daur biogeokimia part 1

35
BAB I Pendahuluan 1.ILatar Belakang Daur materi pada suatu lingkungan adalah suatu yang penting dalam ekosistem.Materi yang diambil dari lingkungan oleh tumbun-tumbuhan dan hewan-hewan akan dikembalikan ke lingkungan dan dipakai kembali secara terus menerus oleh organisme dalam proses biogeokimia. Tumbun-tumbuhan dan hewan-hewan melepaskan karbondioksida sebagai hasil pernafasan selulernya ke udara alam lingkungannya yang kemudian dapat digukan lagi oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis untuk membuat zat gula, yang kemudian dimakan oleh hewan-hewan dan melepaskannya kembali. Decomposer mnambah mineralmineral kedalam tanah, tumbuhan mengmbil mineral itu untuk proses metabolismenya. Bila tumbuhna dan hewan mati decomposer akan memprosesnya lagi sebagai sumber mineral dalam tanah (Ramli, 1989).. Energi yang penggerak sistem kehidupan semua makhluk hidup berasl dari tenaga matahari, sedangkan meteri yang menyusun organisme berasal dari bumi oleh kerena itu setiap organisme terdiri atas meteri yang juga merupakan bagian dari bumi itu sendiri.Studi ekosistem tidak hanya bertitik tolak dari sudut organisme tetapi juga dari

Upload: dwi-ayu-ningtyas

Post on 14-Nov-2015

287 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

macam daur bio

TRANSCRIPT

BAB IPendahuluan1.ILatar BelakangDaur materi pada suatu lingkungan adalah suatu yang penting dalam ekosistem.Materi yang diambil dari lingkungan oleh tumbun-tumbuhan dan hewan-hewan akan dikembalikan ke lingkungan dan dipakai kembali secara terus menerus oleh organisme dalam proses biogeokimia. Tumbun-tumbuhan dan hewan-hewan melepaskan karbondioksida sebagai hasil pernafasan selulernya ke udara alam lingkungannya yang kemudian dapat digukan lagi oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis untuk membuat zat gula, yang kemudian dimakan oleh hewan-hewan dan melepaskannya kembali. Decomposer mnambah mineralmineral kedalam tanah, tumbuhan mengmbil mineral itu untuk proses metabolismenya. Bila tumbuhna dan hewan mati decomposer akan memprosesnya lagi sebagai sumber mineral dalam tanah (Ramli, 1989)..Energi yang penggerak sistem kehidupan semua makhluk hidup berasl dari tenaga matahari, sedangkan meteri yang menyusun organisme berasal dari bumi oleh kerena itu setiap organisme terdiri atas meteri yang juga merupakan bagian dari bumi itu sendiri.Studi ekosistem tidak hanya bertitik tolak dari sudut organisme tetapi juga dari lingkungan abiotiknya. Pengertian mengenai lingkungan abiotic dalam hubungannya dalam organisme dapat memberikan bantuan untuk memahami hakekat adaptasi makhluk hidup dalam lingkungnnya (Ramli, 1989)..Setiap bahan kimia yang dibutuhkan organisme sebagagai bahan baku disebut nutrien. Suatu bentuk kehidupan tersusun oleh sebagian senyawa anorganik dan sebagian lagi organik, dan semua fungsi hidup ditujukan untuk pemeliharaan pelestarian tubuhnya, maka semua organismi harus memperoleh nutrient organic, yang selanjutnya digunakan dalam bentuk hidup itu sendiri. Hampir 30 sampai 40 unsur diperlukan untuk pertumbuhan organisme, diantara yang penting adalah C, H, O, N, S, P, K, Ca, Fe, Mg, B, Zn, C1, Mo, I dan F. kebanyakan dari unsur-unsur ini tidak dapat dipakai langsung oleh organisme tetapi diambil dalam bentuk senyawa kimia. Sebagi contoh hydrogen yang tersedia dalam molekul air yang mempunyai dua atom hydrogen dan satu atom oksigen.Unsur dan senyawa ini disebut nutrient (zat hara) yang berpindah didalam rantai makan makhluk hidup dan lingkungan abiotis yang merupakan komponen ekosistem dalam sustu daur materi. Secara khusus dikenal dengan nama daur biogeokimia karena unsur-unsur kmia dalam air didalam bumi, atmosfer, bebatuan serta tanah didalam tanah (Ramli, 1989)..I.2Rumusan Masalah1. Apa yang dimaksud daur biogeokimia?2. Bagaimana proses terjadinya daur karbon, hydrogen, siklus sulfur, magnesium dan zat hara?3. Bagaimana proses terbentuknya hujan asam terkait dengan siklus sulfur?4. Bagaimana peranan elemen tambahn pada metabolism tumbuhan?I.3Tujuan1. Untuk mengetahui pengertian daur biogeokimia.2. Untuk mengetahui proses terjadinya daur karbon, hydrogen, siklus sulfur, magnesium dan zat hara3. Untuk mengetahui proses terbentuknya hujan asam terkait dengan siklus sulfur4. Untuk mengetahui peranan elemen tambahn pada metabolism tumbuhan.

