Proses Nitrifikasi dan Denitrifikasi

Nitrifikasi adalah proses pembentukan senyawa nitrat dari senyawa amonia. Dalam nitrifikasi terjadi reaksi oksidasi amonia menjadi nitrit, kemudian nitrit diubah menjadi nitrat.

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen. Dalam denitrifikasi nitrat di reduksi hingga menjadi gas nitrogen yang kemudian dilepaskan ke udara.

Nitrifikasi dan Denitrifikasi

Baik proses nitrifikasi maupun denitrifikasi di alam membutuhkan bantuan dari bakteri. Kerja dari bakteri-bakteri ini memastikan siklus nitrogen dapat terus berlangsung di Bumi.

Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen atau daur nitrogen adalah proses pengubahan berbagai senyawa yang mengandung unsur nitrogen. Siklus ini menyebabkan nitrogen akan berputar-putar atau berpindah-pindah dari udara ke makhluk hidup dan ke udara lagi melalui berbagai macam proses kimia.

Nitrogen (N₂) merupakan unsur yang paling melimpah di atmosfer bumi (78% penyusun atmosfer). Jumlah nitrogen yang sangat banyak sebanding dengan fungsinya yang sangat besar bagi kelangsungan hidup berbagai macam organisme di bumi. Nitrogen merupakan salah satu atom penyusun protein, yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup.

Nitrogen di udara tidak dapat dimanfaatkan secara langsung oleh hewan maupun tumbuhan karena kedua organisme tersebut tidak mampu menangkap nitrogen bebas. Penangkapan nitrogen bebas sehingga siap digunakan oleh hewan dan tumbuhan membutuhkan bantuan dari bakteri tanah. Beberapa bakteri yang dapat menangkap nitrogen bebas di udara adalah jenis Rhizobium dan Azotobacter.

Daur Nitrogen

Kedua bakteri tersebut akan menangkap nitrogen kemudian mengubahnya menjadi amonia. Tetapi amonia bersifat racun sehingga tumbuhan belum mampu memanfaatkannya. Oleh karena itu, bakteri Nitrosomonas akan mengubah amonia menjadi Nitrit. Selanjutnya bakteri Nitribacter akan mengubah nitrit menjadi nitrat yang siap digunakan oleh tumbuhan sebagai bahan baku asam amino pembentuk protein.

Proses pengubahan amonia menjadi nitrit yang dilanjutkan menjadi nitrat disebut dengan proses Nitrifikasi. Proses nitrifikasi terjadi secara aerobik atau dalam keadaan tersedia oksigen. Dalam keadaan anaerobik atau tidak tersedia oksigen, nitrat akan direduksi oleh Pseudomonas atau Clostridium menjadi nitrogen yang dibebaskan ke udara.

Baca juga : Daur Biogeokimia

Dalam keadaan yang lain, nitrat yang telah diserap tumbuhan kemudian digunakan sebagai bahan baku protein yang disimpan di sel-selnya. Protein yang ada di sel tumbuhan kemudian di makan oleh hewan dan akhirnya masuk ke pencernaan hewan. Dalam sistem pencernaan, protein tersebut akan dipecah dan diserap oleh tubuh untuk berbagai macam kepentingan.

Kelebihan protein dalam tubuh hewan akan dirombak dan dibuang dalam bentuk amonia atau urea melalui kotoran yang dikeluarkan hewan tersebut. Urea akan diubah oleh bakteri menjadi amonia, yang kemudian akan diubah oleh bakteri lain menjadi nitrit kemudian diubah menjadi nitrat. Nitrat ini akan diserap oleh tumbuhan lagi atau direduksi menjadi nitrogen bebas yang dilepaskan ke udara.

Proses Nitrifikasi

Proses nitrifikasi terjadi dalam tanah dan air dalam keadaan tersedia oksigen, apabila tidak ada oksigen maka proses ini tidak dapat terjadi. Bakteri nitrifikasi membutuhkan oksigen untuk dapat menjalankan proses ini.

Bakteri nitrifikasi akan bekerja sebagai berikut.

• Amonia (NH₄⁺) diubah menjadi nitrit (NO₂^-) oleh Nitrosomonas
• Nitrit (NO₂^-) diubah menjadi nitrat (NO₃^-) oleh Nitrobacter

Nitrat dalam tanah selain digunakan oleh tumbuhan, juga mengalami proses pengubahan kembali menjadi nitrogen bebas oleh bakteri Pseudomonas dan Clostridium. Proses pengubahan nitrat menjadi nitrogen disebut dengan proses Denitrifikasi.

Proses Denitrifikasi

Proses denitrifikasi terjadi dalam keadaan tidak ada oksigen. Apabila tersedia oksigen proses denitrifikasi tidak dapat berlangsung dengan lancar.

• Nitrat (NO₃^-) diubah oleh Pseudomonas dan Clostridium menjadi nitrogen (N₂).

Denitrifikasi adalah proses yang menjadi musub petani. Misalnya saja ketika petani baru saja memberi pupuk nitrat pada tanah, namun kemudian tanah tersebut tergenang air sehingga tidak tersedia oksigen maka nitrat tersebut akan ter-denitrifikasi menjadi nitrogen. Akhirnya nitrat yang tadinya akan diserap tumbuhan malahan lepas ke udara bebas.

Baca juga : Bentuk-Bentuk Sampah Nitrogen pada Hewan

Tambahan: 

Amonia (NH₃) berbentuk gas dan dalam keadaan terlarut dalam air akan membentuk senyawa amonium (NH₄⁺). Selain dari aktifitas bakteri penangkap nitrogen bebas, amonia dapat muncul dari proses mineralisasi protein yang berasal dari tumbuhan dan hewan yang telah mati.