Daur Biogeokimia dan Penjelasannya-Biologi Kelas X IPA SMA-MA

Daur biogeokimia atau daur 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 dalam lingkungan abiotik sehingga disebut daur biogeokimia. Daur biogeokimia terdiri atas:
1.      Daur nitrogen 
2.      Daur air 
3.      Daur oksigen dan karbondioksida 
4.      Daur sulfur 
5.      Daur fospor

Berikut penjelasan dari maing-masing daur biogeokimia. 

1.      Daur Nitrogen
Gas nitrogen ikatannya stabil dan sulit bereaksi sehingga tidak bisa dimanfaatkan secara langsung oleh makhluk hidup. Nitrogen dalam tubuh makhluk hidup merupakan komponen penyusun asam amino yang akan membentuk protein. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat atau petir membentuk nitrat.

Gambar daur nitogen.

Tumbuhan mendapatkan nitrogen dari dalam tanah dalam bentuk amonia (NH3), ion nitrit (NO2) dan ino nitrat (NO3). Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen bebeas terdapat pada akar Leguminosae yaitu bakteri Rhyzobium. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung yaitu Azotobacter sp. Yang bersifat aerob dan Clostridium sp yang bersifat anaerob. Nostoc sp dan Anabaena sp (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.

Tumbuhan menambat nitrogen bertujuan untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika tumbuhan dimakan oleh herbivora, nitrogen yang ada akan berpindah ke tubuh hewan ersebut bersama makanan. Ketika tumbuhan dan hewan mati ataupun sisa hasil ekskresi hewan (urine) akan diuraikan oleh dekomposer menjadi amonium dan amonia. Oleh bakteri nitrit (contohnya Nitrosomonas), amonia akan diubah manjadi nitrit, proses ini disebut dengan nitritasi.  Kemudian nitrit dengan bantuan bakteri nitrat (contohnya Nitrobacter) akan diubah menjadi nitrat, proses ini disebut nitratasi. Proses perubahan amonia menjadi nitrit dan nitrat dengan bantuan bakteri disebut nitrifikasi. Selanjutnya bakteri anaerob dalam tanah akan mengubah nitrit atau nitrat menjadi amonia dan amonia diubah menjadi nitrogen bebas di udara. Proses ini disebut denitrifikasi. 

2.      Daur Air.
Pemanasan air oleh matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi dapat berjalan secara berkelanjutan. Pemanasan air tersebut menyebabkan air menguap. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari air laut. Selanjutnya uap air di atmosfer akan berkondensasi menjadi awan dan akan jatuh dalam bentuk hujan, salju, es, dan kabut. Pada dasarnya mekanisme daur hidrologi sebagai berikut: 

a.      Evaporasi dan transpirasi.
Air yang ada dilaut, didaratan, disungai dan ditanaman akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan akan menjadi awan. Proses penguapan air berlangsung melalui evaporasi dan transpirasi. Evaporasi merupakan prose penguapan pada air  permukaan di laut, daratan, dan sungai. Sementara itu, transpirasi merupakan proses penguapan air pada makhluk hidup meliputi tumbuhan, hewan dan manusia. Pada keadaan jenuh, uap air (awan) akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (presipitasi) dalam bentuk hujan, salju, es dan kabut. 

b.      Infiltrasi (perkolasi)
Didalam tanah air bergerak melalui pori-pori tanah dan batuan menuju permukaan air tanah. Air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah sehingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan. 

c.       Air permukaan.
Air bergerak diatas permukaan  tanah, berdekatan dengan aliran utama. Semakin landai suatu lahan maka semakin sedikit pori-pori tanahnya, alira permukaannya semakin besar. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungau utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.




Gambar Daur Hidrologi
3.      Daur Oksigen dan  Karbondioksida.
Pada atmosfer terdapat kandungan CO2 sebanyak 0.03%. sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara dan asap pabrik. Karbondioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen. Oksigen tersebut akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk bernapas. Dari proses pernapasan akan dihasilkan karbondioksida kembali.

Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang sangat lama akan membentuk batu bara di dalam tanah. Batu bara akan dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar yang juga dapat menambah kadar CO2 di udara.




  Gambar daur karbondioksida dan oksigen.
4.      Daur Sulfur

Belerang dalam tubuh organisme merupakan penyusun protein. Di alam, 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, akan membentuk asam sulfat yang ketika jatuh ketanah akan menjadi ion-ion sulfat (SO4). Kemudian ion sulfat tadi akan diserap oleh tumbuhan untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika hewan dan manusia memakan  tumbuhan, maka akan terjadi perpindahan unsur belerang dari tumbuhan ke tubuh hewan dan manusia.

Ketika hewan atau tumbuhan mati, jazadnya akan diuraikan oleh bakteri dan jamur pengurai dan menghasilkan bau busuk, yaitu gas hidrogen sulfida (H2S) yang akan dilepas ke udara dan sebagian tetap berada didalam tanah. Gas hidrogen sulfida yang berada 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 diserap kembali oleh tumbuhan.

Gambar daur sulfur.

5.      Daur Fospor
Unsur fospor merupakan unsur yang penting bagi kehidupan, tetapi persediaanya sangat terbatas. Dengan kemampuan membentuk ikatan kimia berenergi tinggi, fospor sangat penting dalam transformasi energi pada semua organisme.

Sumber fospor terbesar dari batuan dan endapan-endapan yang berasal dari sisa makhluk hidup. Sumber ini lambat laun akan mengalami pelapukan dan erosi. Bersamaan dengan itu, fospor akan dilepaskan ke dalam ekosistem. Akan tetapi sebagian besar senyawa fospor hilang ke parairan dan diendapkan. Fospor dalam tubuh merupakan unsur penyusun tulang, gigi, DNA atau RNA dan protein. Daur fospor dimulai dari adanya fospat anorganik yag berada di tanah yang diserap oleh tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuhan akan memperoleh fospor dari tumbuhan yang dimakan. Tumbuhan atau hewan yang mati ataupun sisa ekskresi hewan (urine dan feses) yang berada di tanah oleh bakteri pengurai akan menguraikan fospat organik menjadi fospat anorganik yang akan dilepaskan ke ekosistem.

Gambar daur Fospor.


Sumber : Teo Sukoco. dkk, Biologi Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam SMA/MA Kelas X, Intan Pariwara, Klaten, 2017

Berlangganan Untuk Menerima Update Terbaru: