Pengikatan nitrogen: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k Bot: Penggantian teks otomatis (-Di tahun +Pada tahun ) |
Sinonim (QuickEdit) |
||
| (9 revisi perantara oleh 7 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:Soybean-root-nodules.jpg|
'''Pengikatan nitrogen''' atau '''fiksasi nitrogen''' adalah proses di mana [[nitrogen]] (N<sub>2</sub>) di [[atmosfer bumi|atmosfer]] diubah menjadi [[
Nitrogen merupakan unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan karena nitrogen diperlukan untuk proses [[biosintesis]] komponen dasar tumbuhan, hewan, dan bentuk kehidupan lainnya. [[Nukleotida]], komponen penting penyusun [[DNA]] dan [[RNA]] serta [[asam amino]] penyusun [[protein]] merupakan contoh komponen dasar penyusun kehidupan makhluk hidup. Dengan memahami hal tersebut, maka pengikatan nitrogen agar dapat digunakan bagi tumbuhan merupakan konsep penting dalam pertanian sehingga manufaktur [[pupuk]] berkembang. Pengikatan nitrogen secara sintetis juga digunakan dalam pembuatan bahan peledak. Pengikatan nitrogen di alam dapat terjadi melalui [[kilat]] dan aktivitas [[
Pengikatan nitrogen juga mengacu pada konversi nitrogen ke bentuk lain, seperti [[nitrogen dioksida]]. Beberapa [[tumbuhan]] mampu membentuk hibungan [[simbiosis]] dengan [[mikroorganisme]] yang dapat mengikat nitrogen.
== Pengikatan nitrogen biologis ==
[[
Pengikatan nitrogen biologis pertama kali ditemukan oleh pakar agronomi Jerman, [[Hermann Hellriegel]] dan pakar mikrobiologi Belanda, [[Martinus Beijerinck]]. Pengikatan nitrogen biologis terjadi ketika nitrogen di atmosfer diubah menjadi amonia oleh enzim [[nitrogenase]].<ref name=postgate/> Reaksinya adalah:
Baris 13:
: N<sub>2</sub> + 8 H<sup>+</sup> + 8 e<sup>−</sup> → 2 NH<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>
Proses ini diikuti dengan [[hidrolisis]] untuk menghasilkan senyawa yang ekuivalen dengan [[adenosin trifosfat|ATP]] untuk menghasilkan energi. Pada diazotrof yang hidup bebas, [[amonia]] yang dihasilkan enzim nitrogenase diasimilasikan menjadi [[glutamat]].
Enzim nitrogenase rentan terhadap keberadaan oksigen. Banyak bakteri yang menghentikan produksi enzim ini ketika oksigen berada di sekitar mereka.<ref name=postgate/> Organisme pengikat nitrogen banyak terdapat di lingkungan [[anaerobik]].<ref name=postgate/>
Baris 25:
=== Pengikatan nitrogen oleh cyanobacteria ===
[[Cyanobacteria]] mendiami hampir di setiap tempat yang terpapar cahaya matahari dan berperan penting dalam [[siklus nitrogen]] dan [[siklus karbon|karbon]] [[biosfer]]. Secara umum, cyanobacteria mampu memanfaatkan berbagai sumber nitrogen organik dan organik seperti [[nitrat]], [[nitrit]], [[amonia]], [[urea]], dan berbagai [[asam amino]]. Beberapa jenis cyanobacteria juga dapat hidup secara diazotrof, sebuah kemampuan yang mungkin dimiliki oleh pendahulu [[archaea]] mereka.<ref>"The evolution of nitrogen fixation in cyanobacteria" N. Latysheva, V. L. Junker, W. J. Palmer, G. A. Codd and D. Barker; ''Bioinformatics''; '''2012''': 28(5) pp 603–606; (Article) {{DOI|10.1093/bioinformatics/bts008}}</ref> Pengikatan nitrogen oleh cyanobacteria di [[terumbu karang]] dapat terjadi pada laju dua kali lebih cepat dibandingkan pengikatan nitrogen di daratan, sekitar 1.8
=== Simbiosis pada bintil akar ===
==== Famili legum ====
Tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen mencakup famili legum, [[Fabaceae]], seperti [[kudzu]], [[semanggi]], [[kedelai]], [[kacang tanah]], [[alfalfa]], [[lupin]], dan [[rooibos]]. Mereka mampu membentuk hubungan simbiosis dengan bakteri ''[[rhizobia]]'' pada bintil akar di dalam sistem per[[akar]]an mereka, menghasilkan senyawa nitrogen yang membantu tanaman untuk tumbuh. Ketika tanaman mati, nitrogen yang telah terikat dilepaskan ke [[tanah]] sehingga menjadi tersedia bagi tanaman berikutnya yang tumbuh di tanah tersebut.<ref name=postgate/><ref>{{Cite book
|publisher=Scientific American Library}}</ref> Sebagian besar legum memiliki hubungan ini, kecuali genus ''[[Styphnolobium]]''. Pada berbagai
