Daur Biogeokimia (Nitrogen, Sulfur, dan Fosfor)

Siklus biogeokimia adalah siklus untus atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organism, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik. Sehingga disebut siklus biogekimia. Siklus-siklus tersebut antara lain siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus belerang serta siklus mineral-mineral lain


A. Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen merupakan suatu siklus bahan kimia yang sangat kompleks dan sangat penting dalam lingkungan hidup. Unsur nitrogen banyak terdapat dalam lapisan atmosfer berbentuk gas N2 sampai mencapai 78% volume udara kering dan bersih. Tetapi tidak dapat digunakan secara langsung oleh tumbuh-tumbuhan untuk proses asimilasi nitrogen. Gas nitrogen ini harus diubah terlebih dahulu menjadi gas NH3 atau senyawa nitrat atau senyawa nitrit atau senyawa NH4+ yang larut dalam air tanah, barulah senyawa-senyawa tersebut dapat dimanfaatkan oleh tumbuh-tumbuhan. Unsur hara nitrogen diserap oleh akar tanaman dalam bentuk nitrat (NO3-) dan amonium (NH4+). Untuk memperjelas penjelasan tersebut psoses siklus nitrogen dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Siklus Nitrogen di alam (Sumber: Notohadiprawiro, 1998:202)

Berdasarkan Gambar 1, kita dapat mengetahui bahwa siklus nitrogen yang terjadi di alam terdiri dari beberapa tahap sebelum digunakan oleh tanaman dan akhirnya kembali dilepaskan ke atmosfer. Demikian seterusnya hingga terjadilah sebuah siklus. Beberapa tahapan dalam siklus nitrogen dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Fiksasi (proses pengikatan nitrogen dari atmosfer)
2. Amonifikasi (serangkaian reaksi enzimatik untuk membentuk ammonium)
3. Nitrifikasi (oksidasi ammonium menjadi nitrat)
4. Denitrifikasi (reaksi pengubahan kembali senyawa nitrat menjadi gas nitrogen, nitrogen oksida dan gas amoniak oleh aktivitas bakteri

B. Siklus Sulfur

Kelimpahan sulfur dalam kerak bumi mencapai 0,06%. Sumber utama-utama sulfur tanah adalah dulfida-sulfida logam yang dikandung batu plutonik. Batuan plutonik adalah batuan yang menghasilkan sulfat yang kemudian diendapkan sebagai garm-garam sulfat dapat larut dan tidak larut di daerah kering atau agak kering, diserap jasad renik atau direduksi oleh jasad renik membentuk sulfida atau anasir S atau terlindi dan tercuci menuju lautan. Gambar 3 melukiskan terjadinya siklus belerang di alam.

Gambar 2. Siklus sulfur di alam (Sumber: Notohadiprawiro, 1998:206)

Siklus belerang dalam lingkungan hidup, sama rumitnya dengan siklus nitrogen. Unsur belerang ini banyak terdapat dalam bentuk oksidanya serta dalam bentuk sulfidanya. Unsur belerang yang diperlukan oleh tumbuh-tumbuhan adalah dalam bentuk senyawa sulfatnya. Unsur ini lebih banyak terdapat di dalam tanah daripada di atmosfer, sedangkan unsur nitrogen lebih banyak terdapat di atmosfer daripada di dalam tanah. Unsur belerang yang terdapat di dalam tanah diubah oleh bakteri menjadi bentuk sulfat yang larut dalam air kemudian digunakan oleh tumbuh-tumbuhan untuk proses pertumbuhannya.



C. Siklus Fosfor

Siklus fosfor dalam lingkungan hidup relatif lebih sederhana bila dibandingkan dengan siklus bahan-bahan kimia yang lain, tetapi siklus fosfor ini mempunyai peranan yang sangat penting sebagai pembawa energi dalam bentuk ATP (Adenosin Triphosphat). Siklus unsur ini adalah perputaran bahan kimia yang menghasilkan endapan seperti halnya siklus kalsium. Sebagian besar fosfor terdapat dalam batuan beku dan bahan induk tanah sebagai senyawa apatit. fluoroapatit (Ca10(PO4)6F2) merupakan salah satu mineral apatit yang dikenal. Dalam lingkungan tidak ditemukan senyawa fosfor yang berbentuk gas, pada umumnya unsur fosfor yang terdapat di lingkungan berupa partikel-partikel padat. Di alam, unsur fosfor banyak terdapat dalam bentuk HPO42- atau HPO4-, baik sebagai ion anorganik maupun organik yang larut serta yang tidak larut.

Gambar 3. Siklus fosfor di alam (Sumber: Notohadiprawiro, 1998:208)

Siklus nutrien tersebut seringkali terganggu oleh aktivitas manusia dengan cara mengeluarkan nutrien dari satu biosfer dan menambahkannya ke bagian biosfer lainnya. Beberapa contoh dampak yang ditimbulkan manusia terhadap siklus kimia dalam ekosistem antara lain dampak dalam bidang pertanian dan terjadinya eutrofikasi pada sebagian perairan yang tercemar.

DAFTAR PUSTAKA

Darjamuni. 2003. Siklus Nitrogen di Laut. (online), (http://rudyct.com/pps702-ipb/06233/darjamuni.pdf, diakses tanggal 20 Januari 2011)

Foth, H.D. 1984. Dasar-dasar Ilmu Tanah Edisi 7. Terjemahan oleh Endang Dwi Purbayanti, Dwi Retno Lukiwati, & Rahayuning Trimulatsih.1984. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press

Hanafiah, K.A. 2007. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada

Jackson, A.R.W., & Jackson, J.M. 2000. Environmental Science: The Nature Envoronment and Human Impact Second Edition. England: Pearson Education Limited

Kormondy, E.J. 1969. Concept of Ecology. New Jersey : Prentice-Hall Inc.

Mas’ud, P. 1992. Telaah Kesuburan Tanah. Bandung: Penerbit Angkasa

Notohadiprawiro, T. 1998. Tanah dan Lingkungan. Jakarta : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Novizan. 2002. Petunjuk Pemupukan yang Efektif. Jakarta: AgroMedia Pustaka

Skinner, B.J. 1984. Sumber Daya Bumi. Terjemahan oleh Permana. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press

Tim Penyusun. Tanpa Tahun. Ekologi Tumbuhan. (online), (http://e-course.usu.ac.id/content/biologi/ekologi/textbook.pdf, diakses tanggal 20 Januari 2011.

Makalah lengkap dapat dilihat di tautan berikut http://www.mediafire.com/view/5fc4p39dx9dt8bh/Siklus_Biogeokimia.pdf

Please take it out with credit!!!