Siklus Nitrogen : Proses, Alur, Produk dan Manfaatnya

Tahukah kamu kalau di dalam tubuh manusia mengandung Nitrogen? Dalam jumlah yang cukup unsur ini akan membantu metabolisme, terlebih jika sudah menghasilkan produk melalui siklus Nitrogen yang benar.

Tapi kamu harus tetap hati-hati, karena pada berbagai makhluk hidup kelebihan zat ini akan berdampak buruk!

Berdasarkan penelitian ahli, Nitrogen yang paling banyak terdapat di udara dan senyawa organik. Fungsinya sangat banyak ketika digunakan dengan benar.

Tapi kebanyakan penggunaan Nitrogen baru terasa langsung setelah diubah menjadi bentuk lain melalui siklus yang dialaminya.

Apa Itu Siklus Nitrogen?

Apa Itu Siklus Nitrogen
Apa Itu Siklus Nitrogen

Siklus yang terjadi pada Nitrogen adalah salah satu siklus jenis biogeokimia, yang merupakan proses berubahnya senyawa dengan kandungan Nitrogen menjadi zat kimia lain.

Siklus Nitrogen di Alam ini sangat penting terutama untuk proses ekologi alam, sebab senyawa yang dihasilkannya akan membantu proses dekomposisi dan produksi primer.

Di alam ini khususnya atmosfer, Nitrogen merupakan yang paling banyak bahkan mencapai 78 persen dari total gas yang ada.

Tapi penggunaannya justru paling sedikit, karena bersifat non reaktif jika langsung bertemu unsur lain. Makanya yang lebih dibutuhkan adalah hasil dari siklus pada zat berlambang N tersebut.

Sumber dari Nitrogen juga sangat bervariasi, bukan saja pada atmosfer tapi juga melalui kilatan petir yang dapat menghasilkan Nitrogen saat menyentuh tanah atau permukaan bumi lainnya.

Zat tersebut kemudian terbawa oleh air dan masuk ke dalam bumi, menjadi zat yang lebih bisa dimanfaatkan secara langsung bukan lagi berbentuk Nitrogen murni.

Hal Menarik Seputar Nitrogen

Hal Menarik Seputar Nitrogen
Hal Menarik Seputar Nitrogen

Mengenal lebih dekat tentang Nitrogen, akan membuat kamu terkesima. Karena ternyata banyak fakta menarik terkait keberadaannya di alam.

  • Ternyata Nitrogen itu tidak memiliki warna alias transparan, juga tidak memiliki rasa, dan bau yang netral.

Sehingga butuh penelitian lebih lanjut jika ingin menguji kadar Nitrogen pada sesuatu.

  • Dari hasil penelitian ahli ditemukan fakta bahwa berat badan manusia terdiri dari banyak zat, dimana 3 persen diantaranya adalah Nitrogen.
  • Sebagai salah satu zat paling banyak terdapat pada lapisan atmosfer, ternyata ketika masih berbentuk murni Nitrogen tidak bisa dimanfaatkan langsung.

Butuh proses lebih lanjut untuk menguraikannya menjadi bentuk lain yang lebih bermanfaat, makanya terjadilah siklus Nitrogen.

  • Dalam pembuatan bahan peledak, ternyata salah satu unsur pembuatannya adalah Nitrogen.
  • Gas rumah kaca merupakan unsur Nitrogen dalam bentuk Nitrous Oxide, hujan asam akan terjadi jika kadar Nitrogen tersebut melebihi ambang batas.

Makanya saat ini sangat dihindari penggunaan berlebihan dari zat tersebut di berbagai bidang.

Siklus Nitrogen Lengkap

Dalam sebuah siklus Nitrogen singkat atau panjang, ada beberapa proses yang akan terjadi hingga akhirnya unsur tersebut berubah menjadi unsur lain yang lebih bermanfaat. Apa saja proses tersebut?

