Pengertian Fiksasi nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah penangkapan gas nitrogen atmosfer (N2) yang benar-benar tak terbatas untuk membentuk amonia (NH3), yang siap tersedia untuk asimilasi oleh tumbuhan dan mikroba.

Nitrogen dalam bentuk N2, membentuk bagian dari atmosfer, mengintegrasikan 78% darinya. Nitrogen adalah unsur yang cukup lembam, tidak bereaksi dengan mudah dengan senyawa lain, jadi sebelum dimanfaatkan oleh sebagian besar makhluk hidup, ia harus melalui proses pemasangan.

Nitrogen adalah unsur pembatas penting untuk pertumbuhan dan produksi tumbuhan. Nitrogen adalah komponen utama klorofil, pigmen paling penting yang diperlukan untuk fotosintesis, serta asam amino, bahan dasar utama protein.

Nitrogen juga ditemukan dalam biomolekul penting lainnya, seperti ATP dan asam nukleat. Meskipun merupakan salah satu elemen paling melimpah (terutama dalam bentuk gas nitrogen (N2) di atmosfer Bumi), tumbuhan hanya dapat memanfaatkan bentuk tereduksi dari unsur ini.

Tumbuhan memperoleh bentuk nitrogen “gabungan” ini dengan: 1) penambahan amonia dan / atau pupuk nitrat (dari proses Haber-Bosch) atau pupuk kandang ke tanah, 2) pelepasan senyawa ini selama dekomposisi bahan organik, 3) konversi nitrogen atmosfer menjadi senyawa dengan proses alami, seperti kilat, dan 4) fiksasi nitrogen biologis (Vance 2001).

Fiksasi nitrogen biologis (BNF), ditemukan oleh Beijerinck pada tahun 1901 (Beijerinck 1901), dilakukan oleh kelompok prokariota khusus. Organisme ini menggunakan enzim nitrogenase untuk mengkatalisis konversi nitrogen atmosferik (N2) menjadi amonia (NH3).

Tumbuhan dapat dengan mudah mengasimilasi NH3 untuk menghasilkan biomolekul nitrogen yang disebutkan di atas. Prokariota ini termasuk organisme akuatik, seperti cyanobacteria, bakteri tanah yang hidup bebas, seperti Azotobacter, bakteri yang membentuk hubungan asosiatif dengan tanaman, seperti Azospirillum, dan yang paling penting, bakteri, seperti Rhizobium dan Bradyrhizobium, yang membentuk simbiosis dengan kacang-kacangan dan tanaman lain (Postgate 1982).

Proses fiksasi nitrogen ini didefinisikan sebagai kombinasinya dengan oksigen atau hidrogen. Kombinasi tersebut dilakukan dengan beberapa cara berbeda: yang pertama adalah melalui pelepasan listrik dari atmosfer: petir dan halilintar menyebabkan nitrogen atmosfer bergabung dengan oksigen, dan senyawa yang terbentuk terseret oleh hujan ke tanah.

Rute kedua adalah fiksasi nitrogen biologis, dilakukan oleh bakteri yang mampu mengambil nitrogen dan menggabungkannya dengan enzim. Beberapa bakteri ini hidup bebas di tanah, dan yang lain membentuk simbiosis dengan beberapa jenis tumbuhan. Cara lain untuk memperbaiki nitrogen adalah fotokimia, yang digunakan dalam industri produksi pupuk.

Fiksasi nitrogen biologis terdiri dari transformasi N2 menjadi amonia (NH3) yang terionisasi menjadi NH4 + atau nitrat (NO3-). , melalui enzim nitrogenase, yang ditemukan pada beberapa jenis bakteri dan cyanobacteria. Karena nitrogenase hanya berfungsi jika tidak ada oksigen, bakteri yang memilikinya terisolasi darinya, hidup di bawah lapisan lendir yang menutupi akar tumbuhan tertentu, atau ditemukan dalam penebalan khusus akar beberapa legum, yang disebut nodul.

Bakteri yang hidup di nodul legum memiliki hubungan simbiosis dengan mereka, menerima karbohidrat dari tumbuhan, dan menyediakan nitrogen. Dalam kelompok bakteri ini, gen Rhizobium dan Azotobacter menonjol.

Dalam lingkungan akuatik, mikroorganisme yang bertanggung jawab untuk fiksasi nitrogen adalah cyanobacteria. Beberapa spesies pakis air, seperti Azorella, memiliki lubang di mana cyanobacteria hidup, bertanggung jawab untuk menyediakan nitrogen ke tanaman.

Jumlah nitrogen tahunan yang ditetapkan oleh bakteri sangat besar, dari 200 juta ton per tahun. Nitrogen ini, dalam bentuk nitrat dan amonium, dapat diasimilasikan oleh tumbuhan, yang menggunakannya untuk mensintesis asam amino, protein, dan asam nukleat. Kemudian hewan herbivora mendapatkan nitrogen dengan memakan tanaman ini, dan dengan demikian unsur ini mulai melakukan perjalanan ke seluruh rantai makanan.

Pengertian Fiksasi nitrogen 1

Tinggalkan Balasan