name=Elkan>Elkan, Daniel. "Slash-and-burn farming has become a major threat to the world's rainforest". ''[[The Guardian]]'', 21 April 2004.</ref>
==== Non-legum ====
[[
[[
Meski sebagian besar tanaman pembentuk bintil akar ada pada famili [[Fabaceae]], terdapat beberapa yang bukan famili Fabaceae, yaitu:
* Genus ''Parasponia'' dalam famili [[Cannabaceae]].<ref>{{cite journal |first=Rik |last=Op den Camp |last2=''et al.'' |title=LysM-Type Mycorrhizal Receptor Recruited for Rhizobium Symbiosis in Nonlegume ''Parasponia'' |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=331 |issue=6019 |pages=909–912 |doi=10.1126/science.1198181 |year=2010 |first2=A. |last3=De Mita |first3=S. |last4=Cao |first4=Q. |last5=Polone |first5=E. |last6=Liu |first6=W. |last7=Ammiraju |first7=J. S. S. |last8=Kudrna |first8=D. |last9=Wing |first9=R. }}</ref>
* [[Tumbuhan actinorhizal]] seperti [[alder]] dan [[bayberry]] karena bersimbiosis dengan bakteri genus ''[[Frankia]]''. Terdapat 25 genus yang termasuk ke dalam tanaman ini.<ref>{{cite book
▲* [[Tumbuhan actinorhizal]] seperti [[alder]] dan [[bayberry]] karena bersimbiosis dengan bakteri genus ''[[Frankia]]''. Terdapat 25 genus yang termasuk ke dalam tanaman ini.<ref>{{cite book |chapter=Ecology of actinorhizal plants |first=J. O. |last=Dawson |title=Nitrogen-fixing Actinorhizal Symbioses |volume=6 |pages=199–234 |doi=10.1007/978-1-4020-3547-0_8 |year=2008 |publisher=Springer }}</ref>
Bentuk simbiosis pengikatan nitrogen lainnya dengan cyanobacteria (terutama ''[[Nostoc]]'') yaitu:
Baris 50 ⟶ 49:
* ''[[Gunnera]]''
== Pengikatan nitrogen industri ==
Adanya kemungkinan bagi nitrogen atmosfer untuk bereaksi dengan senyawa kimia tertentu pertama kali diamati oleh Desfosses pada tahun 1828. Ia mengamati campuran oksida [[logam alkali]] dan karbon bereaksi pada temperatur tinggi dengan nitrogen. Dengan penggunaan [[barium karbonat]] sebagai bahan baku, proses ini dikembangkan oleh Margueritte dan Sourdeval menjadi komersial pada tahun 1860an. Hasil berupa [[barium sianida]] dapat direaksikan dengan uap air membentuk [[amonia]]. Pada tahun 1898, [[Adolph Frank]] dan [[Nikodem Caro]] memisahkan prosesnya dan memproduksi [[kalsium karbida]] dalam tahapan pereaksian nitrogen dan [[kalsium sianamida]]. [[Proses Ostwald]] untuk produksi [[asam nitrat]] ditemukan pada tahun 1902. [[Proses Frank-Caro]] dan Proses Ostwald mendominasi industri pengikatan nitrogen hingga penemuan [[Proses Haber]] pada tahun 1909.<ref>{{cite journal | title = Die Umwandlungsgleichung Ba(Cn)<sub>2</sub> → BaCN<sub>2</sub> + C Im Temperaturgebiet von 500 Bis 1000 °C | first1 = H. last1 = Heinrich | first2 = Rolf | last2= Nevbner | journal =Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie | volume = 40 | issue = 10 | pages = 693–698 | year = 1934 | url = | doi = 10.1002/bbpc.19340401005}}</ref><ref>{{cite book
=== Proses Haber ===
{{main|Proses Haber}}
Produksi pupuk sintetis merupakan sumber nitrogen terikat yang paling banyak digunakan oleh manusia. Amonia dibutuhkan sebagai bahan awal pembuatan [[pupuk]], [[bahan peledak]], dan produk lainnya. Metode yang paling umum, yaitu Proses Haber, memanfaatkan tekanan tinggi (sekitar 200 atm) dan temperatur tinggi (minimal 400 <sup>o</sup>C) untuk mendapatkan amonia dari nitrogen di udara, ditambah gas alam sebagai sumber atom [[hidrogen]]nya.<ref>http://www.epa.gov/watertrain/nitroabstr.html US Enivronmental Protection Agency: Human Alteration of the Global Nitrogen Cycle: Causes and Consequences by Peter M. Vitousek, Chair, John Aber, Robert W. Howarth, Gene E. Likens, Pamela A. Matson, David W. Schindler, William H. Schlesinger, and G. David Tilman</ref>
Baris 81 ⟶ 80:
* [http://www.mcdb.ucla.edu/Research/Hirsch/imagesb/HistoryDiscoveryN2fixingOrganisms.pdf "A Brief History of the Discovery of Nitrogen-fixing Organisms", Ann M. Hirsch (2009)]
* [http://dornsife.usc.edu/labs/capone Marine Nitrogen Fixation laboratory at the University of Southern California]
{{Authority control}}
[[Kategori:Metabolisme nitrogen]]
| |||