Daur Biogeokimia

Unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang, hidrogen, dan oksigen adalah beberapa diantara unsur yang penting bagi kehidupan. Unsur-unsur tersebut diperlukan oleh makhluk hidupdalam jumlah yang banyak, sedangkan unsur yang lain hanya dibutuhkan dalam jumlah yangsedikit. Meskipun setiap saat unsur-unsur yang ada tersebut dimanfaatkan oleh organisme,keberadaan unsur-unsur tersebut tetap ada. Hal tersebut dikarenakan, unsur yang digunakan olehorganisme untuk menyusun senyawa organik dalam tubuh organisme, ketika organisme-organismetersebut mati, unsur-unsur penyusun senyawa organik tadi oleh pengurai akan dikembalikan kealam, baik dalam tanah ataupun dikembalikan lagi ke udara. Jadi, dalam proses tersebut melibatkanmakhluk hidup, tanah, dan reaksi-reaksi kimia di dalamnya. Itulah yang dimaksud sebagai daur  biogeokimia. Berikut ini akan dibahas macam-macam daur biogeokimia yang ada di alam ini,antara lain:

1. Daur Nitrogen

Gas nitrogen ikatannya stabil dan sulit bereaksi, sehingga tidak bisa dimanfaatkan secara langsungoleh makhluk hidup. Nitrogen dalam tubuh makhluk hidup merupakan komponen penyusun asamamino yang akan membentuk protein. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atauoksigen dengan bantuan kilat atau petir membentuk nitrat (NO). Tumbuhan menyerap nitrogendalam bentuk nitrit ataupun nitrat dari dalam tanah untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketikatumbuhan dimakan oleh herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke tubuh hewan tersebut bersama makanan. Ketika tumbuhan dan hewan mati ataupun sisa hasil ekskresi hewan (urine) akandiuraikan oleh dekomposer menjadi amonium dan amonia. Oleh bakteri nitrit (contohnya Nitrosomonas), amonia akan diubah menjadi nitrit, proses ini disebut sebagai nitritasi. Kemudian,nitrit dengan bantuan bakteri nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi nitrat, proses inidisebut sebagai proses nitratasi. Peristiwa proses perubahan amonia menjadi nitrit dan nitrat dengan bantuan bakteri disebut sebagai proses nitrifikasi. Adapula bakteri yang mampu mengubah nitritatau nitrat menjadi nitrogen bebas di udara, proses ini disebut sebagai denitrifikasi. Di negara-negara maju, nitrogen bebas dikumpulkan untuk keperluan industri. Selain karena proses secaraalami melalui proses nitrifikasi, penambahan unsur nitrogen di alam dapat juga melalui proses buatan melalui pemupukan. Reaksi kimia pada proses nitrifikasi adalah sebagai berikut. 

2. Daur Fosfor

Unsur fosfor merupakan unsur yang penting bagi kehidupan, tetapi persediaannya sangat terbatas.Dengan kemampuannya untuk membentuk ikatan kimia berenergi tinggi, fosfor sangat pentingdalam transformasi energi pada semua organisme. Sumber fosfor terbesar dari batuan dan endapan-endapan yang berasal dari sisa makhluk hidup. Sumber ini lambat laun akan mengalami pelapukandan erosis, bersamaan dengan itu fosfor akan dilepaskan ke dalam ekosistem. Tetapi sebagian besar senyawa fosfor akan hilang ke perairan dan diendapkan. Fosfor dalam tubuh merupakan unsur  penyusun tulang, gigi, DNA atau RNA, dan protein. Daur fosfor dimulai dari adanya fosfatanorganik yang berada di tanah yang diserap oleh tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuhan akanmemperoleh fosfor dari tumbuhan yang dimakannya. Tumbuhan atau hewan yang mati ataupun sisaekskresi hewan (urine dan feses) yang berada di tanah, oleh bakteri pengurai akan menguraikanfosfat organik menjadi fosfat anorganik yang akan dilepaskan ke ekosistem.

3. Daur Belerang (Sulfur)

Belerang dalam tubuh organisme merupakan unsur penyusun protein. Di alam, sulfur (belerang)terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah dan di udara dalam bentuk SO atau gas sulfur dioksida. Ketika gas sulfur dioksida yang berada di udara bersenyawa dengan oksigen dan air, akanmembentuk asam sulfat yang ketika jatuh ke tanah akan menjadi bentuk ion-ion sulfat (SO4 2- ).Kemudian ion-ion sulfat tadi akan diserap oleh tumbuhan untuk menyusun protein dalam tubuhnya.Ketika manusia atau hewan memakan tumbuhan, maka akan terjadi perpindahan unsur belerangdari tumbuhan ke tubuh hewan atau manusia. Ketika hewan atau tumbuhan mati, jasadnya akandiuraikan oleh bakteri dan jamur pengurai dan menghasilkan bau busuk, yaitu gas hidrogen sulfide

(H2S) yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap ada di dalam tanah. Gas hidrogen sulfida yangada di udara akan bersenyawa dengan oksigen membentuk sulfur oksida, dan yang di tanah oleh bakteri tanah akan diubah menjadi ion sulfat dan senyawa sulfur oksida yang nanti akan diserapkembali oleh tumbuhan.

4. Daur Karbon
Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batu bara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhanuntuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktuyang lama akan membentuk batu bara di dalam tanah. Batu bara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar CO2 di udara. Di ekosistem air, pertukaran CO2 denganatmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asamkarbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi algayang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya,saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonatdalam air adalah seimbang dengan jumlah CO2 di air. Lintasan arus utama siklus karbon adalah dariatmosfer atau hidrosfer ke dalam jasad hidup, kemudian kembali lagi ke atmosfer atau
 hidrosfer (Harliyono, 1999: 191) 

5. Daur Hidrologi (Air)

Pemanasan air samudra oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan,salju, hujan es, hujan gerimis, atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi, beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas, atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanamansebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah siklus hidrologi terus bergerak secara kontinudalam tiga cara yang berbeda:

a.   Evaporasi (transpirasi)
Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya, kemudian akan menguap keangkasa (atmosfer) dan akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh, uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es, dankabut.

b.  Infiltrasi (perkolasi)

Ke dalam tanah air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuanmenuju permukaan air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler, atau air dapat bergerak secaravertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air 



5 . Daur Biogeokimia Unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor, belerang, hidrogen, dan oksigen adalah beberapa diantara unsur yang...
< >