BAB I PENDAHULUAN Salah satu konsep yang sangat berkembang dewasa ini adalah bagaimana menciptakan suatu sistem pertanian berkelanjutan dengan mempertahankan bahan organil dan kadar nitrogen pada tanah yang merupakan hal penting bagi peningkatan produksi pangan. Intensifikasi dari sitem pertanian, diperlakukan tetapi bukan berarti secara otomatis memasukkan lebih banyak bahan kimia.Ada beberapa tumpang sari, pupuk hijau, mendaur ulang menur (kotoran), menanam sesuatu dengan waktu yang berbeda, menggunakan asupan berupa benih dari tanaman leguminosa.Fenomena alam, menyatakan bahwa atmosfir terdiri dari 79% Nitrogen (berdasarkan volume) sebagai gas padat N2.Namun meskipun demikian, penyediaan makanan untuk kehidupan manusia dan hewan-hewan lainnya lebih dibatasi oleh nitrogen daripada unsur-unsur lainnya. Sebagai gas padat, N2 tidak bereaksi dengan unsur-unsur lainnya untuk menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan oleh sebagian besar tanaman ( Foth, 1991). Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tanaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau dengan penambahan pupuk baik sintetis juga non sintetis.Hal ini seolah-olah bertentangan, dimana unsur hara yang diabsorsi dari tanah dalam jumlah terbesar oleh tanaman adalah unsur hara yang sebagian besar sangat terbatas penyediaannya. Adanya penambahan kesuburan alami dengan pupuk-pupuk komersil merupakan praktik pertnian modern.Walaupun demikian sebagian besar masyarakat modern menolak konsep komersial tersebut dengan alasan bahwa pupuk komersial mengandung bahan-bahan kimia beracun yang berbahaya bagi manusia, hewan dan lingkungan.Kenyataan bahwa nutriea itu memasuki tumbuhan dalam bentuk ion-ion, tidak perduli apakah asal pupuk itu organik atau anorganik (Gardner, dkk, 1991). Berdasarkan latar belakang tersebut, tulisan ini mencoba mengupas masalah tentang nitrogen dalam perspektif pertanian berkelanjutan (pertanian organis).
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
Salah satu konsep yang sangat berkembang dewasa ini adalah bagaimana menciptakan suatu sistem pertanian berkelanjutan dengan mempertahankan bahan organil dan kadar nitrogen pada tanah yang merupakan hal penting bagi peningkatan produksi pangan.Intensifikasi dari sitem pertanian, diperlakukan tetapi bukan berarti secara otomatis memasukkan lebih banyak bahan kimia.Ada beberapa tumpang sari, pupuk hijau, mendaur ulang menur (kotoran), menanam sesuatu dengan waktu yang berbeda, menggunakan asupan berupa benih dari tanaman leguminosa.Fenomena alam, menyatakan bahwa atmosfir terdiri dari 79% Nitrogen (berdasarkan volume) sebagai gas padat N2.Namun meskipun demikian, penyediaan makanan untuk kehidupan manusia dan hewan-hewan lainnya lebih dibatasi oleh nitrogen daripada unsur-unsur lainnya. Sebagai gas padat, N2 tidak bereaksi dengan unsur-unsur lainnya untuk menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan oleh sebagian besar tanaman ( Foth, 1991).Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tanaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau dengan penambahan pupuk baik sintetis juga non sintetis.Hal ini seolah-olah bertentangan, dimana unsur hara yang diabsorsi dari tanah dalam jumlah terbesar oleh tanaman adalah unsur hara yang sebagian besar sangat terbatas penyediaannya.Adanya penambahan kesuburan alami dengan pupuk-pupuk komersil merupakan praktik pertnian modern.Walaupun demikian sebagian besar masyarakat modern menolak konsep komersial tersebut dengan alasan bahwa pupuk komersial mengandung bahan-bahan kimia beracun yang berbahaya bagi manusia, hewan dan lingkungan.Kenyataan bahwa nutriea itu memasuki tumbuhan dalam bentuk ion-ion, tidak perduli apakah asal pupuk itu organik atau anorganik (Gardner, dkk, 1991).Berdasarkan latar belakang tersebut, tulisan ini mencoba mengupas masalah tentang nitrogen dalam perspektif pertanian berkelanjutan (pertanian organis).Semua makhluk hidup memerlukan atom nitrogen untuk pembentukan protein danberbagai molekul organic esensial lainnya.Udara, yang berisi 79 % nitrogen, berfungsisebaagai reservar bahan ini. Walaupun ukuran keberadaan nitrogen di atmosfer itu besar,acapkali merupakan unsure pembatas bagi makhluk hidup. Hal ini dikarenakan kebanyakanorganisme tidak dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk unsure, yakni sebagai gas N2.Konsentrasi nitrogen di atmosfir mencapai 780,90 cm3/liter udara sedangkan konsentrasinitrogen di dalam air laut hanya mencapai 13 cm3/liter air laut. Nitrogen yang penting bagi tumbuhan dijumpai pada berbagai senyawa penyusuntumbuhan dan protein.Ironisnya bahwa tumbuhan kadang-kadang menderita defisiensinitrogen, sementara atmosfer hampir 80% kandungannya adalah nitrogen.Namundemikian, nitrogen atmosfer ini adalah gas N2 dan tumbuhan tidak dapat menggunakannitrogen dalam bentuk tersebut.Tetapi harus melewati berbagai tahapan reaksi terlebihdahulu. Organisme memerlukan fosfor sebagai bahan penyusun utama asam nukleat,fosfolipid, ATP dan pembawa energi lainnya, serta sebagai salah satu mineral penyusuntulang dan gigi. Dalam beberapa hal, siklus pofor lebih sederhana dibandingkan dengansiklus karbon atau siklus nitrogen.
