Dalam alam terdapat lebih dari 100 unsur kimia, tetapi hny 30-40 unsur saja yang sangat diperlukan oleh makhluk hidup. Unsur-unsur ini diperlukan oleh organisme dan didapat oleh tumbuh-tumbuhan dari sumberny anorganik dengan menggunakan energi yang disediakan oleh fotosintesis. Unsur-unsur tersebut berupa H2O, CO2 dan O2 dan unsur-unsur lainnya, dan unsur tersebut harus berda alam keseimbangan diantara komponen biotic dan abiotik untuk memelihara keseimbangan ekosistem.
Dari sekian banyak unsur dan persenyawaan kimia termasuk unsur esensial yang terdapat dalam protoplasma cenderung untuk bersikulasi antara lingkungan organisme lingkungan biosfer. Sirkulasi demikian disebut siklus Biogeokimia.
Dalam setiap siklus terdapat suatu persediaan cadangan utama atau gudang unsur, dimana unsur secara terus menerus bergerak masuk dan melewati organisme. Dalam setiap siklus juga terdapat suatu tempat pembuangan sejumlah tertentu unsur-unsur kimia dan unsur kima ini tidak dapat didaur ulangkan melalui peristiwa biasa. Dalam periode waktu yang lama, hlangnya bahan kimia ke tempat pembuangan dapat menjadi faktor pembatas (limiting factor), kecuali jika tempat pembuangan tadi dpat dimanfaatkan kembali. Situasi ini biasanya terdapat pada peristiwa geologic, dimana unsur-unsur yang tertimbun dilepaskan kembali melalui organisme erosi dan faktor-faktor lainnya. Siklus biogeokimia pada akhirnya cederung mempunyai mekanisme umpan balik yang dapat mengatur sendiri yang menjaga siklus itu dalam keseimbangan.
Manusia dapat mempengaruhi siklus tersebut, karena dapat mengubah siklus yang sempurna menjadi tidak sempurna (asiklik), misalnya penimbangan unsur P akan menggaggu siklus unsur P, karena P dirubah menjadi pupuk dan dibawa ke tempat lain. Siklus biogeokimia yang terpenting adalah siklus carbon, Nitrogen, dan siklus pospor.
Siklus karbon dalam bisfer terutama mencakup gas karbon dioksida dari atmosfer, terkat ke dam bahan organik melalui fotosintesis, dan pelepasan selanjutnya melalui respirasi oleh semua biota. Karbon juga dijumpai dalam satu batu dalam bumi, terutama sebagai kalsium karbonat dan magnesium karbonat, senyawa ini sebagian besar bersal dari bahan orgnaik, yang merupakan hasil mineralisasi sisa-sisa tulang organisme lautan.
Jika produksi promer bersih melebihi respirasi komunitas, senyawa organik yang kaya akan karbon itu dapat terkumpul dalam berbagai ekosistem.
Siklus karbon lebih sempurna dibandingkan siklus-siklus lainnya. Karena pengembalian bahan-bahan ke lingkungan berjalan secepat pengambilannya.
Fiksasi Siklus Nitrogen
Gambar. Siklus Nitrogen (Ian Deshmukh)
Udara merupakan cadangan nitrogen utama dalam siklus nitrogen, karena udara mengandung 8,0% gas nitrogen bebas sebagia N2. Nitrogen bebas ini dapat ditambat atau difiksai terutama oleh tumbuhn yang berbintil akar (misalnya jenis polong-polongna) dan beberapa jenis gang-gang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hydrogen atau oksigen dengan bantuan kilat atau petir.
Dalam bintil akar terdapat bkteri yang hidup bersimbiosis dengan tumbuhan inangnya. Bakteri itu mmpu menambat nitrogen bebas dari udara menjadi nitrat, melalui tahap pembentukan ammonium dan nitrit. Proses yang sama terjadi pada penambatan nitrogen oleh gang-gang hijau biru yang banyak terdapat di sawah. Proses penambatan oleh organisme disebut fisasi biologi.
Bila tanaman dan hewan mati, mengalami proses dokomposisi oleh Jasad renik, yang akan melepaskan nitrogen dalam bentuk ammonium. Dengan proses nitrifikasi ammonium. Dengan proses nitrifikasi ammonium diubah menjadi bentuk nitrat yang akan difiksasi kembali oleh tanamn dan tumbuhan lainnya.
Nitrat dapat diserap oleh tumbuhan untuk keperluan sitesis protein melalui proses tumbuhan untuk keperluan sistesis protein melalui proses metabolisme.selanjutnya tumbuhan menjadi makanan berbagai jenis hewan. Dari protein ke nitrat menghasilkan energi bagi organisme pengurai. Dan sebaliknya di ari nitrat ke protein memerlukan energi dari sumber lain, seperti dari bahan organik atau cahaya matahari. Sebagian nitrat yang bersal dari fiksasi dan dekomposisi dilarutkan dalam air tanah atau dipindahkan ke ekosistem lain.
Artikel Terkait:
Makalah
