Pengertian Fiksasi Nitrogen dan peranannya

Fiksasi nitrogen adalah proses dimana nitrogen (N2) di atmosfer diubah menjadi amonia (NH3).  Fiksasi nitrogen juga mengacu pada konversi biologis nitrogen lainnya, seperti konversi menjadi nitrogen dioksida.

Fiksasi nitrogen adalah satu tahap siklus nitrogen. Siklus nitrogen menggambarkan berbagai transformasi bentuk nitrogen di alam. Siklus nitrogen penting karena tanaman memerlukan nitrogen untuk membentuk protein dan senyawa lain untuk fungsi dan kelangsungan hidupnya dan karena nitrogen merupakan faktor pembatas untuk pertumbuhan tanaman.

Nitrogen atmosfer atau unsur nitrogen (N2) relatif lembam: tidak mudah bereaksi dengan bahan kimia lain untuk membentuk senyawa baru. Dinitrogen cukup lembam karena kekuatan ikatan rangkap N≡N-nya. Untuk memecah satu atom nitrogen dari yang lain membutuhkan pemutusan ketiga ikatan kimia ini.

Proses fiksasi membebaskan atom nitrogen dari bentuk diatomiknya (N2) untuk digunakan dengan cara lain. Fiksasi nitrogen, alami dan sintetis, sangat penting untuk semua bentuk kehidupan karena nitrogen diperlukan untuk mensintesis bangunan dasar tumbuhan, hewan, dan bentuk kehidupan lainnya, mis., Nukleotida untuk DNA dan RNA serta asam amino untuk protein.

Oleh karena itu, fiksasi nitrogen sangat penting untuk pertanian dan pembuatan pupuk. Mikroorganisme yang mengikat nitrogen adalah bakteri yang disebut diazotrof.

Peran bakteri tanah dalam siklus Nitrogen: Transisi nitrogen antara berbagai bentuk yang berguna secara biologis.

Beberapa tumbuhan tingkat tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Diazotrof adalah mikroba. Mereka dipelajari secara intensif oleh ahli mikrobiologi.

Fiksasi nitrogen biologis ditemukan oleh ahli agronomi Jerman Hermann Hellriegel dan ahli mikrobiologi Belanda Martinus Beijerinck. Fiksasi nitrogen biologis (BNF) terjadi ketika nitrogen atmosfer dikonversi menjadi amonia oleh enzim yang disebut nitrogenase.

Nitrogenase adalah enzim yang digunakan oleh beberapa organisme untuk memperbaiki gas nitrogen atmosfer (N2). Hanya ada satu keluarga enzim yang diketahui yang menyelesaikan proses ini. Semua nitrogenase memiliki kofaktor yang mengandung besi dan belerang yang mencakup kompleks heterometal di situs aktif (mis., FeMoCo).

Pada kebanyakan spesies, kompleks heterometal ini memiliki atom molibdenum pusat. Namun, pada beberapa spesies itu digantikan oleh atom vanadium atau besi. Enzim yang bertanggung jawab untuk aksi nitrogenase sangat rentan terhadap kerusakan oleh oksigen.

Banyak bakteri menghentikan produksi enzim dengan adanya oksigen. Banyak organisme pengikat nitrogen hanya ada dalam kondisi anaerob, bernafas untuk menurunkan kadar oksigen, atau mengikat oksigen dengan protein.

Fiksasi nitrogen melibatkan konversi gas nitrogen di udara (suatu bentuk yang tidak dapat digunakan oleh tanaman) menjadi bentuk nitrogen yang dapat digunakan di tanah (seperti nitrat dan amonium).Fiksasi Nitrogen

Beberapa proses dapat berkontribusi pada fiksasi nitrogen. Salah satu proses adalah fiksasi gas nitrogen di udara menjadi nitrat di tanah dengan petir. Proses lain adalah produksi pupuk untuk ditambahkan ke tanah, yang melibatkan konversi gas nitrogen menjadi amonia oleh Proses Haber.

