siklus karbon
Post on 03-Jan-2016
15 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Siklus Karbon (C)Ahmad Syauqi
Mikroorganisme mempunyai peranan sangat penting dalam peredaran karbon di
alam. Peranan sebagai pengurai materi karbon dalam bentuk zat organik khususnya
di dalam pool tanah (litosfer) menghasilkan persediaan sumber energi berupa
minyak bumi atau bahan bakar fosil. Minyak bumi merupakan hasil dekomposisi
bahan organik dari produsen primer di masa lampau seperti Gambar 8 dan 9.
Pembakaran minyak akan menghantarkan karbon memasuki pool udara (atmosfer)
berbentuk gas CO2. Demikian pula pembakaran biologis melalui pernafasan
menghantarkan karbon memasuki pool atmosfer dan perairan (hidrosfer). Aktifitas
mikroorganisme mentransformasi zat karbon melalui 3 jalur yaitu pertama,
dekomposisi dan mineralisasi; kedua, imobilisasi dalam biomassa dan ketiga,
pembentukan / formasi humus (Davet, 2004).
Dekomposisi dan Mineralisasi Senyawa Karbon
Senyawa karbon hasil kegiatan fotosintesis tumbuh-tumbuhan merupakan bahan
yang sangat melimpah di alam. Polimer berbentuk karbohidrat dan yang lain
berserta campurannya dalam tubuh tanaman bila mati dan memasuki tanah, oleh
mikroba akan diuraikan dan/atau didekomposisi menjadi lebih sederhana, hingga
mineralisasi. Beberapa mikroorganisme di lingkungan melakukan interaksi dan
sebagaimana dijelaskan pada bab I sebelumnya ada yang bersifat sinergis, yaitu
seakan-akan sebagai urut-urutan.
Lignin maupun molekul yang mengandung banyak polimer senyawa aromatis
dipromosikan jamur Phanerochaeta Chrysosporium. Khamir satu
sel Saccharomyces cerevisiae melakukan aktivitas pengambilan energi dari
senyawa yang mempunyai jumlah 6 atom karbon dalam peristiwa fermentasi dapat
menjadi 2 atom karbon, yaitu unit glukosa menjadi etanol dan 1 atom berbentuk gas
CO2. Selanjutnya spesies lainnya mendekomposisi dari 2 atom karbon menjadi 1
atom karbon yaitu etanol menjadi asam asetat oleh bakteri Acetobacter aceti.
Imobilisasi Karbon dalam Biomassa
Mikroorganisme melakukan dua aktivitas sekaligus dekomposisi dan assimilasi
dengan bentuk akhir sebagai biomassa. Tubuh sel dan aktivitas kehidupannya
memerlukan utamanya senyawa karbon dan nitrogen, yaitu tubuhnya perlu materi
sel dan aktivitas memerlukan bantuan ensim-ensim berupa molekul protein. Sel
akan tumbuh sebagai perkembangbiakan dan diperlukan pertumbuhan populasi
sebagai sifat alaminya. Dengan demikian terdapat rasio C/N tertentu lebih besar
dari 20, agar dapat menyusun tubuh dan melakukan aktivitas sel. Bila unsur N tidak
mencukupi dari molekul yang tersedia, maka sel akan mengambil bahan-bahan
organik lainnya dari lingkungan. Rasio tidak hanya C/N tetapi penting pula untuk
C/S dan C/P yang masing-masing mempunyai nilai 200 dan 300.
Teknologi pengomposan limbah organik dengan pelaku utama dekomposisi adalah
mikroba dan di alam dipahami melalui fakta pengecilan oleh detritus (Wrigth,
2005), mikroorganisme melakukannya dalam bentuk interaksi sehingga hal tersebut
dapat dibentuk konsorsium. Pertimbangan terhadap proses dalam pengomposan
bahan organik dengan penggunaan konsorsium inaktif dan telah beredar di
masyarakat, adalah perbandingan C/N. Hal ini dilakukan untuk meyakini bahwa
konsorsium inaktif yang digunakan, populasi masing-masing anggota penyusunnya
dapat tumbuh dan melakukan dekomposisi.
Konsorsium inaktif yang telah beredar antara lain adalah Effective Microorganism
(EM4), EM Lestari, SuperDec, Degrasimba, Orgadec, Stardec, Harmony, dan Fix-Up
Plus atau disebut sebagai agen dekomposer. Menurut Sulistyawati dkk. (2008)
salah satu indikator yang menandakan berjalannya proses dekomposisi dalam
pengomposan adalah penguraian C/N substrat oleh mikroorganisme maupun agen
dekomposer lainnya dan kematangan kompos. Ia mendapatkan bahwa limbah
rumah tangga C/N awal bernilai 30 turun menjadi 10,63 – 11,7 (batas atas) yang
menandakan adanya proses dekomposisi dalam waktu 30 hari dan berbeda sangat
nyata bila dibandingkan nilai 14,98 dengan hanya penggunaan cacing saja.
Limbah organik di atas tanah berasal dari berbagai macam organisme dan
pembentukan humus disebabkan adanya aktivitas golongan detritus. Bahan-bahan
organik yang berpotensi untuk menumbuhkan populasi mikroorganisme dapat
dilihat pada tabel 4.
Formasi Humus
Bahan-bahan organik di tanah dari makhluk yang mati maupun hasil buangan
aktivitas tubuh menjadi sumber nutrisi bagi mikroba sekaligus memberikan energi
dan terjamin kehidupannya. Tetapi tidak semuanya dapat tersedia/terpakai untuk
maksud tersebut sehingga tidak terdekomposisi/ mineralisasi dan tetap berada di
permukaan tanah sebagai residu. Senyawa dengan menghasilkan residu adalah
lignin yang mengandung banyak senyawa aromatis dalam molekulnya. Keadaan
tersebut dalam waktu yang lama menyebabkan warna gelap coklat kekuningan.
Stevenson memberikan teori formasi humus yang dikutip oleh Wolf and Wagner
(2005) yaitu:
1.Adanya residu lignin yang tidak terdekomposisi oleh mikroba merupakan bagian
dari humus, gugus aldehid (-CHO) dalam lignin dioksidasi menjadi karbosilat (-
COOH) dan bereaksi dengan asam amino dan adanya asam fulvat.
2.Adanya reaksi browning yaitu hasil samping metabolisme mikroba yang terdiri
atas gula reduksi dan asam amino terkondensasi secara non ensimatis.
3.Kuinon turunan lignin yang terbentuk dari senyawa fenol oleh konversi ensimatis
dan berkondensasi dengan senyawa amino selama dekomposisi lignin.
4.Demikian pula kuinon yang terbentuk dari oksidasi polifenol secara ensimatis dan
polifenol tersebut disintesis oleh fungi dari senyawa karbon non-lignin yaitu
sellulosa.
Berdasarkan deteksi melalui unsur 14C diperkirakan bahwa umur humus yang
mature lebih dari 1000 tahun, mempunyai ciri kaya mineral (Davet, 2004). Bahan
organik yang terdekomposisi/mineralisasi dalam waktu yang sangat lama, akan
menjadi ketersediaan nutrisi bagi mikroba atau tanaman. Saat seperti demikian
bentuk senyawa akan mengikuti jalur perubahan sesuai siklus yang terjadi. Dengan
demikian pembentukan humus dapat melalui jalur langsung dan tidak langsung,
mineral yang tersedia dihasilkan melalui mineralisasi primer dan skunder seperti
terbentuknya PO43-, SO42-.
Referensi
Hosting di www.000webhost.com
top related