1. Fiksasi

Fiksasi
Fiksasi

Pada proses ini Nitrogen akan berubah menjadi Amonia (NH3) melalui proses alami.

Dalam prosesnya dibantu oleh mikroorganisme sejenis bakteri yang biasanya terdapat pada akar polong, biasanya disebut diazotrof. Diantaranya adalah Rhizobia, Cyanobacteria, Clostridium, dan Azotobacteraceae.

Kandungan enzim nitrogenaze di dalam mikroorganisme tersebutlah yang membantu penggabungan Hidrogen dan Nitrogen sehingga menghasilkan Amonia.

Ada jupa ganggang hijau dan biru yang juga bisa membantu proses fiksasi ini, tapi dengan terlebih dahulu melakukan koordinasi dengan diazotrof tadi.

2. Asimilasi

Asimilasi
Asimilasi

Merupakan proses terbentuknya senyawa dari Nitrogen yang bersifat organik, contohnya adalah asam amino.

Pada tanaman, proses ini dimulai dari hubungan simbiosis saling menguntungkan antara Nitrogen dan Rhizobia, kemudian terjadilah proses asimilasi yang menghasilkan ion amonium langsung dari bintil akar.

Pada proses ini hewan dan tumbuhan akan mendapatkan manfaat Nitrogen yang sudah berbentuk asam amino, atau molekul organik yang lebih kecil. Bukan lagi unsur Nitrogen secara langsung.

3. Nitrifikasi

Nitrifikasi
Nitrifikasi

Adalah proses oksidasi secara biologis dari Amonia yang dihasilkan Nitrogen menjadi amonium, lalu lanjut menjadi Nitrit.

Proses ini juga dilanjutkan dengan oksidasi dari Nitrit menjadi Nitrat, dan melibatkan bakteri jenis autotrof dan amonia. Contohnya adalah gammaproteobacteria dan yang dihasilkan nitrosococcus.

4. Amonifikasi

Amonifikasi
Amonifikasi

Proses ini merupakan terbentuknya Amonium yang dihasilkan bakteri yang terdapat di dalam tanah.

Atau bisa juga disebut sebagai bagian siklus saat sisa tanaman atau sisa limbah yang ada di lingkungan diuraikan oleh mikroorganisme, menjadi Amonia.

Mikroorganisme yang membantu proses ini biasanya adalah jamur atau bakteri.

5. Denitrifikasi

Denitrifikasi
Denitrifikasi

Merupakan siklus terakhir dimana Nitrat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan jadi Nitrogen lagi.

Proses alaminya melibatkan bakteri jenis Clostridium atau Pseudomonas, yang berada pada kondisi anaerobiknya. Demikianlah seterusnya, dimana siklus akan terus terjadi secara kontinu.

Baca Juga: Siklus Air dan Manfaatnya

Produk Dari Siklus Nitrogen

Setelah mengetahui tentang siklus Nitrogen dan penjelasannya, saatnya membahas produk dari siklus tersebut.

Karena selama proses daur dari Nitrogen terjadi, banyak zat baru yang dihasilkan. Masing-masing punya fungsi yang sangat penting. Diantaranya adalah:

1. Nitrat

Nitrat
Nitrat

Zat ini kebanyakan terdapat di air, kadarnya mencapai 5 mg/liter pada kondisi air bersih dan tercemar.

Walaupun begitu, tumbuhan lebih memilih unsur Amonium untuk membantu metabolisme dan proses hidupnya ketimbang Nitra.

Biasanya kandungan Nitrat pada air akan dijadikan patokan apa penyebab pencemaran pada air.

Kalau di atas 0,2 mg/liter maka air tersebut mengalami eutrofikasi. Sedangkan ketika kadar air mengandung Nitrat lebih dari 5 mg/liter artinya terjadi pencemaran antropogenik.

2. Nitrit

Nitrit
Nitrit

Adalah zat yang dihasilkan saat perubahan Amonia dan Nitrat pada proses nitrifikasi,  atau saat proses denitrifikasi terjadi.

