Salam Pembelajar Sejati …

Berani memulai, jalankan secara amanah, dan nikmati hasilnya.

Nitrogen sumber kehidupan didalam tanah, sebuah judul yang sedikit kontroversial ya. Memang kenyataannya  semua makhluk hidup baik tanaman, hewan maupun manusia membutuhkan nitrogen untuk membentuk asam amino, asam amino membentuk protein, protein membentuk kerangka tubuh atau biomassa.

 Protein tersusun oleh 4 unsur dominan, yaitu 53%C, 7%H, 23%O, 16%N dan sedikit S. 3 unsur pertama yaitu CHO tersedian dalam jumlah melimpah baik di udara bebas dalam bentuk CO₂ (karbondioksida)_, didalam tanah dalam bentuk H₂O (air). Kita tentu masih ingat reaksi dari proses fotosintesis :

CO₂ + H₂O + klorofil + sinar matahasi –> C₆H₁₂O₆ + O₂

Lalu bagaimana dengan ketersediaan unsur nitrogen didalam tanah?

95% unsur nitrogen berada dalam bentuk N-organik di kerangka atau biomassa tanaman. 5% berada dalam bentuk in-organik seperti nitrat (NO^3-), nitrit (NO^2-), amonium (NH₄⁺) dapat ditukar, amonium tidak dapat ditukat (terfiksasi), gas dinitrogen (N₂) dan oksida nitrus (N₂O) (Tisdale, 1990).

N-organik tidak dapat diserap oleh tanaman, harus dirubah menjadi N-inorganik dalam bentuk nitrat (NO^3-) atau amonium (NH₄⁺).

Bagaimana bisa merubah N-organik menjadi N-inorganik?

Dengan bantuan mikroba pengurai (decomposer), yaitu bakteri dan jamur.

Mikroba pengurai membutuhkan C-organik pada biomassa tanaman sebagai sumber energi, dan membutuhkan N-organik untuk sintesa (menguraikan protein).

Menurut Munawar (2011), mikroba pengurai membutuhkan 1 aton N-organik untuk menguraikan 30 atom C-organik. Sederhananya, jika biomassa tanaman memiliki C/N ratio < 30, maka biomasaa tersebut akan cepat terdekomposisi (lapuk). Sebaliknya, jika C/N ratio > 30, maka mikroba pengurai membutuhkan tambahan atom N untuk bisa menguraikan biomassa tersebut.

Dari mana tambahan atom N ini diperoleh?

Dari dalam tanah berbentuk N-inorganik berupa amonium (NH₄⁺) atau nitrat (NO^3-).

Nah, ini N-inorganiknya sama dengan yang dibutuhkan tanaman.

Betul, ketika ada bahan organic mentah ditanah dengan C/N ratio >30, maka ada persaingan pemakaian N-inorganik dalam bentuk amonium (NH₄⁺) atau nitrat (NO^3-) oleh mikroba pengurai vs tanaman.

Pada umumnya, dalam persaingan mendapatkan N-inorganik ini, pemenangnya adalah mikroba decomposer 😎 Efeknya pada tanaman adalah kekurangan N yang terlihat pada daun mulai menguning 😢 Oleh sebab itu, tidak disarankan memberikan bahan organic mentah dengan C/N ratio >30 langsung ke seputaran akar tanaman. Efek jangka pendeknya kekurangan N, walaupun secara jangka panjang N tersebut akan digantikan lagi (setelah mikroba pengurai mati).

Selama proses penguraian bahan organic berlangsung, maka mikroba pengurai akan membutuhkan C-organik + H + O +N-organik atau N-inorganik untuk membentuk asam amino lalu protein tubuh mikroba. Setelah biomassa terurai sempurna menjadi produk akhir dekomposisi bahan organic yaitu humus, maka mikroba pengurai kehilangan bahan makanannya dan perlahan mati. Ketika mikroba pengurai mati, maka N-organik ditubuh mikroba akan diuraikan oleh mikroba yang lain.

Siapa merubah N-organik menjadi N-inorganik?

Proses perubahan N-organik menjadi N-inorganik disebut proses mineralisasi N. Proses ini berlangsung dengan perantaraan mikroba heterotroph (Janson dan person, 1982). Proses mineralisasi N terdiri dari 3 tahapan, yaitu aminisasi, amonifikasi dan nitrifikasi.

Aminisasi: proses pembebasan senyawa asam amino.

Protein + H₂O + bakteri / jamur –> Asam amino (COOH – R – NH₂) + amin (R – NH₂) + Urea  (NH₂)₂CO + energi.

Amonifikasi: reduksi amin menjadi amoniak/ ion amonium

Amin (R-NH₂) + H₂O –> Amoniak NH3 + R – OH + energi.

Amonika NH₃ + H₂O –> Amonium NH₄⁺ + OH-

Ion Amonium (NH₄⁺) dapat mengalami beberapa proses :

• Teroksidasi (bereaksi dengan oksigen) dalam proses nitrifikasi menjadi NO₃^– (dapat diserap tanaman).
• Digunakan oleh mikroba heterotrof (pemakan C-organik) untuk membantu proses dekomposisi bahan organik; proses imobilisasi N.
• Difiksasi oleh partikel liat (seperti proses Kapasitas Tukar Kation / KTK).
• Terbebas hilang ke udara secara perlahan sebagai gas amoniak (NH₃).

Nitrifikasi: ion amonium (NH₄⁺) menjadi nitrat (NO₃^–).

Oksidasi (rekasi dengan oksigen) Amonium menjadi Nitrit oleh bakteri Nitrosomonas

2NH₄⁺ + 2O₂ + bakteri Nitrosomonas à 2NO₂^– + 2H₂O + 4H⁺

Oksidasi Nitrit (NO_2-) menjadi nitrat (NO₃^–).

2NO₂^– + O₂ + bakteri Nitrobacter à 2NO₃^– + energi

Pada kondisi aerob (cukup udara), bentuk NO₃^– stabil didalam larutan tanah dan siap diserap oleh tanaman / diserap mikroba tanah / tercuci kedalam tanah.

Pada kondisi anaerob, NO₃^– dapat hilang menjadi gas oksida nitrus (N₂O) melalui proses denitrifikasi (Tisdale, 1990).

Dari pembahasan diatas, terlihat bahwa N-inorganik sangat rawan hilang dari dalam tanah. Baik melalui penguapan gas amoniak maupun pencucian nitrat.

Selain itu, N-inorganik bisa hilang dari dalam tanah akibat proses denitrifikasi yang dilakukan oleh Bakteri aerobik Agrobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Thiobacillus dan Pseudomonas.

Denitrifikasi: nitrat dan nitrit menjadi gas nitrogen

Nitrat (2NO₃^–) –> nitrit (2NO₂^–) –> oksida nitrik (2NO) à

Oksida nitrus (N₂O) –> dinitrogen (N₂).

Gas dinitrogen (N₂) menguap ke udara.

Demikian artikel kali ini. Kita akan lanjutkan artikelnya dengan judul Kondisi Hara P (Phosphor) didalam Tanah.

Salam Perubahan, Salam Pembelajar Sejati….

Artikel lainnya bisa diakses di www.bestplanterindonesia.com