Powered by Blogger.

DAUR BIOGEOKIMIA

Posted by Adhe Prayudha


Daur Biogeokimia

Daur Biogeokimia :
-  pertukaran atau perubahan yang terus menerus,
   antara komponen biosfer yang hidup dengan
   tak hidup.
-  Dalam suatu ekosistem, materi pada setiap tingkat
   trofik tidak hilang. 
-  Materi berupa unsur-unsur penyusun bahan organik 
   tersebut didaur-ulang. 
-  Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen    
   biotik melalui udara, tanah, dan air. 
-  Daur ulang materi tersebut melibatkan makhluk               
   hidup dan batuan (geofisik) 
Fungsi Daur Biogeokimia  
 -  sebagai siklus materi yang mengembalikan semua
    unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua    
    yang ada di bumi baik komponen biotik maupun 
    komponen abiotik, sehingga kelangsungan hidup di        
    bumi dapat terjaga.

Macam-macam daur biogeokimia yang akan kita 
pelajari:


a. daur Air/siklus hidrologi
b. daur Karbon
c. daur Nitrogen
d. daur Fosfor
e. daur sulfur/belerang

a.Daur Air/H2O (daur/siklus hidrologi)
    merupakan hal yang penting dalam 
    keberlangsungan daur air alami.    
    gambar berikut adalah skema siklus hidrologi :
    

SIKLUS/DAUR AIR DI LINGKUNGAN

-  Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air 
-  Uap air berasal dari air di daratan dan laut 
   yang menguap (evaporasi) karena panas cahaya 
   matahari dan transpirasi karena penguapan 
   oleh tumbuhan 
-  Sebagian besar uap air di atmosfer berasal 
   dari laut karena laut mencapai tiga perempat 
   luas permukaan bumi. 
-  Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan        
   yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk          
   hujan (presipitasi) 
-  Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi   
   dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung    
   jatuh yang kemudian diserap oleh tanaman   
   sebelum mencapai tanah. 
-  Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus    
   bergerak secara terus menerus dalam tiga cara         
   yang berbeda :
   1.  evaporasi / transpirasi
       - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, 
         di tanaman akan menguap  menjadi awan
       - Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan 
         menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya 
         akan turun (precipitation) dalam bentuk 
         hujan, salju atau es.
    2.  infiltrasi/perlokasi 
         - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-
           celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju 
           muka air tanah. 
         - Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau 
           air dapat bergerak secara vertikal atau 
           horizontal dibawah permukaan tanah 
           hingga air tersebut memasuki kembali 
           sistem air permukaan.
      3.  Air Permukaan
           - Air bergerak diatas permukaan tanah 
             dekat dengan aliran utama dan danau 
           - makin landai lahan dan makin sedikit pori-
             pori tanah, maka aliran permukaan semakin 
             besar. 

b.  Daur/siklus Karbon (C)
       -  berkaitan dengan siklus oksigen
       -  siklus karbon berkaitan erat dengan peristiwa 
          fotosintesis yang berlangsung pada organisme 
          autotrof dan peristiwa respirasi yang berlangsung
          pada organisme heterotrof
       -  karbon diambil/diserap oleh tumbuhan dari 
          lingkungan untuk fotosintesis dalam bentuk CO2
       -  CO2 dilepas ke lingkungan oleh organisme 
          heterotrof yang merupakan hasil sampingan 
          dari peristiwa respirasi

       -  Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi 
          seluler berpengaruh  terhadap perubahan dan 
          pergerakan utama karbon. 
       -  Naik turunnya kadar CO2 dan O2 atsmosfer 
          secara musiman disebabkan oleh  aktivitas 
          fotosintetik. 
       -  Dalam skala global kadar CO2 dan O2 atsmosfer 
          dapat diseimbangkan oleh keberlangsunag 
          proses respirasi dan fotosintesis
       -  aktifitas manusia dan alam seperti penggunaan
          bahan bakar fosil untuk industrialisasi dan 
          transportasi, kebakaran hutan, pembakaran 
          hutan untuk lahan pertanian dan illegal logging 
          dapat meningkatkan kadar CO2 di atmosfer
       -  Karbon dalam tanah ditemukan dalam bentuk
          fosil berupa minyak bumi (fosil hewan) dan 
          batubara (fosil tumbuhan)
       
