SIKLUS/DAUR BIOGEOKIMIA

Ilmu Biogeokimia adalah ilmu yang mempelajari proses dan reaksi kimia, fisika, geologi, dan biologi yang membentuk komposisi lingkungan alam (abiotik dan biotik) serta siklus zat dan energi yang membawa komponen kimiawi bumi dalam ruang dan waktu. Biogeokimia adalah sistem materi yang menyusun tubuh organisme berasal dari bumi. Siklus biogeokimia adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari abiotik ke biotik dan kembali lagi ke abiotik. Fungsi siklus biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen biotik maupun abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga. Siklus-siklus biogeokimia antara lain:

a. Siklus Nitrogen(N2)

Beberapa bentuk gas nitrogen di bumi :

amonia (NH3) molekul nitrogen (N2) dinitrit oksida (N2O) nitrogen oksida (NO) nitrogen dioksida (NO2) asam nitrit (HNO2) asam nitrat (HNO3) basa amino (R3-N)

Siklus Nitrogen diawali dengan penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen yang dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Hasil fiksasi tersebut diubah menjadi protein oleh tumbuhan. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang dikandungnya akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat dilepaskan sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia disebut amonifikasi. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem. Beberapa bakteri yang berperan dalam siklus nitrogen :

Marsiella crenata (menambat nitrogen terdapat pada akar legum dan akar tumbuhan lain)

Azotobacter sp. bersifat aerob dan Clostridium sp. bersifat anaerob (terdapat dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung) yakni

Nostoc sp. dan Anabaena sp.( termasuk ganggang biru yang mampu menambat nitrogen)

b. Siklus Karbon Dan Oksigen

Siklus karbon merupakan siklus biogeokimia terbesar. karena banyak di gunakan, 45% karbon digunakan untuk pertumbuhan, 45% untuk respirasi dan 10% untuk DOC.

Siklus karbon diawali dengan pemanfaatan karbon dioksida (CO2) oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar CO2 di udara. Di ekosistem air, pertukaran CO2 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.

c. Siklus Fosfor

Daur fosfor tidak melalui komponen atmosfer. Fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik, begitu juga dengan batu dan fosil yang terkikis akan menjadi fosfat

anorganik, yang kemudian fosfat anorganik itu akan terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen dasar laut. lalu akan di serap lagi oleh komponen organik (hewan dan tumbuhan).

d. Siklus Sulfur

Siklus Sulfur diawali dengan tumbuhan yang mendapatkan sulfur dari dalam tanah dalam bentuk sulfat (SO4 ). Tumbuhan dimakan hewan yang mengakibatkan sulfur berpindah pada hewan. lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri menjadi gas H2S atau menjadi sulfat. Secara alami, belerang terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Ada juga yang gunung berapi dan sisa pembakaran minyak bumi dan batubara. Dalam daur belerang, 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.