Siklus Nitrogen

10,683 views

Published on

Lebih banyak bahan belajar BIOLOGI di http://belajar-di-rumah.blogspot.com

Published in: Education
1 Comment
35 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
10,683
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
10
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
1
Likes
35
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Siklus Nitrogen

  1. 1. Siklus Nitrogen Arief Abdillah N
  2. 2. Siklus nitrogen (nitrogen cycle) • merupakan salah satu daur biogeokimia nutrient yang sangat penting di muka bumi ini. (Figure 1, 2, dan 3). • Nitrogen digunakan untuk organisme hidup menghasilkan sejumlah molelekul organik kompleks seperti: asam amino, protein dan asam nukeotida. • Sumber nitrogen ditemukan di dalam atmosphere, yang dijumpai dalam bentuk gas (N2) 78% bagian atmosfer.
  3. 3. • Sumber lain yang juga besar terkandung di dalam tanah dan lautan.• Meskipun sumber nitrogen sedemikian melimpah di atmosphere, nitrogen seringkali menjadi nutrien pembatas dalam pertumbuhan tanaman.• Problem ini dikarenakan kebanyakan tanaman hanya dapat mengambil/memanfaatkan nitrogen dalam 2 (dua) bentuk: – ion ammonium ion (NH4+ ) dan – ion nitrate (NO3-).• Tanaman paling banyak memenuhi keperluan nitrogennya dalam bentuk nitrate inorganik dari massa tanah.• Ammonium digunakan dalam jumlah sedikit karena dalam jumlah besar dapat berakibat toxic.• Hewan-hewan mendapatkan nitrogen dengan memakan bagian dari materi organic organisme hidup ataupun yang mati untuk metabolisme, tumbuh dan berkembang biak.
  4. 4. Figure 1: Siklus Nitrogen.
  5. 5. Figure 2: Siklus Nitrogen
  6. 6. Nitrogen BebasDenitrifikasi: Penambatan Nitrogen:Reduksi Nitrat menjadi Nitrogen Nitrogen Bebas ditambat olehGas oleh bakteri seperti: mikroorganisme seperti:Pseudomonas Rhizobium, Clostridium, Azotobacter Nitrat berlaku sebagaiPembentukan Nitrate makanan tumbuhan Pembentukan nitrit organik:(Nitrifikasi): Nitrogen tertambat digunakanNitrit di oksidasi menjadi nitrate, oleh tumbuh-tumbuhan diubaholeh: menjadi protein nabati − dst.Nitrosobacter Banyak species heterotrofik mereduksi nitrate menjadi amoniaPembentukan Nitrit: melalui nitritAmonia dioksidasi menjadi nitrit Nitrogen anorganik tanah:oleh: Produk-produk ekskresi hewan,Nitrosomonas bangkai, tumbuhan mati terbuang ke tanah MikroorganismePembentukan Amonia: menggunakan amonia Peruraian nitrogen organik:(Amonifikasi) sebagai sumber nitrogen Protein, asam nukleat danAsam anmino mengalami dan mensintesis protein sebagainya diuraikan oleh berbagaideaminasi oleh banyak seluler macam organisme,mikroorganisme, amoniasebagai produk akhir prosestersebut Figure 3
  7. 7. N2 fixed (1012 g per year, or 106Type of fixation metric tons per year)Non-biologicalIndustrial about 50Combustion About 20Lightning about 10Total About 80BiologicalAgricultural land about 90Forest and non-agricultural land About 50Sea About 35Total about 175Data from various sources, compiled by DF Bezdicek & AC Kennedy, in Microorganisms in Action (eds. JM Lynch & JE Hobbie). Blackwell Scientific Publications 1998.
  8. 8. Terlepasnya Nitrogen • Terlepasnya nitrogen dari tanah melalui 4 (empat) jalur, terkait dengan kesuburan tanah: – Denitrification Bakteri mengubah nitrate di tanah menjadi nitrogen bebas ke atmosphere – Volatilization Berubahnya pupuk urea dipermukaan tanah menjadi gas. – Runoff Terbawanya nitrogen dari pupuk ke sungai dan badan air – terkait dengan kualitas air. – Leaching Terbawanya nitrat oleh air sedemikian dalamnya masuk ke dalam tanah sehingga tumbuhan tidah dapat memanfaatkannya.  dapat mempengaruhi kualitas air minum (sumur) dan tentunya hilangnya kesuburan tanah.