BAB IIPembahasan2.1 Daur BiogeokimiaMateri yang menyusun tubuh organisme berasal dari bumi.Materi yang berupa unsur-unsur terdapat dalam senyawa kimia yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan tak hidup.Tanah dibutuhkan oleh tumbuhan untuk keberlangsungan hidupnya. Selain sebagai tempat untukmenancapnya akar,tanah jugamerupakan tempat tanaman untuk memperoleh unsur hara seperti :Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium(K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S), Besi (Fe), Mangan(Mn), Boron (B), Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor(Cl)(Wolf .1998).Siklus biogeokimia atau siklus organik-anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik.Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia.Siklus biogeokimia adalah aliran ion ataupun molekul dari nutrien yang dipindahkan dari lingkungan ke organisme (komponen hidup) dan dikembalikan lagi ke komponen tak hidup (abiotik).Siklus tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi jugs melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia (Heddy. 1994).Fungsi Daur Biogeokimia adalah 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. Dengan adanya daur biogeokimia, unsur-unsur kimia yang penting bagi keberlangsungan hidup makhluk hidup tetap ada di Bumi untuk terus dimanfaatkan oleh makhluk hidup dalam suatu siklus. Jika daur ini terhenti, maka proses kehidupan juga berhenti, karena itu kelancaran daur biogeokimia sangat penting bagi keberlangsungan hidup makhluk hidup di Bumi(Heddy. 1994).Berdasarkan jumlah kebutuhannya bagi tanaman, unsur hara dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu:1.Unsur Hara MikroUnsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan olehtanamandalam jumlah yang sedikit (< 500 ppm). Unsur hara mikro diperlukantanaman kurang dari 10 mmol per berat kering tanaman. Unsur haramikromeliputiBesi(Fe),Mangan(Mn),Boron(B),Molibdium(Mo),Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl).2.Unsur Hara MakroUnsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak (> 500 ppm) kekurangan unsur hara makro dapat menimbulkan gejala defisiensi pada tanaman, tidak bisa digantikan oleh unsur hara makro lain. Unsur hara makro diperlukan tanaman >10 mmol per berat kering tanaman. Unsur hara makro meliputi Nitrogen (N), Fosfat (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), dan Sulfur (S).Menurut Soedjiran (1984) daur biogeokimia terjadi sejak munculnya makhluk hidup pertama kali di bumi. Daur biogeokimia mendukung proses berlangsungnya kehidupan. Makhluk hidup dapat memperoleh zat dari lingkungannya, melakukan pertukaran zat, serta membuang zat-zat yang tidak berguna ke lingkungannya. Jika daur ini terhenti, proses kehidupan juga berhenti. Jadi, kelancaran daur biogeokimia penting bagi kelangsungan hidup makhluk hidup.Macam macam Siklus Biogeokimia antara lain:A. Daur KarbonSiklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran.Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil).Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam.Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.Kandungan karbon di bumi hanya sekitar 0.08 % yang terdapat di litosfer, hidrosfer dan atmosfer, tetapi merupakan unsure yang sangat penting dalam kehidupan.Bentuknya dapat berupa intan dan grafit (bentuk lahirnya karbon), kalsium dan magnesium karbonat (kalsit, batu kapur, dolomit, marbel dan kapur) dan hidrokarbon (gas, minyak dan batubara).Pengkajian karbon di biosfer dan geosfer dimulai dari siklus karbon global.Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer.