       Berikut adalah skema siklus Karbon :



c. daur/siklus nitrogen

     -  Nitrogen di udara sekitar 78 % dalam bentuk 
        nitrogen bebas
     -  organisme membutuhkan nitrogen dalam 
        bentuk senyawa
     -  organisme tingkat tinggi tidak dapat dengan
        mudah mengikat (memfiksasi) nitrogen bebas
     -  mikroorganisme berperan dalam fiksasi nitrogen
        ke tubuh organisme tingkat tinggi (terutama 
        tumbuhan)

     Bagaimana senyawa nitrogen dapat berada di 
     daratan/tanah, dalam bentuk larutan, di udara
     dan pada tubuh makhluk hidup, perhatikanlah 
     skema siklus nitrogen berikut !


daur NITROGEN
SKEMA SIKLUS NITROGEN

        I. nitrifikasi
       II. nitrafikasi
      III. assimilasi
      IV. denitrifikasi
           apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat 
           dengan cepat ditransformasikan menjadi 
           gas nitrogen atau oksida nitrogen
      V.  fiksasi
      VI. amonifikasi

      Skema nitrifikasi dan nitrasi
      a. nitrifikasi
          penguraian amonia menjadi nitrit dengan 
          bantuan Nitrosomonas dan Nitrosococcus (amonia 
          dan nitrit bersifat toksik pada organisme)

 
nitrifikasi
      
      b. nitrasi
          perubahan senyawa nitrit menjadi nitrat 
          (tidak bersifat toksik) oleh Nitrobacter.

NITRASI
 
     Urutan Proses daur Nitrogen 
     -  Ketika petir terbentuk di atmosfer terjadi 
        penyerapan nitrogen  menjadi senyawa nitrat.  
     -  Nitrat yang terbentuk di atmosfer tentu akan 
        terbawa hujan sehingga terjadi perpindahan 
        nitrat dari udara ke daratan yang menjadikan 
        nitrogen dalam bentuk nitrat itu menjadi berguna
     -  tumbuhan menyerap nitrat dari tanah untuk 
        dijadikan protein  
     -  nitrogen dalam bentuk protein diserap  oleh 
        kosumen, senyawa nitrogen pindah ke tubuh 
        hewan dan manusia  
     -  Urin dan feces sebagai Ekresta , bangkai hewan,
        tumbuhan mati , sisa kehidupan (ranting, 
        daun tua) yang disebut Egesta akan diuraikan 
        oleh pengurai jadi ammonium dan ammoniak 
        (amonifikasi) 
     -  Amoniak hasil pembusukan itu oleh bakteri 
        Nitrifikan akan dirombak jadi Nitrit melalui 
        Nitrifikasi (Nitrifikasi adala proses biokimia 
        yang tergolong anabolisme mengubah senyawa 
        sederhana anorganik berupa amoniak NH3 
        menjadi senyawa organik nitrat HNO3 dengan 
        energi berasal dari energi hasil reaksi kimia /
        khemosintesis oleh  bakteri) 
     -  Nitrifikasi dilanjutkan dengan Nitrasi.  
     -  Nitrat diserap kembali oleh  tumbuhan.  
     -  Selain melalui petir juga penyerapan nitrogen 
        dapat melalui fiksasi (pengikatan langsung 
        Nitrogen di udara oleh mikroorganisme fiksasi 
        (Rhizobium leguminosarum, Azotobacter, 
         Clostridium  pasteurianum, Nostoc cummune, 
         Anabaena azzolae) 
         a. Rhizobium leguminosarum
             bersimbiosis dengan kacang kacangan 
             membentuk bintil akar 
         b. Anabaena azzolae  
             bersimbiosis dengan paku air (Azolla pinata)
             dan pakis haji (Cycas rumpii)
         c. Azotobacter, Clostridium pasteurianum
             dan Nostoc commune hidup soliter 
      -  Nitrogen juga bisa larut bersama air hujan,
         hujan asam ( acid rain) yang mengandung 
         HNO3,  dari pupuk buatan Urea yang dilepaskan 
         ke tanah 