BAB II
PEMBAHASAN
A.Siklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai
macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Beberapa proses penting pada siklus nitrogen, antara lain fiksasi nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, de-nitrifikasi. Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara.Walaupun terdapat sangat banyak molekul nitrogen di dalam atmosfer, nitrogen dalam bentuk gas tidaklah reaktif. Hanya beberapa organisme yang mampu untuk mengkonversinya menjadi senyawa organik dengan proses yang disebut fiksasi nitrogen.Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang.Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02
- ), dan ion nitrat (N03- ).
Fiksasi nitrogen yang lain terjadi karena proses geofisika, seperti terjadinya kilat. Kilat
memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan, tanpanya tidak akan ada bentuk kehidupan
di bumi. Walaupun demikian, sedikit sekali makhluk hidup yang dapat menyerap senyawa
nitrogen yang terbentuk dari alam tersebut. Hampir seluruh makhluk hidup mendapatkan
senyawa nitrogen dari makhluk hidup yang lain. Oleh sebab itu, reaksi fiksasi nitrogen sering
disebut proses topping-up atau fungsi penambahan pada tersedianya cadangan senyawa nitrogen.
Gas nitrogen tidak dapat digunakan secara langsung oleh sebagian besar organisme
sebelum ditransformasi yang melibatkan menjadi senyawa NH3, NH4, dan NO3 sebelum
digunakan dalam siklus.Pada tumbuhan dan hewan, senyawa nitrogen ditemukan sebagai
penyusun protein dan klorofil.Dalam ekosistem terdapat suatu daur antara organisme dan
Kadang-kadang tanaman ini digunakan untuk mengisi lahan yang miskin nitrogen selama masa perputaran setelah panen padi..Kemampuan yang secara besar dapat mengurangi kebutuhan pemupukan pertanian.Dalam ekosistem air, alga hijau-biru juga mampu menyerap nitrogen.Nitrogen juga dapat terikat di atmosfer melalui masuknya energi elektrik misalnya melalui penyinaran.
Gambar 2 Akar kacang-kacangan
Bakteri pemecah memecah protein dalam tubuh organisme mati atau hasil sisa mereka menjadi
amonium, kemudian nitrit atau nitrat dan akhirnya menjadi gas nitrogen yang mana akan
dilepaskan ke atmosfer dari mulai nitrogen diikat dan berputar lagi.
Meskipun pengikatan secara alami menghasilkan cukup nitrogen untuk proses yang berlangsung
secara alami, namun pembentukan nitrogen oleh industri yang digunakan untuk pemupukan dan
produk lain melampui kebutuhan ekosistem darat.
Peranan Nitrogen
Ada beberapa peranan nitrogen terhadap pertumbuhan tanaman diantaranya adalah:
1. Memacu pertumbuhan tanaman secara umum terutama pada fase vegetative, berperan dalam pembentukan klorofil, dan merangsang perkembang biakan mikroorganisme.
2. Peranan nitrogen dalam tanaman yaitu mensintesis karbohidrat menjadi protein dan protoplasma (melalui mekanisme respirasi) yang berperan dalam pembentukan jaringan fegetatif tanaman.
3. Peranan nitrogen dalam tanah yaitu nitrogen diserap tanaman dalam bentuk nitrat (NO3) dan ammonium (NH4), akan tetapi nitrat akan segera tereduksi menjadi amonium melalui enzim yang mengandung Mo.
Amonium merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang hidup di tanah masam, terutama tanah humus, nitrat, merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang hidup di tanah netral atau basa selanjutnya organic, merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang hidup di tanah organic.Nitrogen udaram merupakaan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang bersimbiosis dengan organisme penambat nitrogen.
