Siklus Nitrogen di Alam dan Peranan Orga
Siklus Nitrogen di Alam dan Peranan Organisme Tanah dalam siklus
Nitrogen SIKLUS NITROGEN
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
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. Pembukaannya sudah
cukup, sekarang kita menginjak ke detail proses daur / siklus nitrogen.
FUNGSI DALAM EKOLOGI 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 nitrogenmenjadi 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.
PROSES-PROSES DALAM DAUR NITROGEN
Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen
naerob, naerobi (NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen
(N2). Nitrogen naerob dapat berupa naerobi hidup, atau humus, dan dalam produk
antara dekomposisi bahan naerob atau humus dibangun. Proses siklus
nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses yang
dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan naero atau
menumpuk nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di
atas menunjukkan bagaimana proses-proses cocok bersama untuk
membentuk siklus nitrogen (lihat gambar).
1. Fiksasi Nitrogen Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik
yang mengubah nitrogen di udara menjadi ammonia (NH3). Mikroorganisme yang
mem-fiksasi nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim
nitrogenaze yang dapat menggabungkan naerobi dan nitrogen. Reaksi
untuk fiksasi nitrogen biologis ini dapat ditulis sebagai berikut :
N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2Mikro naerobi yang melakukan fiksasi
nitrogen antara lain : Cyanobacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium,
dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi nitrogen.
Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah
membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan oleh
mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada proses non-biologis, contohnya
sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang dapat mengkonversi
naero nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif : a. Fiksasi biologis:
beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan) dan
beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen
naerob. Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium
mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini diazotrophs.
Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.
b. Industri fiksasi nitrogen : Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan
dengan penggunaan katalis besi, nitrogen atmosfer dan naerobi (biasanya berasal
dari gas alam atau minyak bumi) dapat dikombinasikan untuk membentuk naerob
(NH3). Dalam proses Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas
naerobi (H2) menjadi naerob (NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan
bahan peledak.
c. Pembakaran bahan bakar fosil : mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang
melepaskan berbagai nitrogen oksida (Nox).
d. Proses lain: Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan
terutama petir, dapat memfiksasi nitrogen.
2. Asimilasi Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui naerob akar baik
dalam bentuk ion nitrat atau ion naerobi. Sedangkan hewan
memperoleh nitrogen dari tanaman yang mereka makan.Tanaman dapat
menyerap ion nitrat atau naerobi dari tanah melalui rambut akarnya.
Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion
naerobi untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada
tanaman yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat
berasimilasi dalam bentuk ion naerobi langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan
naerobi heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan
molekul naerob kecil. 3. Amonifikasi Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen
naerob diubah menjadi naerobi (NH4+) oleh bakteri dan jamur. 4.
Nitrifikasi Konversi naerobi menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang
hidup di dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi,
bakteri nitrifikasi seperti spesies Nitrosomonas mengoksidasi naerobi (NH4 +) dan
mengubah naerob menjadinitrit (NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter,
bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi dari nitrat (NO3-). Proses
konversi nitrit menjadi nitrat sangat penting karena nitrit merupakan racun bagi
kehidupan tanaman.Proses nitrifikasi dapat ditulis dengan reaksi berikut ini :
NH3 + CO2 + 1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O + H+
NO2- + CO2 + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3-
NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−
NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e
note : “Karena kelarutannya yang sangat tinggi, nitrat dapat memasukkan air tanah.
Peningkatan nitrat dalam air tanah merupakan masalah bagi air minum, karena nitrat
dapat mengganggu tingkat oksigen darah pada bayi dan menyebabkan sindrom
methemoglobinemia atau bayi biru. Ketika air tanah mengisi aliran sungai, nitrat
yang memperkaya air tanah dapat berkontribusi untuk eutrofikasi, sebuah proses
dimana populasi alga meledak, terutama populasi alga biru-hijau. Hal ini juga dapat
menyebabkan kematian kehidupan akuatik karena permintaan yang berlebihan
untuk oksigen. Meskipun tidak secara langsung beracun untuk ikan hidup (seperti
amonia), nitrat dapat memiliki efek tidak langsung pada ikan jika berkontribusi untuk
eutrofikasi ini." 5. Denitrifikasi Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk
kembali menjadi gas nitrogen (N2), untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses
ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam
kondisi anaerobik. Mereka menggunakan nitratsebagai akseptor elektron di tempat
oksigen selama respirasi. Fakultatif anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam
kondisi aerobik.
