.

2NO2 + air hujan HNO2 + HNO3

Di tanah, radikal alkali di tanah bereaksi dengan HNO3 untuk meghasilkan

nitrit dan nitrat larut dalam air yang dapat diabsorbsi tanaman melalui akar.

Garam Ca atau K + HNO3 Di tanah Ca-nitrat dan K-nitrat

Fiksasi Ntrogens secara Biologi

Mikroorganisme yang mampu mengubah molekul nitrogen sehingga

mampu untuk digunakan oleh tumbuhan dibagi beberapa tipe

antara lain:

1. Mikroorganisme yang hidup dalam akar tumbuhan tertentu dan

membentuk bintil akar

2. Bakteri tanah heterotrof tertentu yang hidup bebas, contohnya

Clostridium pasteuranum (aneorob) dan Azobacter (aerob)

3. Bakteri berfotosintesis, contohnya Rhodospirillum rubrum.

4. Beberapa ganggang hijau berfotosintesis, misalnya nostoc,

Anabaena, dan Oscillatoria. Ganggang tersebut memiliki

kemampuan untuk mengolah nitrogen di atmosfer.

5. Cendawan, Khamir yang diisolasi dari tanah yang memiliki

jumlah nitrogen yang sangat rendah.

Amonifikasi merupakan pengubahan nitrogen organik

menjadi ammonium (NH4) oleh bakteri dan cendawan tanah

(Ross 1995). Menurut Pandey dan Sinha (1990) amonifikasi

ialah proses pembentukan amonium/ amonia dari bahan-

bahan organik melalui peristiwa dekomposisi dengan

bantuan mikroorganisme tanah. Organisme yang

bertanggungjawab untuk melepaskan amonia adalah bakteri

saprofitik seperti Bacillus mycoides, B. ramosus, B. vulgaris yang

disebut sebagai bakteri amonifikasi

Proses oksidasi lebih lanjut Amonium (NH4+) atau amonia (NH3) menjadi

nitrit dan nitrat (salisbury dan Ross 1995). Amonia yang dihasilkan dirubah

dalam bentuk nitrat oleh aktivitas nitrifikasi sehingga dinamakan nitrifikasi.

Proses nitrifikasi diawali dengan pengoksidasian amonia menjadi nitrit oleh

Nitrosomonas dan Nitrosoccocus.

2 NH3 + 3 O2 Nitrosomonas dan Nitrosoccocus 2HNO2 +H2O

Nitrit kemudian dioksidasi menjadi nitrat oleh bakteri Nitrotobacter

2HNO2 + O2 Nitrotobacter 2HNO3

Proses nitrifikasi dari amonium

NH4+ + 1½O2 Nitrosomonas dan Nitrosoccocus. NO2

−+ H2O + 2H+

NO2− + ½O2 Nitrotobacte NO3

−

Denitrifikasi merupakan suatu proses reduksi nitrat menjadi bentuk N2,

NO, N2O, NO2, dan NO3- oleh bakteri anaerobik dimana molekul-

molekul ini akan kembali ke atmosfer. Bakteri tersebut menggunakan

NO3- sebagai penerima elektron selama respirasi, sehingga diperoleh

energi bagi kelangsungan hidupnya. Bakteri yang berperan dalam proses

reduksi nitrat ini ialah Pseudomonas denitrificans, P. Stutzeri, Bacillus subtilis,

Thiobacillus denitrificans, Micrococcus, Clostridium dan lain-lain.

Melalui kehadiran Sulfur dan air, bakteri Thiobacillus akan mengubah

nitrat menjadi sulfat dan nitrogen, terjadi pelepasan energi

6KNO3 + 5S + 2H2O Thiobacillus K2SO4 + 4KHSO4 +3N2 + Energi

Spesies Clostridium mengubah hydroksilamine (NH2OH) menjadi amonia

dan air NH2OH + H2 Clostridium NH3 + H2O

HNO2 + 3H2 Clostridium NH3 + H2O

HNO3 + 4H2 Clostridium NH3 + 3H2O

PROSES DENITRIFIKASI