Dokumen tersebut membahas tentang nitrogen sebagai hara esensial untuk tanaman. Nitrogen memainkan peran penting dalam berbagai fungsi metabolisme tanaman seperti membentuk protein, klorofil, asam nukleat. Dokumen juga menjelaskan siklus nitrogen di tanah melalui proses-proses seperti amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, serta faktor-faktor yang mempengaruhinya.

1. NITROGEN
Dr. Ir. Dja’far Shiddieq, MSc
Dr. Cahyo Wulandari, S.P., M.P.
JURUSAN TANAH FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA

2. Hara Esensial
1.Terlibat langsung dalam fungsi metabolisme
tanaman (involved in plant metabolic functions).
2.Tanaman tidak akan sempurna siklus
hidupnya tanpa adanya unsur tersebut(plant can
not complete its life cycle without it).
3.Tidak ada unsur lain yang dapat menggantikan
secara sempurna seluruh fungsi metabolisme
yang melibatkan unsur tersebut(no other
element can substitute for all of its metabolic
functions).

3. Peranan Unsur Hara
1. Penyusun dasar proteins, polisakarida, lemak,
asam nukleat: N, P.
2.Produksi tenaga ATP: P, N.
3.Penyusun pigmen fotosintesis: Mg.
4.Metabolisme karbohidrat (gula fosfat): P.
5.Alih tempat (translocation) gula dalam pembuluh
floem: K.
6.Pengangkutan elektron(fotosintesis, mitokondria,
struktural atau ensimatik): Fe, S, Cl, Ni .

4. 7.Aktivator ensim: K, Mg, Mn.
8.Kofaktor ensim: Fe, Zn, Mo.
9.Berhubungan dengan zat pengatur tumbuh: Zn.
10.Berhubungan dengan air (pengaturanosmotik,
membuka-menutupstomata): K+, Na+, Ca++,
NO3-, Cl-.
11.Reproduksi(pembentukan bunga dan buah): B.
12.Untuk tanaman tertentu Ni dianggap sebagai
hara esensial

5. • Hara mineral (13) sebagian besar berasal dari
tanah, terbagi atas : hara makro: N, P, K, Ca,
Mg, S dinyatakan dalam% (g/100g) dan hara
mikro: Fe, Zn, Mn, Cu / B, Cl, Mo / [Ni]
dinyatakan dalam ppm(mg/kg).
• Kandungan hara yang tertinggi umumnya N
dan K. Pada tanaman yang diberi pupuk
dengan cukup mengandung 1-5 % bobot
kering. Tembaga dan Mo memiliki kadar
paling kecil, hanya beberapa ppm.
• 1 % = 10.000 ppm.

6. Fungsi N
• N dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang
besar, umumnya menjadi faktor pembatas pada
tanah-tanahyang tidak dipupuk.
• Berupa asam amino, amida dan amin yang
berfungsi sebagai kerangka(building blocks) dan
senyawa antara(intermediary compounds).
• Berupa protein, khlorofil, asam nukleat:
protein/ensim mengatur reaksi biokimia, N
merupakan bagian utuh dari struktur klorofil,
warna hijau pucat atau kekuningan disebabkan
kekahatan N, sebagai bahan dasar DNA dan

7. Siklus Nitrogen

8. TRANSFORMASI N DALAM TANAH
a. AMINISASI
Protein &
R – NH2 + CO2 + Energi + Hasil lain
Senyawa serupa
b. AMONIFIKASI
R – NH2 + HOH R – OH + NH3 ± Energi
2NH3 + H2CO3 (NH4)2 CO3 2 NH4+ + CO3
=
HIDROLISA
ENZIMATIK
Amonifikasi berlangsung lancar bilamana tanah beraerasi &
berdrainase baik

9. Nasib Ammonium
1. digunakan oleh organisme
amonifikasi &/ organisme lain
seperti mikoriza
2. digunakan oleh tanaman
3. Dikonversi ke nitrit dan nitrat
4. ion NH4
+ dapat diikat mineral
lempung 2:1 sukar tersedia bagi
tanaman, dan lama-lama akan
tersedia
mikoriza
Amonium

10. c. NITRIFIKASI
2 NH4
+ + 3O2 2NO2
- + 2H2O + 4H+ + Energi
2NO2
- + O2 2NO3
- + Energi
OKSIDASI
ENZIMATIK
Dalam keadaan menguntungkan proses ke 2 berlangsung
cepat setelah proses ke 1
Organisme yg berperan dlm proses nitrifikasi
Untuk merubah NH4
+ NO2
- (Nitrosomonas)
Untuk merubah NO2
- NO3
- (Nitrobacter)
OKSIDASI
ENZIMATIK
Nitrosomonas

11. YANG MEMPENGARUHI NITRIFIKASI
• AERASI / PENGHAWAAN TANAH
• SUHU
• KELEMBABAN
• KAPUR AKTIF
• PUPUK
• NISBAH C/N

12. 1. AERASI TANAH
• Aerasi tanah semakin baik, proses nitrifikasi akan berjalan
lebih cepat.
• Dalam praktek, untuk
menyingkat nitrifikasi dg
pembajakan & penyiangan