Gambar 1.Siklus karbon.Sumber :Bahan ajar Biogeokimia, 2010Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO2 atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya (reverse reaction).Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara pula, yaitu: Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.Model siklus karbon dapat digabungkan ke dalam model iklim global sehingga reaksi interaktif dari lautan dan biosfer terhadap nilai CO di masa depan dapat dimodelkan. Ada ketidakpastian yang besar dalam model ini, baik dalam sub model fisika maupun biokimia (khususnya pada sub model terakhir).Model- model seperti itu biasanya menunjukkan bahwa ada timbal balik yang positif antara temperatur dan CO Sebagai contoh, Zeng dkk. (GRL, 2004) menemukan dalam model mereka bahwa terdapat pemanasan ekstra sebesar 0,6C (yang atmosferik yang lebih besar). Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara: atmosferik yang lebih besar). Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara: Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat.Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut (lihat bagian solubility pump). Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang karbonat dan bagian- bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran karbon ke bawah (lihat bagian biological pump).Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan.Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen, atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen. Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan (petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer(Soedjiran. 1984).Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun (Wolf .1998).B. Daur HidrogenAir merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat di alam secara melimpah-limpah.Namun ketersediaan air yang memenuhi syarat bagi keperluan manusia relatif sedikit karena dibatasi oleh berbagai faktor.Lebih dari 97% air dimuka bumi ini merupakan air laut yang tidak dapat digunakan oleh manusia secara langsung.Dari 3% air yang tersisa, 2% diantaranya tersimpan sebagai gunung es (glacier) di kutub dan uap air yang juga tidak dapat dimanfaatkan secara langsung. Air yang benar-benar tersedia bagi keperluan manusia hanya 0,62%, meliputi air yang terdapat di danau, sungai, dan air tanah. Jika ditinjau dari segi kualitas, air yang memadai bagi konsumsi manusia hanya 0,003% dari seluruh air yang ada.Air tawar yang tersedia selalu mengalami siklus hidrologi. Pergantian total (replacement) air sungai berlangsung sekitar 18-20 tahun, sedangkan pergantian uap air yang terdapat di atmosfer berlangsung sekitar 12 hari dan pergantian air tanah dalam (deep groundwater) membutuhkan waktu ratusan tahun (Wolf .1998).Siklus air atau disebut juga sebagai siklus hidrologi merupakan sirkulasi air yang berkelanjutan antara lautan, atmosfer, biosfer, tanah dan batuan di geosfer. Siklus hidrologi air tergantung pada proses evaporasi dan presipitasi. Air yang terdapat di permukaan bumi berubah menjadi uap air di lapisan atmosfer melalui proses evaporasi (penguapan) air sungai, danau, dan laut, serta proses evapotranspirasi atau penguapan air oleh tanaman.Uap air bergerak ke atas hingga membentuk awan yang dapat berpindah karena tiupan angin. Ruang udara yang terdapat akumulasi uap air secara kontinu akan menjadi jenuh. Oleh pengaruh udara dingin pada lapisan atmosfer, uap air tersebut mengalami sublimasi sehingga butiran-butiran uap air membesar dan akhirnya jatuh sebagai hujan.(Wolf .1998).

Gambar 2. Siklus air. Sumber: Ekolgi Ramli (1989: 69)Zat yang masih higrokopis (menyerap air) dapat mempercepat integrasi pengikatan molekul uap air menjadi air.Sehingga pada pembuatan hujan buatan dilakukan penambahan zat yang bersifat higrokopis terhadap awan (NaCl atau urea). Proses evaporasi yang berlangsung di laut lebih banyak dari pada proses evaporasi di perairan daratan.Di laut, proses evaporasi juga melebihi proses presipitasi sehingga lautan merupakan sumber air utama bagi proses presipitasi. Sebaliknya, di daratan proses presipitasi lebih banyak dari evaporasi (Ramli. 1989).Di daratan, sekitar 50% air yang diperoleh melalui presipitasi akan mengalami evaporasi; dan sisanya tersimpan di danau, sungai, maupun sebagai air tanah.Air yang jatuh sebagai hujan tidak semuanya dapat mencapai permukaan tanah, sebagian tertahan oleh vegetasi dan bangunan. Air yang mencapai permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah dan menjadi air tanah melalui proses infiltrasi; sebagian lagi mengalir ke badan air sebagai air permukaan.Kuantitas air yang mampu diserap oleh tanah sangat tergantung pada kondisi fisik tanah, misalnya bobot isi (bobot tanah per satuan volume tanah), permeabilitas (daya tanah melalukan air), infiltrasi (daya tanah meresapkan air), porositas (jumlah volume udara yang terkandung dalam tanah), dan struktur tanah (bentukan hasil penyusunan butiran-butiran tanah). Sebelum mencapai jenuh, air masih dapat diserap oleh tanah. Jika telah melebihi kejenuhan, air hujan yang jatuh ke permukaan tanah akan dialirkan sebagai limpasan permukaan (surface run off) kebadan air (Stiyati,2008).C. Daur SulfurSiklus sulfur merupakan siklus yang memiliki kesamaan proses dengan siklus phosfor. Seperti phospat, anion sulfat dapat diserap oleh tanah, yang hasilnya dapat dimanfaatkan. Banyak sulfur dalam tanaman adalah reduksi dari C S H, tetapi kandungan dalam bentuk bebas SO42- dan dalam bentuk campuran kimia sangat sulit untuk diidentifikasi. Dan siklus sulfur seperti halnya siklus nitrogen merupakan suatu siklus oksidasi dan reduksi dari sulfur. Berbagai siklus hara utama tersebut akan mempunyai penyediaan dan penangkapan hara yang dibutuhkan oleh tanaman. Proses keberadaan hara akan mempengaruhi proses penangkapan hara baik secara aktif maupun pasif, yang sering diistilahkan dengan prosesuptake aktif dan uptake pasif. Kekurangan hara pada habitat tumbuhan akan menunggu proses tersebut, yang pada akhirnya akan menggannggu kehidupan bagi tumbuhan (Delvian, 2006).Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. 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 (Delvian, 2006).

