daur biogeokimia

5/17/2018 DAUR BIOGEOKIMIA - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/daur-biogeokimia-55b07e9577403 1/8

Daur Biogeokimia

NAMA : Muhammad Arifin Senin, 10 Oktober 2011

NIM : E1A011039

PRODI : Pendidikan Biologi

DAUR BIOGEOKIMIA

Untuk kelangsungan hidupnya, makhluk hidup memerlukan zat-zat seperti air,

oksigen, karbohidrat, nitrogen dan sebagainya. Unsur-unsur tersebut terus-menerus

diambil oleh makhluk hidup dari lingkungan, tapi tidak akan habis, karena setelah

dimanfaatkan dalam tubuh, unsur-unsur itu akan dikembalikan lagi ke lingkungan

melalui proses pernafasan, fotosintesis pembusukan dan ekskresi. Semua unsur kimia

(senyawa anorganik) ini mengadakan sirkulasi dari alam ke organisasi dan kembali lagi

ke alam, selanjutnya masuk ke organisme lagi, demikian seterusnya sehingga

membentuk suatu daur/siklus yang berulang. Proses ini disebut Daur Biogeokimia.

Daur biogeokimia juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan

abiotik. Karena itu, daur ini disebut juga daur organik dan daur biotik-abiotik. Daur

biokimia sangat diperlukan untuk kelestarian makhluk hidup dan ekosistem, jika daur

materi ini terganggu, makhluk hidup akan mati dan ekosistem akan punah.

Daur biogeokimia dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu daur udara, daur air,

serta daur endapan dan sedimen.

A. Dur Air

Daur air ialah pergerakan air melalui sistem biotik dan abiotik. Di atmosfer air

tersedia dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari proses evaporasi (penguapan).

Baik yang berasal dari danau, sungai, tanah atau permukaan tubuh mahkluk hidup,

permukaan daun tumbuhan (lebih dikenal transpirasi) terutama evaporasi dari lautan.

Pada saat molekul-molekul air di atmosfer bergerak mengikuti pola angin,

kelembapan udara menyebabkan suhu menjadi lebih dingin. Selanjutnya, uap air

terkondensasi menjadi tetes-tetes air dan jatuh sebagai air hujan atau salju. Saat

hujan jatuh ke daratan, beberapa di antaranya menjadi air permukaan, mengalami

penguapan, dan terserap di dalam tanah.Sebagian dari air ini mengalir ke bawah

melewati tanah dan bebatuan, kemudian tersimpan dalam tanah atau di bawah danau

yang disebut sebagai air tanah dalam. Sebagian lagi mengalir di permukaan tanah

membentuk aliran air dan sungai, yang mana nantinya membawa air ke lautan.



Daur Biogeokimia

Sebagian air diserap oleh tumbuhan, digunakan untuk proses metabolisme dan

mengembalikannya ke udara melalui transpirasi. Transpirasi dan evaporasi dari

permukaan tanah menghasilkan kumpulan uap air yang disebut awan, yang akanmelepaskan airnya sebagai hujan dan memulai siklus lagi.

Gambar 1 : Daur Air



Daur Biogeokimia

B. Daur Udara

1. Daur Karbon dan Oksigen

Awalnya karbon dioksida diserap oleh tumbuhan melalui fotosintetisdijadikan glukosa. Lalu disusun menjadi amilum, kemudian diubah menjadi

senyawa gula yang lain, lemak, protein, dan vitamin. Pada proses pernafasan

tumbuhan, dihasilkan lagi karbondioksida dan oksigen. Daur oksigen juga

sama.

Sumber pokok karbondioksida (CO2) ada di atmosfer. Selain itu,

komponen karbon juga tersedia dalam bahan bakar fosil (batu bara, gas alam,

dan minyak). Karbon dioksida di atmosfer merupakan sumber karbon bagi

tumbuhan, terutama ketika melakukan fotosintesis. Karbon tersebut dapat

berpindah ke hewan ketika mereka memakan tumbuhan. Selanjutnya, tubuh

hewan dan tumbuhan yang sudah mati akan diuraikan oleh mahkluk hidup

pengurai menjadi karbondioksida, air, dan mineral (sebagian membentuk fosil).

Karbondioksida akan kembali ke atmosfer dari penguraian juga melalui sistem

respirasi.

Gambar Daur Udara :



Daur Biogeokimia

2. Daur Nitrogen

Tumbuhan dan hewan membutuhkan nitrogen untuk membentuk asam

amino dalam pembentukan protein dan pembentukan senyawa-senyawanitrogen, seperti asam nukleat (ADN dan ARN). Namun tumbuhan dan hewan

pada umumnya tidak mampu menggunakannya dalam bentuk Nitrogen bebas

dari atmosfer. Nitrogen harus diubah menjadi bahan nitrogen lain sehingga

dapat digunakan. Nitrogen diikat oleh bakteri yang ada di dalam tanah

(biasanya dalam bentuk amonia). Selanjutnya oleh bakteri nitrifikasi diubah

menjadi nitrit (NO2-), kemudian menjadi nitrat (NO3-), yang mana dapat

diserap dari tanah oleh tumbuhan (disebut proses nitrifikasi). Beberapa

tanaman mempunyai nodul pada akarnya yang di dalamnya terdapat bakteri

pengikat nitrogen. Bakteri mengubah banyak nitrogen menjadi asam amino

yang dilepaskan ke jaringan tumbuhan. Tanaman dengan nodul ini mampu

hidup dalam kondisi tanah yang miskin nitrogen, misalnya ercis, tanaman

dengan daun menjari dan tanaman lain yang termasuk dalam keluarga

kacang-kacangan (legume).