Nitrit bersumber dari limbah kosmetik dan industri dengan kadar alami dan normalnya di dalam air adalah 0,001 mg/liter. Jika di atas angka tersebut maka air sudah dalam proses tercemar.

3. Ammonia

Ammonia
Ammonia

Adalah garam yang sangat mudah larut di dalam air, proses masuknya Amonia ke dalam sumber air adalah melalui erosi yang terjadi pada tanah.

Amonia juga punya beberapa bentuk, diantaranya gas, ion logam dan senyawa kompleks. Jika ingin menghilangkan unsur amonia pada air bisa dilakukan volatilisasi.

Sumber Zat Hasil Siklus Nitrogen Adalah

Setelah menjadi berbagai bentuk barunya, Nitrogen tersebar di berbagai tempat. Bagi manusia, biasanya terdapat pada beberapa bahan makanan berikut ini:

1. Daging Yang Diawetkan

Daging Yang Diawetkan
Daging Yang Diawetkan

Nitrit sengaja dimasukkan ke dalam daging yang diawetkan, fungsinya adalah untuk mencegah manusia yang mengkonsumsi daging tersebut keracunan bakteri Clostridium botulinum.

Fungsi lainnya adalah untuk membuat rasa daging lebih enak dan menghasilkan warna yang lebih cerah pada daging tersebut.

Sesuai aturan menteri kesehatan melalui Permenkes Nomor 722/Menkes/Per/IX/tahun 1988, batas Nitrit yang boleh dipakai pada bahan pangan tambahan adalah 125 mg/kg, sedangkan Nitrat hanya boleh maksimal 50 mg/kg.

2. Sayuran Hijau

Sayuran Hijau
Sayuran Hijau

Sejumlah sayuran diidentifikasi mengandung Nitrat dengan kadar bervariasi.

Seperti selada dengan kadar Nitrat bisa mencapai 13.000 mg/kg dan Nitrit maksimal 1,4 mg/kg. Disusul Lobak maksimal kadar Nitrat 9.000 mg/kg dan Nitrit 3,5 mg/kg.

Kandungan Nitrat dan Nitrit pada sayuran ini dipengaruhi kultivar yang dipakai.

Jumlah Nitrogen murni dalam tanah tempatnya dibudidayakan, dan berapa jumlah pupuk jenis Nitrogen yang dipakai selama proses tumbuh kembangnya.

Selain itu cuaca, dan faktor genetik juga punya pengaruh, tapi tidak terlalu signifikan.

3. Air

Air
Air

Sama halnya dengan daging yang diawetkan, kadar Nitrat dan Nitrit di dalam air minum manusia, dibatasi maksimal 50 mg/liter dan 3 mg/liter.

Terutama jika air tersebut merupakan air kemasan yang diproduksi oleh perusahaan air minum. 

Beda dengan air alami seperti air tanah maupun air sumur yang memiliki kadar Nitrogen tidak terdeteksi, sehingga sulit untuk mengidentifikasi dampaknya pada manusia atau apapun yang menggunakan air tersebut.

Efek Produk Siklus Nitrogen Pada Manusia

Walaupun unsur Nitrogen sangat penting, tapi ternyata ketika digunakan tidak sesuai porsinya akan memberikan dampak buruk. Baik pada manusia maupun makhluk hidup lainnya.

1. Efek Pada Manusia

Efek Pada Manusia
Efek Pada Manusia

Banyak efek yang akan dirasakan oleh manusia, ketika pasokan Nitrogen ke dalam tubuh melebihi batas normal. Salah satu contohnya adalah ketika tubuh menghirup Nitrogen berlebih.

Tapi efeknya akan berbeda pada setiap orang, karena dipengaruhi berbagai faktor seperti berat badan, jumlah Nitrogen yang masuk dan kondisi kesehatannya.