Denitrifikasi umumnya berlangsung melalui beberapa kombinasi dari bentuk
peralihan sebagai berikut:
NO3− → NO2− → NO + N2O → N2 (g)Proses denitrifikasi lengkap dapat dinyatakan
sebagai reaksi redoks:
2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O6. Oksidasi Amonia Anaerobik Dalam proses
biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke elemen (N2) gas nitrogen.
Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di
lautan. Reduksi dalam kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses yang
disebut oksidasi amonia anaerobikNH4+ + NO2− → N2 + 2 H2O
Peranan Organisme Tanah Dalam Daur / Siklus NTumbuhan dan hewan
membutuhkan nitrogen untuk membentuk asam amino untuk membentuk protein.
Selain itu, nitrogen diperlukan dalam pembentukan senyawa nitrogen, seperti asam
nukleat (ADN dan ARN). Meskipun 78% di udara terdapat nitrogen bebas, namun
tumbuhan dan hewan pada umumnya tidak mampu menggunakannya dalam bentuk
bebas. Nitrogen harus diubah menjadi bahan nitrogen lain sehingga dapat
digunakan. Nitrogen diikat oleh bakteri yang ada di dalam tanah (biasanya dalam
bentuk amonia). Selanjutnya oleh bakteri nitrifikasi diubah menjadi nitrit (NO2-),
kemudian menjadi nitrat (NO3-), yang mana dapat diserap dari tanah oleh tumbuhan
(disebut proses nitrifikasi). Beberapa tanaman mempunyai nodul pada akarnya yang
di dalamnya terdapat bakteri pengikat nitrogen. Bakteri mengubah banyak nitrogen
menjadi asam amino yang dilepaskan ke jaringan tumbuhan. Tanaman dengan
nodul ini mampu hidup dalam kondisi tanah yang miskin nitrogen, misalnya ercis,
tanaman dengan daun menjari dan tanaman lain yang termasuk dalam keluarga
kacang-kacangan (legume).Nitrogen berfungsi sebagai pembentuk asam amino
merupakan persenyawaan pembentuk molekul protein. Selanjutnya protein sebagai
pembentuk tubuh. Daur Nitrogen di alam sebagai berikut:Atmosfer mengandung
sekitar 70% Nitrogen dalam bentuk unsur, tapi yang diperlukan dalam bentuk
senyawa. Yaitu ketika petir keluar menyebabkan nitrogen bersenyawa jadi nitrat.
Tumbuhan menyerap nitrat dari tanah utuk dijadikan protein lalu tumbuhan dimakan
oleh kosumer senyawa nitrogen pindah ke tubuh hewan. Urin, bangkai hewan, dan
tumbuhan mati akan diuraikan oleh pengurai jadi ammonium dan ammonia. Bakteri
Nitrosomonas mengubah jadi nitritlalu diubah lagi oleh bakteri Nitrobacter menjadi
nitrat. Kemudian nitrat diserap oleh tumbuhan. Selanjutnya sama dan begitu.Selain
melalui petir juga melalui bakteri Rizobium yang bersimbiosis pada tumbuhan
kacang-kacangan membentuk bintik akar. Sedikit tambahan proses pengubahan
nitrit jadi nitrat disebut nitrifikasi. Dan proses pengubahan nitrit atau nitrat jadi
nitrogen bebas disebut denitrifikasi.Kadang-kadang tanaman ini digunakan untuk
mengisi lahan yang miskin nitrogen selama masa perputaran setelah panen padi.
