Sekilas mengenang materi skripsi

Kamis, 23 Februari 2012 | eko hs
di 15.11 |

Senyawa Nitrogen Anorganik

Menurut Effendi (2003), meskipun beberapa organisme akuatik dapat memanfaatkan nitrogen dalam bentuk gas akan tetapi sumber utama nitrogen di perairan tidak terdapat dalam bentuk gas. Di perairan nitrogen berupa nitrogen anorganik dan organik. Nitrogen anorganik terdiri atas ammonia (NH3), ammonium (NH4), nitrit (NO2), nitrat (NO3) dan molekul nitrogen (N2) dalam bentuk gas. Nitrogen organik berupa protein, asam amino dan urea. Bentuk-bentuk nitrogen tersebut mengalami transformasi sebagai bagian dari siklus nitrogen. Transformasi  nitrogen dapat melibatkan ataupun tidak melibatkan makrobiologi dan mikrobiologi. 

Semua makhluk hidup memerlukan atom nitrogen untuk pembentukan protein dan berbagai molekul organik esensial lainnya. Udara yang berisi 9% nitrogen berfungsi sebagai penampung bahan ini. Walaupun kebutuhan akan nitrogen itu besar, namun sering kali menjadi unsur yang membatasi makhluk hidup karena kebanyakan organisme tidak dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas N2. Agar tumbuhan dapat membuat protein, tumbuhan harus memperoleh nitrogen dalam bentuk "terfiksasi" (terikat) yaitu tergabung dalam senyawa-senyawa. Bentuk yang paling umum digunakan adalah sebagai ion nitrat, NO3- (Kimball, 1999).

Akumulasi nitrogen anorganik merupakan faktor yang dapat menghambat perkembangan budidaya perikanan dan merupakan masalah intrinsik. Hal ini ditunjukkan melalui hasil permodelan transformasi nitrogen dalam tambak intensif bahwa hanya 30-40 % N yang terdapat di dalam pakan yang diubah menjadi N dalam ikan, sisanya 60-70 % adalah N yang tidak digunakan. N yang tidak digunakan ini berupa mineral nitrogen yang berasal dari ekskresi ikan dan N organik yang berasal dari sisa pakan. N organik melalui proses amonifikasi akan dihasilkan ammonia (Kochba et al, 1993).

Senyawa anorganik seperti sulfur, nitrat dan besi digunakan prokariota untuk berbagai hal (sebagai sumber energi dan biosintesis). Pada dasarnya metabolisme senyawa anorganik terdiri atas tiga jalur yaitu jalur asimilasi (biosintesis), jalur disimilasi (sebagai akseptor elektron) dan jalur oksidatif (sebagai donor elektron) (Purwoko, 2007).

Menurut Wiadnyana dan Wagey (2004), Nitrogen dan Fosfor adalah dua unsur penting dalam proses metabolisme sel dan keberadaannya selalu menjadi patokan apakah unsur-unsur ini merupakan faktor pembatas atau tidak. Di laut, nitrogen dapat dijumpai dalam bentuk senyawa gas nitrogen dan sebagai garam anorganik terlarut seperti nitrat, nitrit dan ammonium. Urea dan asam amino juga merupakan bentuk nitrogen yang tergolong sebagai nitrogen terlarut organik. 

Sumber utama unsur nitrogen yang terdapat dalam tambak berasal dari bahan organik. Nitrogen yang terdapat dalam bahan organik tidak dapat dimanfaatkan langsung oleh klekap atau tanaman lainnya karena masih berbentuk persenyawaan kompleks misalnya protein. Untuk dapat dimanfaatkan protein ini harus diurai dahulu oleh bakteri pembusuk menjadi senyawa asam amino yang lebih sederhana. Proses penguraian protein menjadi asam amino disebut aminisasi. Perubahan selanjutnya dapat terjadi berkat adanya aktivitas bakteri amonifisasi yang dapat mengubah asam amino menjadi ammonium. Senyawa ini akan larut dalam tanah dan membentuk ammonia (NH3). Selanjutnya berkat bantuan bakteri nitrifikasi, NH3 akan mengalami oksidasi dan berubah menjadi nitrit (NO2) dan akhirnya menjadi nitrat (NO3). Bakteri nitrifikasi terdiri dari bakteri Nitrosomonas yang mengubah ammonia menjadi nitrit dan bakteri Nitrobacter yang mengubah nitrit menjadi nitrat. Ion nitrat inilah yang akan dimanfaatkan oleh klekap atau tanaman air lainnya untuk pertumbuhan. Bila kondisi tanah anaerob, nitrat yang telah terbentuk akan segera direduksi kembali oleh bakteri denitrifikasi menjadi nitrit dan akhirnya akan diubah menjadi N2 bebas (Afrianto dan Liviawaty, 1991).

Senyawa-senyawa nitrogen ini sangat penting karena merupakan komponen metabolisme utama dari fitoplankton. Dari beberapa bentuk senyawa nitrogen ini, ammonium merupakan senyawa yang terdahulu akan dikonsumsi atau diserap karena bentuk kimianya yang sangat sederhana. Dengan kata lain, energi yang dibutuhkan untuk metabolisme ammonium lebih rendah  dibandingkan nitrat atau nitrit. Keberadaan nitrogen di air laut yang paling dominan adalah dalam bentuk ion nitrit (NO3) sehingga ion ini yang paling sering diserap oleh fitoplankton (Wiadnyana dan Wagey, 2004).

Menurut Paul dan Clark (1989) amonia akan terakumulasi atau diimobilisasi tergantung pada kebutuhan mikroorganisme akan nitrogen untuk pertumbuhannya. Dalam kondisi aerob ammonia akan dioksidasi menjadi nitrat melalui proses nitrifikasi. Nitrat yang terbentuk akan mengalami beberapa kemungkinan diantaranya adalah digunakan oleh organisme untuk sintesis asam amino (assimilatory reduction) dan dalam tidak adanya oksigen digunakan oleh mikroorganisme sebagai akseptor elektron (dissimilatory reduction).