Apa yang bisa tanaman kacang lakukan tetapi sebagian besar tumbuhan lain tidak bisa? Tidak, mereka tidak tumbuh dengan batang raksasa menjulang ke angkasa. Tanaman kacang dan kacang-kacangan lainnya (tanaman yang memiliki biji mereka dalam polong) dapat menggunakan nitrogen di udara untuk tumbuh. Dibutuhkan bantuan dari teman-teman bakteri jenis khusus pada tanah, dan hubungan ini adalah unik untuk kacang-kacangan.
Siklus Nitrogen
Seperti air dan karbon, nitrogen juga berulang kali didaur ulang melalui biosfer. Proses ini disebut siklus nitrogen. Nitrogen adalah salah satu unsur yang paling umum dalam organisme hidup. Hal ini penting untuk membuat baik protein dan asam nukleat, seperti DNA.
Udara yang kita hirup sebagian besar adalah gas nitrogen (N2), namun, sayangnya, hewan dan tumbuhan tidak dapat menggunakan nitrogen ketika dalam bentuk gas. Bahkan, tanaman sering mati karena kurangnya nitrogen ketika disekeliling mereka ada banyak gas nitrogen.
Gas Nitrogen (N2) memiliki dua atom nitrogen terhubung dengan ikatan rangkap tiga yang sangat kuat. Kebanyakan tanaman dan hewan tidak dapat menggunakan nitrogen dalam gas nitrogen karena mereka tidak bisa mematahkan ikatan rangkap tiga.
Agar tanaman dapat memanfaatkan nitrogen, harus diubah menjadi molekul yang dapat mereka gunakan. Hal ini dapat dicapai dengan beberapa cara yang berbeda (Gambar di bawah).
Petir: Ketika petir menyambar, gas nitrogen berubah menjadi nitrat (NO3–) yang dapat digunakan tanaman.
Fiksasi nitrogen: bakteri pengikat nitrogen khusus juga dapat mengubah gas nitrogen menjadi bentuk yang berguna. Bakteri ini hidup pada akar tanaman dalam famili kacang. Mereka mengubah gas nitrogen menjadi amonium (NH4+) (suatu proses yang disebut amonifikasi. Dalam lingkungan air, bakteri di dalam air juga dapat memperbaiki gas nitrogen ke dalam amonium. Amonium dapat digunakan oleh tanaman air sebagai sumber nitrogen.
Nitrogen juga dilepaskan ke lingkungan dari pembusukan organisme atau pembusuk limbah. Limbah ini melepaskan nitrogen dalam bentuk amonium.
Amonium dalam tanah dapat berubah menjadi nitrat oleh proses dua langkah yang diselesaikan oleh dua jenis bakteri. Dalam bentuk nitrat, nitrogen dapat digunakan oleh tanaman melalui proses asimilasi. Hal ini kemudian diteruskan kepada hewan ketika mereka makan tanaman.
Mengirim Nitrogen kembali ke udara
Menghidupkan nitrat kembali menjadi gas nitrogen, proses denitrifikasi, terjadi melalui kerja bakteri denitrifikasi. Bakteri ini sering hidup di rawa-rawa dan danau. Mereka mengambil nitrat dan melepaskannya kembali ke atmosfer sebagai gas nitrogen.
Sama seperti siklus karbon, aktivitas manusia mempengaruhi siklus nitrogen. Kegiatan manusia meliputi pembakaran bahan bakar fosil, yang melepaskan nitrogen oksida gas ke atmosfer. Melepaskan oksida nitrogen kembali ke atmosfer menyebabkan masalah seperti hujan asam.
Kosa kata
- hujan asam: Pengendapan atau penumpukan dengan pH rendah (asam).
- asimilasi: Proses menggabungkan nitrogen dari tanah ke tanaman.
- denitrifikasi: Proses konversi nitrat dalam tanah kembali menjadi gas nitrogen.
- siklus nitrogen: jalur di mana nitrogen didaur ulang melalui biosfer.
- fiksasi nitrogen: Proses mengubah gas nitrogen di udara menjadi nitrat dalam tanah.
Ringkasan
Gas nitrogen diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman selama proses fiksasi nitrogen. Bakteri denitrifikasi mengubah nitrat kembali menjadi gas nitrogen.