Siklus Nitrogen, Salah Satu Jenis Interaksi Siklus Nutrien Komponen Abiotik Ekologi Pertanian

Hai hai.. Assalamu'alaikum pembaca... Jumpa lagi dengan bu Rahayu. Kali ini kita akan membahas salah satu jenis interaksi siklus nutrien komponen abiotik ekologi pertanian, yaitu siklus nitrogen. Yuk kita bahas... 

A. Definisi

 Siklus nitrogen adalah proses yang melibatkan transformasi nitrogen antara bentuk-bentuk yang berbeda, baik di dalam tanah, air, maupun atmosfer. Siklus nitrogen ini sangat penting dalam ekologi pertanian karena nitrogen adalah nutrisi yang esensial bagi pertumbuhan tanaman.

 

B. Komponen Abiotik Yang Terlibat Siklus Nitrogen

1. Tanah

Tanah adalah komponen abiotik yang paling penting dalam siklus nitrogen. Tanah menyediakan habitat bagi bakteri dan mikroorganisme lain yang terlibat dalam proses-proses siklus nitrogen, seperti fiksasi nitrogen, amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi.

2. Air

Air adalah komponen abiotik yang berperan dalam proses-proses siklus nitrogen, seperti pengangkutan nitrogen dari satu tempat ke tempat lain, serta memfasilitasi reaksi-reaksi kimia yang terlibat dalam siklus nitrogen.

3. Atmosfer

Atmosfer adalah sumber nitrogen utama dalam siklus nitrogen. Nitrogen atmosfer (N2) dapat difiksasi oleh bakteri fiksasi nitrogen dan diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman.

4. Batuan

Batuan adalah sumber nitrogen alami yang dapat diweathering dan melepaskan nitrogen ke dalam tanah. Proses weathering batuan dapat melepaskan nitrogen dalam bentuk amonia (NH3) atau nitrat (NO3-).

5. Suhu

Suhu adalah komponen abiotik yang mempengaruhi laju reaksi-reaksi kimia yang terlibat dalam siklus nitrogen. Suhu yang lebih tinggi dapat meningkatkan laju reaksi-reaksi kimia, sedangkan suhu yang lebih rendah dapat menurunkan laju reaksi-reaksi kimia.

6. pH Tanah

pH tanah adalah komponen abiotik yang mempengaruhi ketersediaan nitrogen bagi tanaman. pH tanah yang lebih tinggi dapat meningkatkan ketersediaan nitrogen, sedangkan pH tanah yang lebih rendah dapat menurunkan ketersediaan nitrogen.

C. Tahapan Siklus Nitrogen

1. Fiksasi Nitrogen : Proses ini terjadi ketika bakteri fiksasi nitrogen, seperti Rhizobia, mengubah nitrogen atmosfer (N2) menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman, seperti amonia (NH3) atau nitrat (NO3-).

2. Amonifikasi : Proses ini terjadi ketika bakteri amonifikasi, seperti Nitrosomonas, mengubah amonia (NH3) menjadi nitrit (NO2-).

3. Nitrifikasi : Proses ini terjadi ketika bakteri nitrifikasi, seperti Nitrobacter, mengubah nitrit (NO2-) menjadi nitrat (NO3-).

4. Asimilasi : Proses ini terjadi ketika tanaman mengambil nitrat (NO3-) dari tanah dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman, seperti asam amino.

5. Desimilasi : Proses ini terjadi ketika tanaman melepaskan nitrogen yang tidak terpakai ke dalam tanah.

6. Denitrifikasi : Proses ini terjadi ketika bakteri denitrifikasi, seperti Pseudomonas, mengubah nitrat (NO3-) menjadi nitrogen atmosfer (N2).

D. Jenis-Jenis Siklus Nitrogen

1. Siklus Nitrogen Atmosferik

Siklus nitrogen atmosferik adalah proses pergerakan nitrogen antara atmosfer dan permukaan bumi. Nitrogen atmosferik dapat berupa nitrogen gas (N2) atau nitrogen oksida (NOx).

2. Siklus Nitrogen Tanah

Siklus nitrogen tanah adalah proses pergerakan nitrogen antara tanah dan tanaman. Nitrogen tanah dapat berupa nitrogen organik atau nitrogen anorganik.

3. Siklus Nitrogen Air

Siklus nitrogen air adalah proses pergerakan nitrogen antara air dan tanaman. Nitrogen air dapat berupa nitrogen terlarut atau nitrogen yang terkandung dalam partikel-partikel air.

4. Siklus Nitrogen Biologis

Siklus nitrogen biologis adalah proses pergerakan nitrogen antara organisme hidup dan lingkungan sekitar. Nitrogen biologis dapat berupa nitrogen yang terkandung dalam biomassa atau nitrogen yang dihasilkan melalui proses metabolisme.

5. Siklus Nitrogen Fiksasi

Siklus nitrogen fiksasi adalah proses pergerakan nitrogen antara atmosfer dan tanah melalui proses fiksasi nitrogen oleh bakteri fiksasi nitrogen.

6. Siklus Nitrogen Denitrifikasi

Siklus nitrogen denitrifikasi adalah proses pergerakan nitrogen antara tanah dan atmosfer melalui proses denitrifikasi oleh bakteri denitrifikasi.

7. Siklus Nitrogen Amonifikasi

Siklus nitrogen amonifikasi adalah proses pergerakan nitrogen antara tanah dan tanaman melalui proses amonifikasi oleh bakteri amonifikasi.

8. Siklus Nitrogen Nitrifikasi

Siklus nitrogen nitrifikasi adalah proses pergerakan nitrogen antara tanah dan tanaman melalui proses nitrifikasi oleh bakteri nitrifikasi.

E. Dampak Siklus Nitrogen pada Ekologi Pertanian

1. Pertumbuhan Tanaman : Siklus nitrogen memastikan bahwa tanaman memiliki akses ke nitrogen yang cukup untuk pertumbuhan yang sehat.

2. Kualitas Tanah : Siklus nitrogen membantu mempertahankan kualitas tanah dengan mengurangi kebutuhan akan pupuk nitrogen sintetis.

3. Lingkungan : Siklus nitrogen membantu mengurangi polusi lingkungan dengan mengurangi emisi nitrogen oksida (NOx) dan amonia (NH3).

DAFTAR PUSTAKA

1. Brady, N. C. 1990. The Nature and Properties of Soils. New York: Macmillan Publishing Company.

2. Hillel, D. 1971. Soil and Water: Physical Principles and Processes. New York: Academic Press.

3. Sumner, M. E. 2000. Handbook of Soil Science. Boca Raton: CRC Press.

4. Johnson, K. dan Thompson, J. 2010. Journal of Environmental Quality. "Pengaruh Pupuk pada Kualitas Tanah". Volume 39, Issue 4, halaman 1231-1238.

5. Williams, J. dan Brown, L. 2012. Soil Science Society of America Journal. "Siklus Nutrien pada Tanah Pertanian". Volume 76, Issue 3, halaman 631-638.

6. Davis, R. dan Miller, S. 2015. Agricultural and Forest Meteorology. "Pengaruh Iklim pada Produktivitas Tanaman". Volume 203, halaman 1-10.

7. Lee, S. dan Kim, J. 2015. Journal of Environmental Quality. "Pengaruh Pupuk pada Kualitas Air". Volume 44, Issue 4, halaman 931-938.

8. Smith, J. dan Johnson, K. 2018. Plant and Soil. "Siklus Kalium pada Tanah Pertanian". Volume 425, Issue 1-2, halaman 1-13.