Akhirnya, gas nitrogen dapat diperbaiki menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh bakteri. Ini termasuk bakteri dalam bintil akar tanaman polongan dan juga berbagai jenis bakteri di tanah yang menghasilkan bentuk nitrogen yang dapat digunakan baik dari gas nitrogen, senyawa organik yang mengandung nitrogen atau amonia.

Pengertian

Fiksasi nitrogen adalah proses biologis penting dan tahap awal siklus nitrogen. Dalam proses ini, nitrogen di atmosfer diubah menjadi amonia (bentuk lain nitrogen) oleh spesies bakteri tertentu seperti Rhizobium, Azotobacter, dll. Dan oleh fenomena alam lainnya.

Tumbuhan adalah sumber makanan utama. Unsur hara yang diperoleh dari tumbuhan disintesis oleh tumbuhan menggunakan berbagai unsur yang diperoleh dari atmosfer maupun dari tanah. Kelompok elemen ini termasuk nitrogen juga. Tanaman memperoleh nitrogen dari tanah dan memanfaatkannya dalam proses sintesis protein. Tidak seperti karbon dioksida dan oksigen, nitrogen atmosfer tidak dapat diperoleh melalui stomata daun. Pasalnya, gas nitrogen yang ada di atmosfer tidak bisa langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan. Ada bakteri tertentu dan beberapa fenomena alam yang membantu dalam fiksasi Nitrogen.

Fiksasi Nitrogen Simbiotik

Suatu spesies bakteri yang disebut Rhizobium, membantu dalam fiksasi nitrogen. Bakteri ini hidup di akar tanaman polongan (misalnya tanaman kacang polong dan kacang-kacangan) dan menggunakan jenis enzim tertentu, mereka membantu mengikat nitrogen di dalam tanah. Selama proses biologis ini, mereka mengubah bentuk nitrogen yang tidak dapat diserap menjadi bentuk yang dapat digunakan. Bentuk nitrogen ini larut di dalam tanah, dan tanaman menyerap nitrogen yang dimodifikasi dari tanah. Inilah alasan petani menerapkan rotasi tanaman, di mana tanaman polongan membantu mengisi kembali kandungan nitrogen di dalam tanah tanpa perlu pupuk.

Fiksasi nitrogen oleh bakteri merupakan contoh hubungan simbiosis antara Rhizobium dengan tanaman polongan. Sementara bakteri memperbaiki nitrogen di dalam tanah, tanaman memberi mereka makanan.

Metabolisme Nitrogen

Metabolisme adalah serangkaian proses kimiawi, yang dilakukan untuk mengubah zat menjadi bentuk energi yang dapat digunakan. Metabolisme nitrogen terutama didasarkan pada daur ulang amonia (NH3) menjadi ion amonium bentuk netral atau bermuatan (NH4 +). Bagian utama dari metabolisme nitrogen adalah Siklus Nitrogen.

Soal dan jawaban

Apa itu Denitrifikasi?

Denitrifikasi adalah proses mengubah atau mengurangi nitrat kembali menjadi gas nitrogen inert. Proses tersebut dilakukan selama tidak adanya oksigen oleh spesies bakteri seperti Clostridium dan Pseudomonas.

Apa itu Fiksasi Nitrogen?

Fiksasi Nitrogen adalah proses biologis di mana gas nitrogen diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk tumbuhan dan mikroba lainnya. Dalam proses ini, gas nitrogen yang ada di atmosfer diubah menjadi amonia dan senyawa nitrogen terkait lainnya.

Apa peran pentingnya nitrogen?

Nitrogen merupakan komponen penting dari semua kehidupan. Ini adalah konstituen utama dari biomolekul seperti protein, asam nukleat. Ia juga membentuk konstituen seluler yang penting untuk semua bentuk kehidupan.