13. 2. SUHU
• Proses berjalan baik pada suhu 27 o s/d 32 oC
• Nitrifikasi berhenti pada suhu ≥ 52 oC
• Nitrifikasi tidak berjalan pada titik beku atau lebih dingin.
Pada suhu 2 – 5 oC sudah bisa berjalan proses nitrifikasi
http://www.geyserpump2.com/nitrification.htm

14. 3. KELEMBABAN
• Terlalu kering atau basah nitrifikasi terhambat
• Kelembaban yg optimum bagi tanaman, optimun bagi
nitrifikasi
• Sedikit di bawah titik layu, nitrifikasi masih dapat
berjalan

15. 4. KAPUR AKTIF & pH
• Kapur merangsang nitrifikasi dlm tanah, proses oksidasi
memerlukan banyak basa. Pada umumnya pH 5,5 – 10,0
nitrifikasi dapat berjalan pH = 8,5 → optimum. Proses itu
berjalan juga pada pH 3,8.
http://www.geyserpump2.
com/nitrification.htm

16. 5. PUPUK
• Pupuk unsur makro atau mikro membantu nitrifikasi
• Nitrifikasi berjalan baik pada keseimbangan N, P, K
• Nitrifikasi memerlukan unsur Fe, Cu, Mn dan mungkin
unsur lainnya
• Amonia racun bagi Nitrobacter, tetapi tidak pada
Nitrosomonas. Sehingga pemberian amonia dapat
menyebabkan penimbunan nitrit.

17. 6. NISBAH C/N
• Nisbah C/N berpengaruh thd nitrifikasi
• C/N tinggi nitrifikasi terhambat karena kurangnya N-
amonia yg digunakan oleh j.r.t.

18. NASIB NITRAT
 digunakan oleh jasad renik tanah
 digunakan oleh tanaman
 hilang oleh air drainase
 hilang ke atmosfer dalam bentuk
gas
VOLATILISASI
Kehilangan N dlm bentuk gas
karena drainase buruk & aerasi
terbatas

19. DENITRIFIKASI
a. Reduksi oleh j.r.t. :
2HNO3
(Nitrat)
(gas N)
2H2O + H2O
(Oks. nitrit)
H2N2O2
(hiponitrit)2HNO2
(Nitrit)
2H2O + N2
N2O + H2O
(Oks. nitrat)
Pd pH : 7, nitrogen hilang dlm bentuk N2
Pd pH : 6, nitrogen hilang dlm bentuk N2O (gas paling banyak hilang)

20. b. Reduksi kimia
Nitrit sedikit masam + garam amonium akan menguap
2HNO2 + CO(NH2)2 CO2 + 3H2O + 2N2
Kehilangan N dari
volatilisasi pada padi
sawah dpt digambarkan
sbb :
Kehilangan N dari
volatilisasi dpt mencapai
20 % dari N yg
ditambahkan, mungkin
sampai 40 – 45 kg/ha

21. ORGANISME DENITRIFIKASI
• Pseudomonas, Micrococcus, Achromobacter & Bacillus
• Organisme autotrof : Thiobaccillus denitrificans &
Thiobaccillus thioparus
Psedomonas

22. DENITRIFIKASI DIPENGARUHI OLEH :
• pH tanah, pH 4,9 – 5,9 hilang dlm bentuk N2O
• pH tanah, pH 7,3 – 7,9 hilang dlm bentuk N2 >> N2O
• Kelengasan tinggi meningkat proses denitrifikasi
• Kadar bhn org tanah, mempengaruhi hasil denitrifikasi
• Tekanan partial oksigen udara

23. I. BAKTERI BINTIL AKAR
• Fiksasi N oleh bakteri dlm bintil akar pada tanaman
inang tertentu
• Organisme masuk akar rambut korteks akar rambut
membentuk bintil fiksasi N berlangsung
N berdifusi melalui dinding sel diserap tanaman
• Organisme (j.r.t.) simbiotik strain Rhizobium, bergantung
dari tanaman inangnya, sebagai penyedia hidrat arang
sumber energi
• Rhizobium trifolli untuk kedelai
• Rhizobium meliloti untuk Medicago sativa L
• Organisme dari satu species legum belum tentu dpt
beradaptasi dg legum lainnya.

24. II. PENAMBAHAN N DALAM TANAH
• Fiksasi N oleh bakteri legum
• fiksasi bebas / azofikasi
• dari air hujan
• dari pupuk buatan, pupuk kandang
& pupuk hijau

25. NERACA NITROGEN
• Penambahan
1) Pengikatan oleh bakteri legium
2) Pengikatan bebas atau azofikasi
3) Melalui air hujan
4) Pupuk

26. • Pengurangan
1) Kehilangan dalam bentuk gas :
denitrifikasi, reaksi-reaksi kimia,
penguapan gas NH3
2) Kehilangan akibat pencucian
3) Kehilangan bersama panen