Gambar 3. Siklus sulfur. Sumber: Ekolgi Ramli (1989: 78)Sumber sulfur dalam ekosistem antara lain :Sulfur yang berada di atmosfer secara alami berasal dari letusan gunung berapi yang berupa hidrogen sulfida. Sulfur sebagian besar tersimpan dalam batuan bumi. Sulfur dapat terlepas dari batuan bumi karena erosi oleh angin dan air. Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4 (Delvian, 2006).Siklus belerang relatif kompleks dimana melibatkan berbagai macam gas, mineral-mineral yang sukar larut dan beberapa spesi lainnya dalam larutan.Siklus ini berkaitan dengan siklus oksigen dimana belerang bergabung dengan oksigen membentuk gas belerang oksida (SO2) sebagai bahan pencemar air. Diantara spesi-spesi yang secara signifikan terlihat dalam siklus belerang adalah gas hidrogen sulfida (H2S), mineral-mineral seperti Pbs, asam sulfat (H2SO4), belerang oksida (SO2) sebagai komponen utama dari hujan asam, dan belerang yang terikat dalam protein.Yang merupakan bagian dari siklus belerang yang sangat penting adalah adanya gas SO2 sebagai bahan pencemar dan H2SO4 dalam atmosfer.Gas SO2 dikeluarkan dari pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung belerang.Efek utama dari belerang dioksida dalam atmosfer adalah kecenderungan untuk teroksidasi menghasilkan asam sulfat.Asam ini dapat menyebabkan terjadinya hujan asam (Soedjiran. 1984).a. Terjadinya Hujan AsamHujan asam merupakan salah satu dampak pemanasan global yang terjadinya dibumi ini.Fenomena ini tentu sangat merugikan, karena hujan asam bisa menyebabkan kerusakan terhadap sarana dan prasarana (infrastruktur) yang ada dimuka bumi. Mau tahu lebih detail mengenai hujan asam? Simak tulisan yang satu ini mengenaiproses terjadinya hujan asam serta dampaknya bagi kehidupan.Pengertian hujan asam hujan yang memiliki kadar keasaman dibawah 5,6 (pH dibawah 5,6), perlu diketahui bahwa hujan secara alami memiliki pH 6 atau sedikit dibawahnya. Peristiwa hujan asam ini terjadinya dikarenakan zat belerang (sulfur) yang ada di atmosferyang merupakan gas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil yang ada dibumi (Soedjiran. 1984).

Gambar 4.Hujan Asam. Sumber: Heddy. 1994b. Proses Terjadinya Hujan AsamSingkatnya proses hujan asam terjadi karena gas sulfur oksida yang mayoritas dikeluarkan dari asap-asap pabrik dan gas nitrogen oksida yang dihasilkan dari banyaknya kendaraan bermotor berkumpul menjadi satu dan bereaksi dengan uap air yang ada diudara. Proses reaksi ini menghasilkan asam sulfat, asam nitrit dan asam nitrat yang berkondensasi membentuk awan yang menjadikannya huja asam. Sebenarnya terjadinya hujan asam secara alamiah disebabkan oleh aktivitas gunung berapi dan proses-proses bio kimia yang terjadi dibumi ini seperi di rawa-rawa, tanah, laut, dan dimanapun itu.Tapi saat ini terjadinya hujan asam lebih banyak dikarenakan campur tangan manusia seperti dari industri dan kendaraan bermotor.Gas emisi yang dihasilkan dibumi dibawa oleh angin ke atmosfer(Soedjiran. 1984).Hujan asam yang sering terjadi saat ini dimulai ketika terjadinya revolusi industri di eropa, sejak saat ini mulailah terlihat dampak dari hujan asam yaitu terjadinya penurunan tingkat keasaman (pH) didaerah kutub dari 6 menjadi 4,5. Tidak hanya perubahan pH saja, dampak lain yang dirasakan bagi kehidupan dikutub adalah marinya organisme-organisme kecil disana yang disebut dengan diatom. Perlu diketahui bersama bahwa hujan asam untuk pertama kalinya ditemukan pada 1852 oleh seseorang yang bernama Robert Angus Smith di Kota Manchester.Setelah berselang satu abad lamanya, tepatnya ditahun 1970-an, barulah ilmuwan banyak melakukan penelitian tentang hujan asam.Sejak tahun 1990-an orang mulai peduli dengan hujan asam yang menyebabkan kerusakan lingkungan (Soedjiran. 1984).