Kekurangan unsur hara Nitrogen (N)
Beberapa gejala jika tanaman kekurangan unsur nitrogen (N):
Warna daun hijau agak kekuning-kuningan dan pada tanaman padi warna ini mulai dari ujung daun menjalar ke tulang daun selanjutnya berubah menjadi kuning lengkap, sehingga seluruh tanaman berwarna pucat kekuning-kuningan. Jaringan daun mati dan inilah yang menyebabkan daun selanjutnya menjadi kering dan berwarna merah kecoklatan.
Pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil Perkembangan buah tidak sempurna atau tidak baik, seringkali masak sebelum waktunya
Dapat menimbulkan daun penuh dengan serat, hal ini dikarenakan menebalnya membran sel daun sedangkan selnya sendiri berukuran kecil-kecil
Dalam keadaan kekurangan yang parah, daun menjadi kering, dimulai dari bagian bawah terus ke bagian atas.
Fiksasi Nitrogen
Fiksasi nitrogen adalah proses biologis, abiotik, atau sintetis dimana nitrogen (N 2) di atmosfer diubah menjadi amonia (NH 3). [1] nitrogen Atmosfer atau nitrogen unsur (N 2)adalah relatif inert: itu tidak mudah bereaksi dengan bahan kimia lain untuk membentuk senyawa baru. Proses fiksasi membebaskan atom nitrogen dari bentuk diatomik mereka (N2) yang akan digunakan dengan cara lain.
Fiksasi nitrogen, alami dan sintetis, sangat penting bagi semua bentuk kehidupan karena nitrogen diperlukan untuk biosynthesize blok bangunan dasar dari tanaman, hewan dan bentuk kehidupan lain, misalnya, nukleotida untuk DNA dan RNA dan asam amino untuk protein . Oleh karena fiksasi nitrogen adalah penting untuk pertanian dan pembuatan pupuk. Ini juga merupakan proses penting dalam pembuatan bahan peledak (misalnya mesiu, dinamit, TNT, dll) fiksasi nitrogen terjadi secara alami di udara dengan cara kilat. [2] [3][ dead link ]
Fiksasi nitrogen juga mengacu pada konversi biologis lainnya nitrogen, seperti konversi kepada nitrogen dioksida .Mikroorganisme yang memperbaiki nitrogen adalah bakteri yang disebut diazotrophs . Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa binatang ( rayap ), telah membentuk asosiasi ( simbiosis ) dengan diazotrophs. Fiksasi nitrogen biologis ditemukan oleh ahli agronomi Jerman Hermann Hellriegel dan Belanda mikrobiologi Martinus Beijerinck .
Pada umumnya derivat nitrogen sangat penting bagi kebutuhan dasar nutrisi, tetapi dalam kenyataannya substansi nitrogen adalah hal yang menarik sebagai polutan di lingkungan.Terjadinya perubahan global di lingkungan oleh adanya interaksi antara nitrogen oksida dengan ozon di zona atmosfir.Juga adanya perlakuan pemupukan (fertilization treatment) yang berlebihan dapat mempengaruhi air tanah (soil water), sehingga dapat mempengaruhi kondisi air minum bagi manusia.
Bentuk atau komponen N di atmosfir dapat berbentuk ammonia (NH3), molekul nitrogen (N2), dinitrit oksida (N2O), nitrogen oksida (NO), nitrogen dioksida (NO2), asam nitrit (HNO2), asam nitrat (HNO3), basa amino (R3-N) dan lain-lain dalam bentuk proksisilnitri (Soderlund dan Rosswall, 1980). Dalam telaah kesuburan tanah proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu mineralisasi senyawa nitrogen komplek, amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan volatilisasi ammonium (Mas’ud, 1992).
BAB III KESIMPULAN
Nitrogen dalam siklusnya, dalam bentuk bebas diikat dalam bentuk amoniakdan juga dalam bentuk nitrat. Siklus nitrogen dapat terjadi melalui rangkaian prosesyang saling berhubungan, yakni nitrifikasi, fiksasi, denitrifikasi dan jugapembusukan.Nitrogen memegang peranan kritis dalam siklus organic dalammenghasilkan asam-asam amino yang membuat protein. Nitrogen di laut dapat berbentuk N-molekuler (N2) yang berlipat gandajumlahnya daripada nitrit (NO2) atau nitrat (NO3), tetapi tidak dalam bentuk yangberguna bagi jasad hidup, sebelum terjadinya proses pengikatan dalam bentuksenyawa-senyawa. Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara.Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar(misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapatbereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhanmemperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ),dan ion nitrat (N03- ). 9