Banyak yang menganggap bahwa unsur gas terbesar di bumi adalah oksigen, karena makhluk hidup bernapas dengan menghirup oksigen. Memang benar bahwa oksigen merupakan hal terpenting yang harus ada di muka bumi karena dengan begitu makhluk hidup dapat tetap terus hidup. Tetapi, apakah tahu bahwa sebenarnya oksigen bukan merupakan unsur terbesar di bumi. Lalu apakah unsur itu?
Bumi mengandung 3 unsur gas, yaitu oksigen, karbon dioksida, dan nitrogen. Ternyata yang memiliki presentasi paling besar adalah nitrogen, yaitu sebesar 78% dari seluruh unsur gas yang terdapat di bumi. Namun, nitrogen merupakan senyawa non-reaktif sehingga tidak bisa langsung dimanfaatkan oleh makhluk hidup.
Agar dapat dimanfaatkan dengan sebaik mungkin nitrogen perlu melalui beberapa tahapan yang disebut dengan siklus nitrogen. Siklus nitrogen ialah proses yang akan merubah senyawa pada unsur yang terkandung di dalam nitrogen sehingga menjadi bentuk kimiawi lain yang dapat dimanfaatkan oleh makhluk hidup nantinya.
Siklus nitrogen dapat berlangsung secara aerobik dan anaerobik serta dapat terjadi secara biologis dan non-biologis tetapi siklus nitrogen hanya dapat berjalan pada tumbuhan sehingga tumbuhan merupakan makhluk hidup pertama yang dapat merasakan nitrogen secara langsung dibandingkan dengan manusia dan hewan. Nantinya tumbuhan akan menyalurkan nitrogen kepada hewan dan manusia secara tidak langsung.
Umumnya pada proses siklus nitrogen membutuhkan bakteri Rhizobium yang terkandung di dalam tanaman Leguminose atau biasa disebut dengan kacang-kacangan. Tanaman Leguminose memiliki manfaat untuk meningkatkan kapasitas nitrogen di dalam tanah serta dapat menyuburkan tanah yang berada di sekitarnya. Untuk merasakan manfaat dari nitrogen, perlu melalui beberapa tahapan sebagai berikut.
- Fiksasi
Fiksasi merupakan tahapan pertama dari siklus nitrogen yang harus dilalui. Fiksasi nitrogen merupakan proses mengubah nitrogen yang terdapat di udara menjadi amonia. Dalam proses ini terdapat mikroorganisme yang membantu, yaitu diazotrof. Diazotrof akan menggabungkan nitrogen dengan hidrogen melalui enzim nitrogenize yang dimilikinya.
Diazotrof hidup bebas sehingga tidak terikat apapun dan dapat memperbaiki nitrogen menjadi nitrogen organik. Beberapa bakteri yang bisa melakukan fiksasi nitrogen adalah Azotobacteraceae, Cyanobacteria, Clostridium, Frabkia, dan Rhizomia.
- Nitrifikasi
Setelah melalui proses fiksasi, maka akan melanjutkan ke dalam proses perubahan amonium menjadi nitrat, sehingga proses ini disebut dengan nitrifikasi. Tahap ini dilakukan bersamaan dengan bakteri hidup yang terdapat di dalam tanah dengan bakteri nitrifikasi lainnya.
Tahapan terpenting pada nitrifikasi adalah ketika nitrifkasi melakukan oksidasi terhadap amonium dan mengubah amonium menjadi nitrit. Sedangkan, untuk bakteri lain seperti nitrobacter akan melakukan oksidasi pada nitrit menjadi nitrat. Proses ini harus berhasil karena, nitrit merupakan racun bagi tanaman.
- Asimilasi
Semua tanaman akan mendapatkan nitrogen yang berasal dari tanah melalui proses absorbsi akar dalam bentuk ion amonium atau ion nitrat. Tanaman akan menyerap ion tersebut yang terdapat di dalam tanah melalui rambut-rambut akar.
Untuk menyerap nitrat, langkah pertama yang harus diubah adalah merubahnya menjadi ion nitrit kemudian menjadikan ion amonium yang selanjutnya masuk ke dalam asam nukleat, asam amino, dan klorofil.
- Amonifikasi
Ketika tumbuhan dan hewan mati, maka nitrogen organik akan diubah ke dalam bentuk amonium oleh bakteri dan jamur yang ada di dalam tanah. Amonium dapat terbentuk dari dekomposisi atau penguraian organisme yang sudah mati baik itu hewan atau tumbuhan yang dibantu oleh bakteri pengurai.
- Denitrifikasi
Proses terakhir adalah denitrifikasi yang mana prosesnya mereduksi nitrat yang berubah kembali dalam bentuk gas nitrogen. Dibutuhkan bakteri Clostridium dan Pseudomonas untuk melalui proses ini. Nitrat berperan sebagai akseptor elektron di tempat adanya oksigen selama proses respirasi.
Seluruh tahapan tersebut harus selesai dilalui agar nitrogen dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan dan dari tumbuhan disalurkan kepada manusia dan hewan.