Gambar 5.Sumber :https://www.flickr.com/photos/powersjq/215860601/c. Dampak Hujan AsamMenurut Soedjiran (1984)Hujan asam merupakan peristiwa alam yang sangat mengkhawatirkan bagi umat manusia, hal ini karena hujan asam dapat berdampak merugikan bagi kehidupan dibumi. Dan inilah beberapa dampak hujan asam bagi kehidupan dimuka bumi: Rusaknya sarana prasarana (infrastruktur) dibumi. Menghambat perkembangbiakan hewan-hewan laut. Mematikan berbagai jenis ikan. Dapat menjadi racun bagi manusia. Menyebabkan kerusakan lingkungan.D. Daur MagnesiumSebagaimana kalium, magnesium diaborsi dalam ion-ion.Terdapat dalam tanah dalam bentuk yang terlarut sebagai kation yang dapat dipertukarkan.Jumlahnya sangat sedikit dan terdapat tanah yang masam didaeerah lembab.Magnesium adalah aktivator yang berperan dalam transportasi energi beberapa enzim di dalam tanaman. Unsur ini sangat dominan keberadaannya di daun , terutama untuk ketersediaan klorofil. Jadi kecukupan magnesium sangat diperlukan untuk memperlancar proses fotosintesis. Unsur itu juga merupakan komponen inti pembentukan klorofil dan enzim di berbagai proses sintesis protein (Heddy. 1994).Kekurangan magnesium menyebabkan sejumlah unsur tidak terangkut karena energi yang tersedia sedikit.Yang terbawa hanyalah unsur berbobot ringan seperti nitrogen.Akibatnya terbentuk sel-sel berukuran besar tetapi encer.Jaringan menjadi lemah dan jarak antar ruas panjang.Ciri-ciri ini persis seperti gejala etiolasi-kekurangan cahaya pada tanaman.Magnesium adalah logam golongan alkali tanah yang cukup reaktiv dan banyak ditemui sebagai mineral dalam perut bumi sebagai garam carbonat, silikat, sulfat dan chlorid dengan kadar total sebesar 1.9%. Selain itu air laut juga mengandung garam magnesium yang cukup banyak berkisar antara 0,5% dalam bentuk MgCl2, MgBr2 dan MgSO4. Pembuatan logam magnesium skala produksi dilakukan dengan jalan elektrolisa dari lelehan MgCl2 dengan suhu sekitar 700oC.MgCl2 kering didapat dari peleburan Magnesiumoxid MgO dengan elemen karbon dan chlor. Selanjutnya pada proses produksi logam magnesium, chlor didapat kembali untuk memproduksi garam MgCl2 (Wilkinson. 1989).Reaksi 1:MgO + Cl2 + C MgCl2 + CO + 150 KJ/molReaksi 2: 641 KJ/mol + MgCl2 Mg + Cl2Magnesium logam yang terbentuk didestilasi pada suhu 650(dC).Proses kedua dengan mengkonversi magnesiumoxid secara langsung dengan serbuk elementar karbon dan kalsiumkarbid. Berbeda dengan proses elektrolisa, metoda ini membutuhkan konversi energi panas diatas 2000(dC).a. Energi MagnesiumSerangkaian penelitian dilakukan di Tokyo University of Technology untuk memanfaatkan logam magnesium menjadi salah satu sumber energi bersih tak beremisi CO2.Hasilnya pembakaran magnesium dengan air menjadi sumber panas yang menghasilkan gas hydrogen yang menghasilkan panas yang tinggi untuk menghasilkan uap air bertekanan tinggi untuk menggerakkan turbin mekanik atau turbin pembangkit listrik.Perbandingan panas yang dihasilkan lewat oxidasi magnesium adalah 25 Mega Joule/kg magnesium lebih rendah sedikit dibandingkan panas yang dihasilkan dari pembakaran batubara (30Mega Joule/kg batubara). Siklus energi baru dengan menggunakan magnesium ini dipertimbangkan oleh Jepang, mengingat proses ini ekstrem ramah lingkungan karena hasil pembakaran hanyalah campuran magnesium oxide dan air (Wilkinson. 1989).