Beberapa hasil penelitian genetik yang diorientasikan terhadap pemberian tanaman
panen yang lain (jagung, gandum) yang mempunyai kemampuan untuk mengikat
nirogen. Kemampuan yang secara besar dapat mengurangi kebutuhan pemupukan
pertanian. Dalam ekosistem air, alga hijau-biru juga mampu menyerap nitrogen.
Nitrogen juga dapat terikat di atmosfer melalui masuknya energi elektrik misalnya
melalui penyinaran.Bakteri pemecah memecah protein dalam tubuh organisme mati
atau hasil sisa mereka menjadi amonium, kemudian nitrit atau nitrat dan akhirnya
menjadi gas nitrogen yang mana akan dilepaskan ke atmosfer dari mulai nitrogen
diikat dan berputar lagi.Semua hewan hanya memperoleh nitrogen organik dari
tumbuhan atau hewan lain yang dimakannya. Protein yang dicerna akan menjadi
asam amino yang selanjutnya dapat disusun menjadi protein-protein baru pada
tingkat trofik berikutnya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang
dikandungnya akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat
dilepaskan sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia lagi
disebut amonifikasi. Proses tersebut dapat dilakukan oleh beberapa bakteri dan
mahkluk hidup eukariotik.Contoh beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam daur
nitrogen ialah :1.Nitrosomanas mengubah amonium menjadi nitrit.2.Nitrobacter
mengubah nitrit menjadi nitrat3.Rhizobium menambat nitrogen dari udara4.Bakteri
hidup bebas pengikat nitrogen seperti Azotobakter (aerobik) dan Clostridium
(anaerobik)5.Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti Anabaena, Nostoc dan
anggota-anggota lain dari ordo Nostocales6.Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti
RhodospirillumMeskipun pengikatan secara alami menghasilkan cukup nitrogen
untuk proses yang berlangsung secara alami, namun pembentukan nitrogen oleh
industri yang digunakan untuk pemupukan dan produk lain melampui kebutuhan
ekosistem darat.
Nitrogen SIKLUS NITROGEN
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
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. Pembukaannya sudah
cukup, sekarang kita menginjak ke detail proses daur / siklus nitrogen.
FUNGSI DALAM EKOLOGI 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 nitrogenmenjadi 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.
PROSES-PROSES DALAM DAUR NITROGEN
Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen
naerob, naerobi (NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen
(N2). Nitrogen naerob dapat berupa naerobi hidup, atau humus, dan dalam produk
antara dekomposisi bahan naerob atau humus dibangun. Proses siklus
nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses yang
dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan naero atau
menumpuk nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di
atas menunjukkan bagaimana proses-proses cocok bersama untuk
membentuk siklus nitrogen (lihat gambar).
1. Fiksasi Nitrogen Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik
yang mengubah nitrogen di udara menjadi ammonia (NH3). Mikroorganisme yang
mem-fiksasi nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim
nitrogenaze yang dapat menggabungkan naerobi dan nitrogen. Reaksi
untuk fiksasi nitrogen biologis ini dapat ditulis sebagai berikut :
N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2Mikro naerobi yang melakukan fiksasi
nitrogen antara lain : Cyanobacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium,
dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi nitrogen.
Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah
membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan oleh
mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada proses non-biologis, contohnya
sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang dapat mengkonversi
naero nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif : a. Fiksasi biologis:
beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan) dan
beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen
naerob. Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium
mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini diazotrophs.
Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.
b. Industri fiksasi nitrogen : Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan
dengan penggunaan katalis besi, nitrogen atmosfer dan naerobi (biasanya berasal
dari gas alam atau minyak bumi) dapat dikombinasikan untuk membentuk naerob
(NH3). Dalam proses Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas
naerobi (H2) menjadi naerob (NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan
bahan peledak.
c. Pembakaran bahan bakar fosil : mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang
melepaskan berbagai nitrogen oksida (Nox).
d. Proses lain: Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan
terutama petir, dapat memfiksasi nitrogen.