Daur Nitrogen di alam sebagai berikut:

Atmosfer mengandung Nitrogen dalam bentuk unsur, tapi yang

diperlukan dalam bentuk senyawa. Yaitu ketika petir keluar menyebabkan

nitrogen bersenyawa jadi nitrat. Tumbuhan menyerap nitrat dari tanah utuk

dijadikan protein lalu tumbuhan dimakan oleh kosumer senyawa nitrogen

pindah ke tubuh hewan. Urin, bangkai hewan, dan tumbuhan mati akan

diuraikan oleh pengurai jadi ammonium dan ammonia. Bakteri Nitrosomonas

mengubah jadi nitritlalu diubah lagi oleh bakteri Nitrobacter menjadi nitrat.

Kemudian nitrat diserap oleh tumbuhan. Selanjutnya sama dan begitu.

Selain melalui petir juga melalui bakteri Rizobium yang bersimbiosis

pada tumbuhan kacang-kacangan membentuk bintik akar. Sedikit tambahan

proses pengubahan nitrit jadi nitrat disebut nitrifikasi. Dan proses pengubahan

nitrit atau nitrat jadi nitrogen bebas disebut denitrifikasi.

Dalam ekosistem air, alga hijau-biru juga mampu menyerap nitrogen.

Nitrogen juga dapat terikat di atmosfer melalui masuknya energi elektrik

misalnya melalui penyinaran.

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



Daur Biogeokimia

nitrogen diikat dan berputar lagi.

Semua hewan hanya memperoleh nitrogen organik dari tumbuhan atau

hewan lain yang dimakannya. Protein yang dicerna akan menjadi asam aminoyang selanjutnya dapat disusun menjadi protein-protein baru pada tingkat trofik

berikutnya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang dikandungnya

akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat dilepaskan

sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia lagi disebut

amonifikasi. Proses tersebut dapat dilakukan oleh beberapa bakteri dan

mahkluk hidup eukariotik.

Contoh beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam daur nitrogen ialah :

1.Nitrosomanas mengubah amonium menjadi nitrit.

2.Nitrobacter mengubah nitrit menjadi nitrat

3.Rhizobium menambat nitrogen dari udara

4.Bakteri hidup bebas pengikat nitrogen seperti Azotobakter (aerobik) dan

Clostridium (anaerobik)

5.Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti Anabaena, Nostoc dan

anggota-anggota lain dari ordo Nostocales

6.Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti Rhodospirillum

Gambar Daur Nitrogen :



Daur Biogeokimia

3. Daur Sulfur

Tumbuhan mendapat sulfur dari dalam tanah dalam bentuk sulfat

(SO4 ). Kemudian tumbuhan tersebut dimakan hewan sehingga sulfur

berpindah ke hewan. Lalu hewan dan tumbuhan mati diuraikan menjadi gas

H2S atau menjadi sulfat lagi. Secara alami, belerang terkandung dalam tanah

dalam bentuk mineral tanah. Ada juga yang berasal dari gunung berapi dan sisa

pembakaran minyak bumi dan batubara.

Setiap daur melibatkan unsur organisme untuk membantu

menguraikan senyawa-senyawa menjadi unsur-unsur. Dalam daur belerang

misalnya, mikroorganisme yang bertanggung jawab dalam setiap trasformasi

adalah sebagai berikut :

1. H2S → S → SO4; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu.

2. SO4 → H2S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.

3. H2S → SO4 (Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.

4. S organik → SO4 + H2S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik

aerobik dan anaerobik.

Selain itu ada beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara

lain Desulfomaculum dan Desulfibro yang akan mereduksi sulfat menjadi

sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan

bakteri fotoautotrof aerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan

oksigen. Sulfur dioksida menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti



Daur Biogeokimia

Thiobacillus. Daur Sulfur :

C. Daur Sedimen atau Endapan (Daur Fosfor/Fosfat)

Daur fosfor tidak melalui komponen atmosfer. Fosfor terdapat di alam dalam

bentuk ion fosfat (fosfor yang berikatan dengan oksigen). 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.

Daur Fosfor di alam sebagai berikut:

Di dalam tanah mengandung fosfat anorganik yang dapat diserap oleh

tumbuhan. Kemudian tumbuhan dimakan oleh konsumer sehingga fosfor berpindah

ke hewan. Tumbuhan dan hewan mati, feses, dan urinnya akanterurai menjadi fosfat

organik. Oleh bakteri fosfat tersebut diubah menjadi fosfat arorganik yang dapat

diserap tumbuhan. Dan seperti biasa akan terulang.

Dan pada daur fosfor diperlukan pengurai untuk menguraikan hewan dan

tumbuhan yang mati menjadi fosfat anorganik. Fosfat banyak terdapat di batu

karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik

terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar

tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.

Daur sedimentasi disebut juga daur fosfor. Fosfor terdapat di alam dalam



Daur Biogeokimia

bentuk ion fosfat. 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 mengandungfosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut

dalam air tanah.

Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora

mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan

fosfat melalui urin dan feses. Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di

dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.

Gambar Daur Fosfor/ fosfat :

daur biogeokimia

Documents