d.  Daur/siklus Fosfor
     -   Fosfor merupakan elemen penting dalam 
         kehidupan karena semua makhluk hidup 
         membutuhkan fosfor/ phosphat untuk 
         pembentukan senyawa ATP  (adenosin 
         triphosphat), ADP (adenosin diphosphat), 
         dan AMP (adenosin monophosphat) untuk
         proses metabolisme tubuh. 
      -  Pada Hewan tingkat tinggi fosfor digunakan 
         untuk penusun tulang yang ditulang bergabung 
         dengan Calsium membeentuk CaPO4 (calsium 
         Phosphat
      -  Fosfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat 
         (PO4)/fosfat anorganik 
      -  Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. 
      -  Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan 
         fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk 
         sedimen. 
      -  Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen 
         yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. 
      -  Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut 
         dalam air tanah sehingga terjadi perpindahan 
         materi dari geo ke bio dari alam ke tubuh 
         organisme 
      -  Fosfat itulah kemudian dikenal dengan fosfat
         organik 
      -  Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan 
         yang dimakannya dan karnivora mendapatkan 
         fosfat dari herbivora yang dimakannya. 
      -  Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urine 
         dan feses. 
         -  Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan 
         anorganik di dalam tanah lalu melepaskan fosfor
         kemudian diambil oleh tumbuhan.

DAUR FOSFOR
e. Daur Belerang/Sulfur (S)
      -  sulfur merupakan unsur non logam 
    -  bentuk aslinya adalah sebuah zat padat kristal
       berwarna kuning
    -  di alam  ditemukan sebagai unsur murni atau 
       sebagai mineral- mineral sulfida dan sulfat
    -  sulfur teradapat di udara karena adanya aktifitas 
       gunung berapi dan penggunaan dari bahan bakar
       fosil (menghasilkan SO2)
    -  unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan 
       dalam bentuk senyawa asam amino 
    -  tumbuhan mendapat sulfur dari dalam tanah 
       dalam bentuk sulfat organik (SO4 ). 
    -  sulfur berpindah ke organisme heterotrof dalam
       proses rantai makanan 
    -  penguraian organisme yang mati mengasilkan gas 
       H2S atau menjadi sulfat lagi. 
    -  Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan
       kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur 
       dioksida atau hidrogen sulfida. 
    -  Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, 
       antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang 
       akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam 
       bentuk hidrogen sulfida (H2S). 
    -  Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof 
       anaerob seperti Chromatium dan melepaskan 
       sulfur dan oksigen. 
    -  Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri
       kemolitotrof seperti Thiobacillus.

 

Hal yang penting yang perlu dipahami dalam siklus biogeokimia :
1. Unsur/materi/senyawa (kimia) akan terdapat di 
    bumi (geo) dan dalam tubuh organisme
2. perpindahan dari geo ke geo terjadi misalnya 
    dari udara diserap oleh tanah atau lautan dengan
    perantara hujan, pelapukan (perubahan batuan 
    menjadi tanah), erosi (pengikisan) dan pengendapan
3. unsur/senyawa kimia dari bumi (geo) ke organisme 
    (bio) digunakan untuk berbagai proses metabolisme
4. penyerapan/perpindahan unsur/senyawa melibatkan
    berbagai jenis mikroorganisme yang berperan sebagai
    dekomposer


Related Post



Acep Derby Yudha Anggara said...

mantap gan. . Nice share sangat bermanfaat nih.. by : Acep-Computer

Post a Comment