UNSUR NITROGEN DAN FOSFOR

TUGAS KESUBURAN DAN KESEHATAN TANAH

SUMBER NITROGEN

Sumber utama Nitrogen adalah Nitrogen bebas di atmosfir yang takarannya mencapai 78% volume dan sumber lainnya senyawa-senyawa yang tersimpan dalam tubuh jasad.

BENTUK DAN KEBERADAAN NITROGEN DALAM TANAH

Nitrogen atmosfir (N₂) memasuki system tanah melalui perantaraan jasad renik penambat N, hujan dan kilat. Jasad renik penambat N bebas mengubah bentuk N₂ menjadi senyawa N-asam amino dan N-protein. Jika jasad renik mati, bakteri pembusuk melepaskan asam amino dari protein, dan bakteri amonifikasi melepaskan amonium dari gugus amino, yang selanjutnya akan larut dalam tanah. Amonium dapat diserap oleh tanaman, dan sisa amonium diubah menjadi nitrit, kemudian menjadi nitrat oleh bakteri nitrifikasi dan dapat langsung diserap oleh tanaman. Senyawa N-amonium dan N-nitrat yang dimanfaatkan oleh tanaman, akan diteruskan ke hewan dan manusia dan kembali memasuki system tanah melalui sisa-sisa jasad yang akan diurai oleh bakteri membentuk senyawa N-amonium.

Mineralisasi Senyawa Nitrogen Kompleks

Senyawa nitrogen yang tertambat jasad yang dilibatkan dalam kegiatan fisiologinya, dikembalikan ke dalam peredaran nitrogen setelah mengalami mineralisasi. Peruraian senyawa N-kompleks menjadi senyawa N-anorganik sederhana memungkinkan digunakan lagi dalam asimilasi jasad, berlangsung dalam beberapa tahapan yang melibatkan peranan berbagai macam jasad pengurai.

Perubahan bentuk senyawa N ini melibatkan serangkaian reaksi ensimatik dalam tubuh jasad. Perubahan bentuk senyawa N ini dapat dituliskan sebagai berikut :

Protein dan senyawa serupa + Pencernaan ensimatik Senyawa amino-kompleks + CO2 + E + Hasil lain

Proses perubahan bentuk senyawa N organic kompleks menjadi senyawa N organic lebih sederhana (asam amino) disebut aminasi.

Factor lingkungan yang mengendalikan mineralisasi nitrogen adalah: temperature, lengas dan ciri-ciri tanah. Selain itu, penambahan urea pada tanah akan mempercepat mineralisasi N.

Laju mineralisasi nitrogen juga dikendalikan oleh kandungan N-total tanah, lamanya inkubasi dan temperature inkubasi.

AMONIFIKASI

Asam amino yang dibentuk melalui aminasi akan terus diserang untuk diurai dan dimanfaatkan oleh jasad renik sampai terbentuk amonium melalui serangkaian proses ensimatik yang disebut amonifikasi. Amonium yang dibebaskan dari setiap satuan penggunaan protein mencapai 80%, sedangkan sisanya tetap berada dalam jaringan tubuh jasad pengurainya.

NITRIFIKASI

Nitrifikasi merupakan suatu proses oksidasi ensimatik yang dilakukan sekelompok jasad renik dan berlangsung dalam dua tahap yang terkoordinasikan.

Reaksi-reaksi dalam nitrifikasi senyawa N-amonium dapat dituliskan sebagai berikut :

Tahap pertama (nitrisasi)

Tahap kedua (nitrasasi)

Nitrifikasi dapat terhambat oleh sejumlah racun pada kepekatan rendah, seperti sodium tiosianat, metionin, guanidine, tiourea dan senyawa lain yang mengandung kelompok SH-aktif, seperti ditiokarbonat dan dimetil ditiokarbonat. Sedangkan pada keadaan temperature, tanah dan kelengasan ideal, nitrifikasi berlangsung sangat cepat.

Faktor Tanah Pengendali Nitrifikasi

Factor tanah yang banyak berperan dalam pengendalian nitrifikasi adalah tata udara, temperature, kelengasan, kapur aktif, pupuk dan nisbah C/N.

DENITRIFIKASI

Denitrifikasi merupakan proses pereduksian senyawa N-nitrat menjadi gas nitrogen dan/atau gas nitrogen oksida, dengan nitrat bertindak sebagai penerima hydrogen. Laju denitrifikasi total akan konstan pada pH di atas 6,0, tetapi produksi N₂O dan N₂ tergantung pada pH.

Tegangan oksigen ≤ 5 mm Hg akan mengurangi laju denitrifikasi sampai sepersepuluh dari laju denitrifikasi kahat oksigen. Pemakaian jerami sebagai substrat untuk menggantikan alfalfa ternyata mengurangi laju denitrifikasi walau perbandingan N₂ dan N₂O yang terbentuk tidak berubah.

VOLTASILASI AMONIUM

Volatilisasi n-amonium akan mengubah senyawa amonium menjadi gas amoniak yang akan dibebaskan memasuki atmosfer.

Kimiawi pembentukan NH3

Pembentukan gas amoniak dari pupuk N yang diberikan pada tanah berkapur tergantung pada anion yang ada dalam garam. Pembentukan gas amoniak mempengaruhi kelarutan CaSO₄ dan Ca(NO₃)₂ yang terbentuk melalui reaksi garam amonium dengan CaCO₃. Pembentukan gas amonium ini meningkat sejalan peningkatan PH, karena ion OH^- meningkat sejalan peningkatan pH, maka pembentukan gas amoniak dituliskan

Penyerapan nitrogen

Anasir hara nitrogen (N) diserap perakaran tanaman dalam bentuk anion nitrat (NO₃^-), kation amonium (N₄⁺) dan bahan lebih kompleks, seperti asam amino larut air dan asam nukleik. Setiap jenis tanaman mempunyai kecenderungan khusus untuk menggunakan bentuk ion nitrogen yang dibutuhakannya dan kecendrungan ini dapat berubah oleh factor lingkungan. Umumnya tanaman mampu menyerap dan menggunakan nitrat dan amonium. Tanaman lahan atusan lebih banyak menyerap N dalam bentuk anion nitrat, sedangkan tanman padi sawah lebih banyak menyerap N-NH₄⁺.

PERAN NITROGEN DALAM TANAH

Kekahatan nitrogen menyebabkan pembelahan sel terhambat dan akibatnya menyusutkan pertumbuhan. Jika pasok nitrogen cukup, daun tanaman akan tumbuh besar dan memperluas permukaan yang tersedia untuk fotosintesis. Pasok nitrogen yang tinggi mempercepat pengubahan karbohidrat menjadi protein dan kemudian diubah menjadi protoplasma dan sebagian kecil dipergunakan menyusun dinding sel, terutama karbohidrat bebas nitrogen, seperti: kalsium pektat, selulosan, selulosa, lignin berkadar N^- rendah.

Jadi, nitrogen mempengaruhi pertumbuhan tanaman dapat melalui cara-cara sebagai berikut. a. menjadikan tanaman berwarna hijau, b. meningkatkan pertumbuhan daun dan batang, c. menjadikan tanaman lebih sukulen, d. kadang menahan pertumbuhan akar, e. membantu dalam produksi biji, f. dapat melambatkan pematangan tanman, g. meningkatkan kandungan protein buah atau biji, h. mengurangi presentase pelican dalam buah, i. mengurangi pengaruh buruk udara dingin.