Minggu, 28 Mei 2017
MAKALAH DASAR-DASAR
EKOLOGI
SIKLUS
NITROGEN, OKSIGEN, CARBON
Ir. Ernita,
MP
OLEH
KELOMPOK 4
ANDI KUSMAWAN NPM 164110083
JEFRI
PRATAMA PUTRA NPM 164110102
RAMA
ELFIMAN
SEPTIAN NPM
164110113
JURUSAN
AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
ISLAM RIAU
2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat
Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga kami berhasil
menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya yang berjudul’’ Siklus Gas
Nitrogen, Oksigen, dan Karbon”.
Makalah
ini berisikan tentang Siklus Gas
Nitrogen, Oksigen, dan Karbon. Kami berharap makalah
ini dapat memberikan informasi kepada kita semua sehingga dapat menambah
wawasan kita. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun
selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Dan semoga makalah ini bisa
memberikan sumbangsih positif bagi kita semuanya.
Akhir
kata, kami sampaikan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada pembimbing kami
sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik untuk memenuhi tugas
mata kuliah Dasar-Dasar Ekologi
Pertanian. Semoga Allah senantiasa meridhai
segala usaha kita.
Pekanbaru,
April 2017
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA
PENGANTAR...................................................................................... i
DAFTAR ISI..................................................................................................... ii
BAB I
PENDAHULUAN.............................................................................. .. 1
A.
Latar Belakang..................................................................................... .. 1
B.
Rumusan Masalah................................................................................. .. 2
C.
Tujuan................................................................................................... .. 2
BAB II
PEMBAHASAN............................................................................... .. 3
A.
Pengertian
Siklus Biogeokimia............................................................. .. 3
B.
Siklus Nitrogen..................................................................................... .. 3
C.
Siklus Oksigen...................................................................................... .. 7
D.
Siklus Karbon....................................................................................... .. 9
BAB III
PENUTUP....................................................................................... 12
A.
Kesimpulan........................................................................................... 12
B.
Saran..................................................................................................... 12
DAFTAR
PUSTAKA.................................................................................... 13
BAB
1
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Materi yang menyusun tubuh organisme
berasal dari bumi. Materi yang berupa unsur-unsur terdapat dalam senyawa kimia
yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan tak hidup. Siklus biogeokimia atau siklus organik dan anorganik
adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke
biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak
hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam
lingkungan abiotik.
Semua yang ada di bumi ini baik mahluk
hidup maupun benda mati tersusun oleh materi. Materi ini tersusun atas unsur-unsur
kimia antara lain Oksigen (O), Nitrogen (N), Karbon (C). Unsur-unsur kimia tersebut atau yang
umum disebut materi dimanfaatkan produsen untuk membentuk bahan organik dengan
bantuan matahari atau energi yang berasal dari reaksi kimia. Bahan organik yang
dihasilkan merupakan sumber energi bagi organisme. Proses makan dan dimakan
pada rantai makanan mengakibatkan aliran materi
dari mata rantai yang satu ke mata rantai yang lain. Walaupun mahluk hidup
dalam satu rantai makanan mati, aliran materi akan tetap berlangsung terus.
Karena mahluk yang mati tersebut diurai oleh dekomposer yang akhirnya akan
masuk lagi ke rantai makanan berikutnya. Demikian interaksi ini terjadi secara
terus menerus sehingga membentuk suatu aliran energi dan daur materi.
Mahluk hidup, terutama tumbuhan ikut
mendapat pengaruh yang cukup signifikan dari suplai hara dan energi. Di alam,
semua elemen-elemen kimiawi dapat masuk dan keluar dari sistem untuk menjadi
mata rantai siklus yang lebih luas dan bersifat global. Namun demikian ada
suatu kecenderungan sejumlah elemen beredar secara terus menerus dalam
ekosistem dan menciptakan suatu siklus internal. Siklus ini dikenal sebagai
siklus biogeokimia karena prosesnya menyangkut perpindahan komponen bukan jasad
(geo), ke komponen jasad (bio) dan kebalikannya. Siklus
biogeokimia pada akhirnya cenderung mempunyai mekanisme umpan-balik yang dapat
mengatur sendiri (self regulating)
yang menjaga siklus itu dalam keseimbangan.
B.
Rumusan
Masalah
1.
Bagaimanakah pengertian siklus
biogeokimimia?
2.
Bagaimanakah pengertian siklus dan
faktor yang mempengaruhi N (nitrogen)?
3.
Bagaimanakah pengertian siklus dan
faktor yang mempengaruhi O (oksigen)?
4.
Bagaimanakah pengertian siklus dan
faktor yang mempengaruhi C (karbon)?
C.
Tujuan
1.
Menjelaskan pengertian siklus
biogeokimimia
2.
Menjelaskan pengertian siklus dan faktor
yang mempengaruhi N (nitrogen)
3.