  9. 9. Fiksasi Nitrogen • Fiksasi atau penambatan nitrogen merupakan proses biokimiawi dalam tanah yang mengubah nitrogen atmosfer (Nitrogen bebas menjadi nitrogen dalam persenyawaan. • Secara garis besar ada tiga kelompok mikroorganisme yang terlibat dalam proses ini: – Organisme non simbiotik, hidup bebas mandiri • Aerobik: 3 genus dari Azotobacteraceae yaitu: Azotobacter, Azospirillum, Beijerinckia • Cyanobacter: Anabaena dan Nostoc • Clostridium pasteurianum • Diperkirakan jumlah nitrogen yang ditambat melalui proses fiksasi nonsimbiotik mencapai 56 kg/ha.per tahun bervariasi tergantung jenis/keadaan tanah maupun iklim – Organisme simbiotik membentuk bintil • Pembentuk bintil akar: Rhizobium  legum, Actinomycetes  Frankia, Alnus, Ganggang biru hijau pada permukaan akar species Gymnospermae. • Pembentuk bintil daun (filosfer) oleh sejumlah bakteri pada daun tumbuhan berkayu di hutan tropis – Organisme simbiotik tidak membentuk bintil • Ganggang biru hijau berasosiasi dengan paku ( Azolla), dan dengan fungi (lumut kerak) • Azotobacter dengan rerumputan tropis maupun non tropis: Azospirillum brasilense, Spirillum lipoferum dan Azobacter paspali.
  10. 10. Pembentukan Bintil akar • Simbiosis terjadi diawali dengan pembentukan benang infeksi, melalui benang infeksi tersebut bakteri masuk ke dalam sel-sel akar inang. Selanjutnya sel terinfeksi akan mengalami pembesaran dan peningkatan laju pembelahan sehingga membentuk bintil akar (nodule). • Dalam proses simbiosis bakteri menjadikan nitrogen bebas menjadi tersedia bagi inang, sebaliknya bakteri memperoleh nutrien dari jaringan inang. • Di dalam nodule, tempat terjadinya fiksasi Nitrogen, jaringan tumbuhan mengandung molekul pengikat oksigen (mirip fungsinya dengan haemoglobin di dalam darah). • Fungsi molekul ini adalah mereduksi kelebihan oksigen bebas sehingga enzim fiksasi nitrogen nitrogenase terlindungi karenan enzim ini akan menjadi tidak aktif karena kehadiran oksigen.
  11. 11. Part of a clover root system bearing naturallyoccurring nodules of Rhizobium. Each nodule is about2-3 mm long.
  12. 12. This colour is caused by the presence of the pigmentleghaemoglobin
  13. 13. The nuclei (n) of two root cells are shown; cwindicates the cell wall that separates two plant cells.
  14. 14. Assosiasi Alnus glutinosa dengan Frankia
  15. 15. Assosiasi Cycas dengan Cyanobacter
  16. 16. Nitrogen di dalam Tubuh Tumbuhan • Apabila ion nitrat telah diserap akar tumbuhan maka akan diubah menjadi amonia dengan 2 tahapan: – Proses di dalam sitoplasma mengubah Nitrat menjadi Nitrit dengan bantuan nitrat reduktase. Nitrit ini sangat beracun bagi tumbuhan maka harus segera diubah. – Perubahan Nitrit menjadi amonia dibantu dengan enzim Nitrit reduktase. Proses ini terjadi di dalam proplastida sel-sel akar atau di dalam kloroplas.
  17. 17. Tahap pembentukan Amonia dalam Tubuh Tumbuhan
  18. 18. Hubungan Fotosintesis dengan Reduksi Nitrat FOTOSINTESIS KARBOHIDRAT TENAGA PEREDUKSI RESPIRASI NADH2 KERANGKA KARBON NO3 NO2 NH3 ASAM AMINO Feredoksin PROTEIN
  19. 19. Mengukur Akrtifitas NR • Enzim nitrat reduktase telah dianggap sebagai petunjuk untuk menafsirkan nitrogen dalam tumbuhan dan mempunyai korelasi positif dengan hasil/produksi tanaman. • Mengukur aktifitas nitrat reduktase: • Daun diambil tulang daunnya • Irisan daun ukuran 1 mm seberat 200 mg dimasukkan dalam 5 ml buffer fosfat 0,1 M, pH 6,5 diinkubasikan selama 24 jam • Buffer fosfat diganti baru ditambah 0,1ml NaNO3 5 M diinkubasikan 1 jam (sebagai WI) • Dipersiapkan larutan pewarna 0,2 ml Naphthylethylen diamine 0,02%, 0,2 ml sulfanilamide 1% dalam HCl 3 N. • Setelah 1 jam inkubasi 0,1 cairan inkubasi dimasukkan dalam larutan pewarna ditunggu 10 menit • Diukur absorbansinya dengan spektrofotometer panjang gelombang 540nm. 1 tabung tanpa filtrat dibuat sebagai blanko. • ANR= Absorbansi sample x 50 x 1000 x 1 x 1 Absorbansi standar BB WI 1000 • Absorbansi standar =0,0142, ANR dalam mmol/gr/jam

×