Gambar 6.Sumber :Scientificindonesia.wordpress.comb. Pengolahan magnesium oxide kembali menjadi elementar magnesiumParalel dengan pengembangan teknologi tersebut, penelitian ini juga mengkalkulasi efisiensi sumber energi tersebut.Konversi magnesium oxide kembali menjadi magnesium yang siap dipakai dilakukan dengan teknologi solar-pumped-laser. Proses penembakan laser pada permukaan oxide yang terbentuk menghasilkan atom gas magnesium yang kemudian terkondensasi membentuk gitter logam elementar. Efisiensi proses dihitung sebagai perbandingan antara energi yang dihasilkan pada pembakaran magnesium berbanding energi yang dibutuhkan pada penggunaan solar-pumped-laser. Hasil yang dicapai pada percobaan adalah 45%, sedikit lebih rendah dari target efisiensi sebesar 50%. Besaran efisiensi tersebut dalam kisaran yang sama dengan proses daur ulang magnesium oxide secara konvensional (Wilkinson. 1989).2.2 SuatuModel Dur Zat HaraAhli ekologi mendapatkann cara yang mudah dalam mempelajari pergerakan zat hara didalam ekosistem dengan membentuk ukuran yang khas yang disebut compartments. Menurut Ramli (1989) Kompartement terbagi menjadi 4 macam:a. Kompartement organik, zat hara merupakan kelompok organisme yang makrokopis dan mikroskopis, sebagai organisme hidup dan mati, dan hancuran organik.b. Kompartement zat hara yang tersedia terdiri dari ion-ion hara yang terdapat baik dalam tanah atau tersimpan pada permukaan tanah liat dan partikel humus. c. Partikel mineral dan kompartemen batuan mengandung zt hara yang secara temporer tidak tersedia untuk organisme hidup karena terikat dengan partikel mineral ndan batu-batuan. Dalam proses waktu yang panjang, akan tersedia disebabkan r mengandung goleh pellapukan, nutrient pada permukaan akan dilepaskan menzadi unsur hara yang tersedia bagi organnisme. d. Kompartement atmosfer mengandung gas-gas yang didapatkan di atas dan di dalam tanah.

Menurut Ramli (1989) keadaan yang menyebabkan pergerakan unsur hara disebabkan oleh 3 faktor:a) Meteorologis : misalnya, daun jatuh dari pohonnyab) Geologis : misalnya, erosi tanah karena longsornya tanahc) Biologis : misalnya, seekor hewan yang memakan rumput

2.3 Peranan Elemen Tambahan pada Metabolisme TumbuhanPenelitian mengenai elemen tamabahan ini dilakukan oleh para ahli fisiologi tumbuhan, biokimi penemuan daridana ekologi. Hal ini juga dilakukan oleh ahli botani dan botani.Menurut Vernandsky dalam Ramli (1989) menyatakan bahawa misteri dari proses-proses kehidupan tidak dapat dipecahkan secara pasti dengan studi organisme hidup.Pemecahan ini harus juga melewati penemuan dari sumber kehidupan, salah satunya adalah mempelajari bumi itu sendiri.Sifat dari elemen-elemen kimia yang menyusu isi bumi itu kita harus mengetahui denagn baik.Menurut Bakardjieva (1980) dalam Ramli (1989) menunjukkan peranan mikronutrien dalam sisntesis primer dari subtansi organic yang sederhana.Dia menitkberatkan fungsi dari mikronutrien dalam biopoisis evolusi dari hidup yang pertama, sebagi sejarah unsur kimia. Menurut Boichenko (1976) dalam Ramli (1989) menunjukkan bahwa irganisme selalu berinterksi dengan lingkungannya, organisme. Hidup menyerap unsur-unsur kehidupan untuk keperluan metabolisme dan mengekresikannya sebagai buangan yang berubah bentuk ke biosfer.sebagai hasilnya, kedua modifikasi dari organisme itu sendiri dibawah pengaruh ini meningkat sebagai proses-proses biogeokimia pada biosfer.Pertumbuhan tanaman tidak hanya dikontrol oleh faktor dalam (internal), tetapi juga ditentukan oleh faktor luar (eksternal).Salah satu faktor eksternal tersebut adalah unsur hara esensial.Unsur hara esensial adalah unsur-unsur yang diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Apabila unsure tersebut tidak tersedia bagi tanaman, maka tanaman akan menunjukkan gejala kekurangan unsure tersebut dan pertumbuhan tanaman akan merana. Berdasarkan jumlah yang diperlukan kita mengenal adanya unsur hara makro dan unsur hara mikro.Unsur hara makro diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang lebih besar (0.5-3% berat tubuh tanaman).Sedangkan unsur hara mikro diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang relatif kecil (beberapa ppm/ part per million dari berat keringnya) (Ramli, 1989).Tumbuahan mengambil sejumlah mineral secara selektif dalam lingkunagnnya.Kemampuan ini dapat berubah sesuai dengan tempat dimana tumbuhan itu berada.Perubahan yang terjadi pada tumbuhan itu sendiri, tipe yang bervariasi dari organisme tumbuhan.Bakardjieva (1980) menjelaskan mikroelemen adalah factor-faktor yang mempengaruhi evolusi biologi pada tinngkat kehidupan termasuk tingkat molekul, organisme, spesies, biosfer yang tinggi (Ramli, 1989).Unsur Hara Makro adalah unsur-unsur hara yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah yangrelatif besar.Unsur mikro adalah unsur yang diperlukan tanaman dalam jumlah sedikit . Walaupun hanya diserap dalam jumlah kecil , tetapi amat penting untuk menunjang keberhasilan proses-proses dalam tumbuhan. Tanpa unsur mikro , bunga adenium tidak tampil prima. Bunga akan lunglai , dll. Unsur mikro itu , adalah: boron , besi , tembaga , mangan , seng , dan molibdenum.Tabel1. Unsur-unsur hara yang dibutuhkan tanaman tanaman MAKRO ELEMENNo.MAKRO ELEMENFUNGSIJIKA KEKURANGAN