  1. Depresi
  2. Kekurangan Vitamin B12
  3. Kram pada daerah tungkai kaki
  4. Berdengung pada telinga
  5. Pada ibu hamil bisa menyebabkan cacat bayi saat lahir
  6. Daya tahan tubuh menurun
  7. Daya ingat berkurang
  8. Kelainan kejiwaan

2. Efek Pada Tanaman

Ada dua efek pada tanaman yang disebabkan oleh Nitrogen, yaitu efek kekurangan dan kelebihan zat tersebut.

a. Efek kekurangan Nitrogen

Efek kekurangan Nitrogen
Efek kekurangan Nitrogen

Beberapa efeknya seperti daun cepat menguning, jaringan daun mati, terganggunya proses pembuahan yang berakibat buah yang tidak sempurna. Biasanya ukuran buah lebih kecil dan matang sebelum waktunya.

b. Efek Kelebihan Nitrogen

Efek Kelebihan Nitrogen
Efek Kelebihan Nitrogen

Yang terjadi adalah akar berhenti tumbuh, daun berukuran lebih besar, tapi batangnya mengandung banyak air sehingga tidak kokoh. Selain itu juga lebih rentan terkena berbagai penyakit.

Efek lainnya adalah buah tumbuh lebih lambat dari siklus biasanya, dan bagian bunga jadi mudah rontok.

Manfaat Nitrogen Bagi Makhluk Hidup

Manfaat Nitrogen Bagi Makhluk Hidup
Manfaat Nitrogen Bagi Makhluk Hidup

Setelah mengetahui Selain memberikan efek yang berbeda pada manusia dan makhluk hidup lainnya, Nitrogen ternyata memiliki banyak manfaat penting.

Bagi tanaman manfaatnya adalah untuk mempercepat proses tumbuh kembang, jika penggunaannya berdampingan dengan pupuk lain.

Selain itu juga membuat kualitas produksi meningkat terutama pada tanaman konsumtif.

Sedangkan pada manusia, manfaatnya juga sangat beragam. Mulai dari bisa dijadikan bahan obat yang sangat penting seperti Nitrogen Oksida yang penting, untuk meminimalisir dampak gagal nafas pada bayi.

Selain itu juga menjadi unsur pada obat untuk menjinakkan tumor atau kutil yang sifatnya menular, juga membantu proses pembekuan darah.

Di bidang otomotif, bisa menjadi alternatif angin untuk mengisi ban kendaraan agar lebih nyaman digunakan dan tahan lama.

Sedangkankan di bidang lain adalah bisa menjadi komponen penting pembuatan bahan peledak skala kecil maupun skala besar.

Di bidang lainnya Nitrogen juga bermanfaat sebagai bahan pendingin baik untuk ruangan, makanan, maupun kendaraan.

Juga dijadikan bahan untuk membuat bahan khusus kalung hewan agar tidak menyebabkan alergi saat digunakan.

Semoga informasi tentang siklus Nitrogen di atas bermanfaat bagi kalian, karena sejatinya Nitrogen itu penting dan selalu ada di alam.

Jika digunakan sesuai porsinya akan memberikan manfaat, tapi kalau terpakai secara berlebihan dampaknya akan sangat membahayakan.

Daftar Pustaka

  • id.wikipedia.org/ wiki/ Siklus_nitrogen# :~:text=Siklus% 20nitrogen%20adalah %20 suatu% 20proses,% 2C% 20mineralisasi %2C% 20nitrifikasi% 2C% 20denitrifikasi.
  • rimbakita.com/ siklus-nitrogen/
  • www.gurupendidikan.co.id/ pengertian-daur- nitrogen/
  • ilmugeografi.com/ilmu- bumi/tanah/ siklus-nitrogen -pada-tanah
  • www.agroniaga.com/efek -negatif-kekurangan- dan-kelebihan- nitrogen-terhadap- tanaman/

Nilai Kualitas Artikel

Leave a Comment