2. Asimilasi Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui naerob akar baik
dalam bentuk ion nitrat atau ion naerobi. Sedangkan hewan
memperoleh nitrogen dari tanaman yang mereka makan.Tanaman dapat
menyerap ion nitrat atau naerobi dari tanah melalui rambut akarnya.
Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion
naerobi untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada
tanaman yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat
berasimilasi dalam bentuk ion naerobi langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan
naerobi heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan
molekul naerob kecil. 3. Amonifikasi Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen
naerob diubah menjadi naerobi (NH4+) oleh bakteri dan jamur. 4.
Nitrifikasi Konversi naerobi menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang
hidup di dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi,
bakteri nitrifikasi seperti spesies Nitrosomonas mengoksidasi naerobi (NH4 +) dan
mengubah naerob menjadinitrit (NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter,
bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi dari nitrat (NO3-). Proses
konversi nitrit menjadi nitrat sangat penting karena nitrit merupakan racun bagi
kehidupan tanaman.Proses nitrifikasi dapat ditulis dengan reaksi berikut ini :
NH3 + CO2 + 1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O + H+
NO2- + CO2 + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3-
NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−
NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e
note : “Karena kelarutannya yang sangat tinggi, nitrat dapat memasukkan air tanah.
Peningkatan nitrat dalam air tanah merupakan masalah bagi air minum, karena nitrat
dapat mengganggu tingkat oksigen darah pada bayi dan menyebabkan sindrom
methemoglobinemia atau bayi biru. Ketika air tanah mengisi aliran sungai, nitrat
yang memperkaya air tanah dapat berkontribusi untuk eutrofikasi, sebuah proses
dimana populasi alga meledak, terutama populasi alga biru-hijau. Hal ini juga dapat
menyebabkan kematian kehidupan akuatik karena permintaan yang berlebihan
untuk oksigen. Meskipun tidak secara langsung beracun untuk ikan hidup (seperti
amonia), nitrat dapat memiliki efek tidak langsung pada ikan jika berkontribusi untuk
eutrofikasi ini." 5. Denitrifikasi Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk
kembali menjadi gas nitrogen (N2), untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses
ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam
kondisi anaerobik. Mereka menggunakan nitratsebagai akseptor elektron di tempat
oksigen selama respirasi. Fakultatif anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam
kondisi aerobik.
Denitrifikasi umumnya berlangsung melalui beberapa kombinasi dari bentuk
peralihan sebagai berikut:
NO3− → NO2− → NO + N2O → N2 (g)Proses denitrifikasi lengkap dapat dinyatakan
sebagai reaksi redoks:
2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O6. Oksidasi Amonia Anaerobik Dalam proses
biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke elemen (N2) gas nitrogen.
Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di
lautan. Reduksi dalam kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses yang
disebut oksidasi amonia anaerobikNH4+ + NO2− → N2 + 2 H2O
Peranan Organisme Tanah Dalam Daur / Siklus NTumbuhan dan hewan
membutuhkan nitrogen untuk membentuk asam amino untuk membentuk protein.