1Nitrogen (N) Diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar. Berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun yang berguna sekali dalam proses fotosintesis. Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik. Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan. Meningkatkan perkembangbiakan mikro-organisme di dalam tanamanBagian vegetatif tanaman tidak terbentuk Dapat menyebabkan warna daun hijau gelap atau menguning dan fotosintesis terhambat Protein dan lemak tidak terbentuk sehingga menghambat pertumbuhan Tanaman tidak bermutu & hasil daun-daunan yang tumbuh berkurang/sedikit. Perkembangan mikro organisme didalam tanah berkurang sehingga perkembangan akar buruk.

2OksigenSebagai pembangun bahan organik seperti glukosa utuk fotosintesisKesulitan dalam memperoleh zat organik glukosa dan fotosintesis akan terhambat

3Karbon (C)Sebagai pembangun utama bahan organik glukosGlukosa tidak terbentuk, Foto sintesis terhambat

4Kalsium (Ca) Merangsang pembentukan bulu-bulu akar Memperkeras batang tanaman dan sekaligus merangsang pembentukan biji Menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada saat metabolisme Kalsium yang terdapat dalam batang dan daun dapat menetralisirkan senyawa atau suasana keasaman tanahBulu akar tidak terbentuk dan berkurangnya pertumbuhan jaringan meristematik. Menghambat pengerasan batang tanaman dan pembentukan biji terhambat Tidak dapat menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada saat metabolisme Tidak dapat menetralisirkan senyawa sehingga suasana keasaman tanah menjadi tinggi.

5FosforMerangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih/tanaman muda. Mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi tanaman dewasa dan menaikkan prosentase bunga menjadi buah/biji. Membantu asimilasi dan pernafasan sekaligus mempercepat pembungaan dan pemasakan buah, biji atau gabah. Fosfor memegang peranan pening dalam metabolisme.Akar pada tanaman muda susah terbentuk sehingga akan mati. Persentase bunga menjadi buah/biji sedikit karena lamanya pertumbuhan tanaman muda menjadi dewasa. Asimilasi terganggu dan lamanya apembangunan serta pemasakan biji Semua aspek metabolisme teranggu dan pertumbuhan lambat sehingga tumbuhnya menjadi kerdil.

6Kalium (K) Membantu pembentukan protein dan karbohidrat. Berperan memperkuat tubuh tanaman, mengeraskan jerami dan bagian kayu tanaman, agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur. Meningkatkan daya tahan tanaman terhadap kekeringan dan penyakit. Meningkatkan mutu dari biji/buah.Pertumbuhan akan terhambat, batang akan tumbuh pendek dan kurus. Daun, bunga dan buah mudah gugur. Daya tahan kurang sehingga banyak bintik-bintik menyerupai karat pada daun Biji/buahnya kecil- kecil dan tidak bermutu.