Selain itu, nitrogen diperlukan dalam pembentukan senyawa nitrogen, seperti asam
nukleat (ADN dan ARN). Meskipun 78% di udara terdapat nitrogen bebas, namun
tumbuhan dan hewan pada umumnya tidak mampu menggunakannya dalam bentuk
bebas. Nitrogen harus diubah menjadi bahan nitrogen lain sehingga dapat
digunakan. Nitrogen diikat oleh bakteri yang ada di dalam tanah (biasanya dalam
bentuk amonia). Selanjutnya oleh bakteri nitrifikasi diubah menjadi nitrit (NO2-),
kemudian menjadi nitrat (NO3-), yang mana dapat diserap dari tanah oleh tumbuhan
(disebut proses nitrifikasi). Beberapa tanaman mempunyai nodul pada akarnya yang
di dalamnya terdapat bakteri pengikat nitrogen. Bakteri mengubah banyak nitrogen
menjadi asam amino yang dilepaskan ke jaringan tumbuhan. Tanaman dengan
nodul ini mampu hidup dalam kondisi tanah yang miskin nitrogen, misalnya ercis,
tanaman dengan daun menjari dan tanaman lain yang termasuk dalam keluarga
kacang-kacangan (legume).Nitrogen berfungsi sebagai pembentuk asam amino
merupakan persenyawaan pembentuk molekul protein. Selanjutnya protein sebagai
pembentuk tubuh. Daur Nitrogen di alam sebagai berikut:Atmosfer mengandung
sekitar 70% Nitrogen dalam bentuk unsur, tapi yang diperlukan dalam bentuk
senyawa. Yaitu ketika petir keluar menyebabkan nitrogen bersenyawa jadi nitrat.
Tumbuhan menyerap nitrat dari tanah utuk dijadikan protein lalu tumbuhan dimakan
oleh kosumer senyawa nitrogen pindah ke tubuh hewan. Urin, bangkai hewan, dan
tumbuhan mati akan diuraikan oleh pengurai jadi ammonium dan ammonia. Bakteri
Nitrosomonas mengubah jadi nitritlalu diubah lagi oleh bakteri Nitrobacter menjadi
nitrat. Kemudian nitrat diserap oleh tumbuhan. Selanjutnya sama dan begitu.Selain
melalui petir juga melalui bakteri Rizobium yang bersimbiosis pada tumbuhan
kacang-kacangan membentuk bintik akar. Sedikit tambahan proses pengubahan
nitrit jadi nitrat disebut nitrifikasi. Dan proses pengubahan nitrit atau nitrat jadi
nitrogen bebas disebut denitrifikasi.Kadang-kadang tanaman ini digunakan untuk
mengisi lahan yang miskin nitrogen selama masa perputaran setelah panen padi.
Beberapa hasil penelitian genetik yang diorientasikan terhadap pemberian tanaman
panen yang lain (jagung, gandum) yang mempunyai kemampuan untuk mengikat
nirogen. Kemampuan yang secara besar dapat mengurangi kebutuhan pemupukan
pertanian. Dalam ekosistem air, alga hijau-biru juga mampu menyerap nitrogen.
Nitrogen juga dapat terikat di atmosfer melalui masuknya energi elektrik misalnya
melalui penyinaran.Bakteri pemecah memecah protein dalam tubuh organisme mati
atau hasil sisa mereka menjadi amonium, kemudian nitrit atau nitrat dan akhirnya
menjadi gas nitrogen yang mana akan dilepaskan ke atmosfer dari mulai nitrogen
diikat dan berputar lagi.Semua hewan hanya memperoleh nitrogen organik dari
tumbuhan atau hewan lain yang dimakannya. Protein yang dicerna akan menjadi
asam amino yang selanjutnya dapat disusun menjadi protein-protein baru pada
tingkat trofik berikutnya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang
dikandungnya akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat
dilepaskan sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia lagi
disebut amonifikasi. Proses tersebut dapat dilakukan oleh beberapa bakteri dan
mahkluk hidup eukariotik.Contoh beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam daur
nitrogen ialah :1.Nitrosomanas mengubah amonium menjadi nitrit.2.Nitrobacter
mengubah nitrit menjadi nitrat3.Rhizobium menambat nitrogen dari udara4.Bakteri
hidup bebas pengikat nitrogen seperti Azotobakter (aerobik) dan Clostridium
(anaerobik)5.Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti Anabaena, Nostoc dan
anggota-anggota lain dari ordo Nostocales6.Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti
RhodospirillumMeskipun pengikatan secara alami menghasilkan cukup nitrogen
untuk proses yang berlangsung secara alami, namun pembentukan nitrogen oleh
industri yang digunakan untuk pemupukan dan produk lain melampui kebutuhan
ekosistem darat.