7HidrogenMerupakan elemen pokok pembangunan bahan organik untuk fotosintesisKesulitan dalam menghasilkan molekul organik sehingga fotosintesis terhambat.

8Magnesium (Mg) Magnesium merupakan bagian tanaman dari klorofil

Berperan dalam pembentukan buah Daun-daun tua mengalami klorosis (berubah menjadi kuning) dan tampak di antara tulang- tulang daun, sedang tulang-tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian di antara tulang-tulang daun itu secara teratur berubah menjadi kuning dengan bercak-bercak merah kecoklatan Pembentukan buah terhambat sehingga produksi buah berkurang.

9Belerang (Sulfur = S) Membantu pertumbuhan anakan produktif Komponen protein dan beberapa senyawa aktif. Membantu pertumbuhan anakan produktif Komponen protein dan beberapa senyawa aktif.

MIKRO ELEMENNOMIKRO ELEMENFUNGSIJIKA KURANG

1.Seng (Zn)Berperan dalam metabolisme karbohidrat

Metabolisme karbohidrat terganggu sehingga pertumbuhan batang terhambat.

2.Mangan (Mn)penting dalam sintesisklorofildapat menyebabkanklorosis dan nekrosispada daun,

.3.Nikel (Ni)Kofaktor untuk enzim yang berfungsi dalam metabolisme nitrogenDiperlukan untuk enzim urease untuk menguraikan urea dalam membebaskan nitrogen ke dalam bentuk yang dapat digunakan untuk tanaman. Nikel diperlukanuntuk penyerapan zat besi. Benih perlunikel untuk berkecambah. Metabolisme nitrogen akan terganggu sehingga fotosintesis terhambat.Kekurangan dari unsur Nikel pada tanaman akan menimbulkan kegagalan dalam menghasilkan benih yang layak.

4.Fe (Besi)diperlukan untuksintesis klorofil

dapat menyebabkanklorosis dan nekrosispada daun

5.Klor (Cl)diperlukan dalamfotolisis air selamaproses fotosintesis

Kurangnya air dalam fotosintesis sehingga fotosintesis terhambat dan dapat menyebabkan Cllayu pada daun diikutiklorosis dan nekrosis,akar menjadi pendekdan kerdil.

6.Molybdenum (Mo)

Berperan penting dalam reduksi nitrat dan fiksasi nitrogen.Bila kekurangan Mo mengalami NO3 sehingga defisiensi N terjadi karena translokasi N selanjutnya terhambat. Jadi tanaman tidak mengalami reduksi nitrat bila tidak ada Molibdenum (Mo)

7.Boron (B)diperlukan dalampembungaan,pembentukan buah,fotosintesis, danmetabolisme Pembentukan buah, fotosintesis dan metabolism dalam tumbuhan terhambat.

8.Tembaga (Cu)

Berperan dalamtransport elektronpada reaksifotosintesis.

Transport electron pada reaksi fotosintesis terhambat sehingga menyebabkan pertumbuhan terhenti.

BAB IIIKesimpulanSiklus biogeokimia adalah aliran ion ataupun molekul dari nutrien yang dipindahkan dari lingkungan ke organisme (komponen hidup) dan dikembalikan lagi ke komponen tak hidup (abiotik).Siklus tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi jugs melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia.Fungsi Daur Biogeokimia adalah 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.Terdapat berbagai daur didalam daur biogeokimia, ada daur hydrogen, karbon, dan sulfur yang dapat menyebabkan terjadinya hujan asam. Daur zat hara yang terbagi menjadi 4 kompartemen dan perana elemen tambahan pada metabolism tumbuhan.Unsur-unsur hara yang dibutuhkan tanaman tanaman terbagi menjadi makroelemen dan mikroelemen.

Daftar PustakaCotton dan Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI-PRESS.Delvian.2006. Peranan Ekologi dan Agronomi Cendawan Arbuskula Mikoriza.USU. Repository. Medan.Heddy, Suasono dan Metikurniati, 1994.Prinsip-Prinsip Dasar Ekologi.Malang : Raja Grafindo Persada.Mc Naugthon, S.J dan Larry L. Wolf .1998. Ekologi Umum. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.Prof.DR.R.Respsoedarmo Soedjiran MA.1984. Pengantar ekologi. Bandung.REMADJA KARYA.Ramli, Dzakri. 1989. Ekologi. Jakrta: DEPDIKBUD, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi.Stiyati, Nopi P. 2008. BahanKuliah Masalah-masalah Lingkungan Global. Banjarbaru: Universitas Lambung Mangkura.