Menjelaskan pengertian siklus dan faktor
yang mempengaruhi O (oksigen)
4.
Menjelaskan pengertian siklus dan faktor
yang mempengaruhi C (karbon)
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Siklus Biogeokimia
Siklus biogeokimia atau yang biasa disebut dengan siklus organik-anorganik
adalah siklus unsur-unsur atau senyawa kimia yang mengalirdari komponen abiotik
ke komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur
tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi
kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut sebgai siklus biogeokimia.
Siklus biogeokimia yang terjadi di alam dapat berupa silkus air, siklus
oksigen dan karbondioksida (karbon), siklus nitrogen, dan siklus materi (mineral)
yang berupa unsur-unsur hara.
B.
Siklus
Nitrogen (N)
Nitrogen
merupakan suatu bagian dari sel hidup dan bagian utama dari semua protein,
enzim dan proses metabolik yang disertakan pada sintesa dan perpindahan
energi.sedangkan Siklus nitrogen adalah proses di mana nitrogen dari atmosfer
diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman dan hewan atau
merupakan proses perubahan nitrogen
anorganik menjadi nitrogen organik yaitu amonia (NH3), nitrit (NO2), nitrat (NO3).
Kemudian menjadi nitrogen anorganik lagi. Nitrat merupakan zat
nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk dapat tumbuh dan berkembang,
sementara nitrit merupakan senyawa toksik yang dapat mematikan organisme air.
Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari
udara. Nitrogen bebas dapat difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil
akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga
dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan petir. Unsur hara yang tidak kalah pentingnya dengan
karbohidrat ialah protein, yakni suatu senyawa yang mengandung nitrogen disamping
C,H, dan O. Dan kita ketahui, udara
mengandung 79 % nitrogen. Nitrogen bebas ini (dalam bentuk N2) dapat difiksaasi
terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan
beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas ini mempunyai sifat lembab (tidak mudah
bereaksi). Sehingga untuk memecahnya diperlukan energi tinggi, seperti contoh
bantuan petir. Selain itu , nitrogen
bebas ini diasimilasi oleh tumbuhan lewat perakaran dalam bentuk nitrat.
Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil
penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh
bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan
nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri
denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi
nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan
berulang dalam ekosistem. Berikut ini
penjelasan lebih lanjut dari proses-proses dalam siklus nitrogen :
Diagram di atas menunjukkan bagaimana proses-proses cocok
bersama untuk membentuk siklus nitrogen.
1.
Fiksasi
Fiksasi
Nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di
udara menjadi amonia (NH3). Mikroorganisme yang memfiksasi nitrogen
disebut diazotrof. Mikroorganisme ini
memiliki enzim nitrogenaze yang dapat
menggabungkan hidrogen dan nitrogen.
2.
Asimilasi
Asimilasi merupakan
Penyerapan dan penggabungan dengan unsur lain membentuk zat baru dengan sifat
baru. Senyawa Nitrat (NO3)- diserap oleh tumbuhan
mengalami proses asimilasi menjadi bahan penyusun organ pada tumbuhan. Tumbuhan
sebagai Produsen dikonsumsi oleh manusia dan hewan.
3.
Amonifikasi
Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah menjadi amonium (NH4+) oleh
bakteri dan jamur.
4.
Nitrifikasi
Nitrifikasi merupakan reaksi penting dalam siklus nitrogen,
yaitu oksidasi amonium menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat.
Nitrifikasi autotrofik dilakukan oleh dua kelompok bakteri kemolitotrofik yang
berbeda, yaitu ammonia-oxidizing bacteria (AOB) seperti Nitrosomonas dan
nitriteoxidizing bacteria (NOB) seperti Nitrobacter. Proses nitrifikasi sebenarnya tidak
hanya dilakukan oleh bakteri kemolitotrofik tetapi berbagai mikroorganisme
lainnya, seperti bakteri heterotrofik, kapang, dan khamir juga mempunyai
kemampuan untuk mengoksidasi berbagai komponen nitrogen.
5.
Denitrifikasi
Denitrifikasi merupakan proses
preduksian senyawa Nitrat menjadi gas nitrogen atau gas nitrogen oksida, dengan
nitrogen bertindak sebagai penerima hidrogen. Produksi nitrogen bebas dari
senyawa-senyawa organic tidaklah melalui aksi mikroorganisme, namun terbentuk
secara tidak langsung oleh saling tindak antara asam nitrat bebas dengan
senyawa amino, yang keduanya dihasilkan secara bersama melalui biang bakteri.
6.
Oksidasi Amonia Anaerobik
Dalam
proses biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke
elemen (N2) gas nitrogen.
Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di lautan.
1.
Faktor yang mempengaruhi Siklus Nitrogen
Siklus nitrogen dipengaruhi oleh faktor-faktor yang
bekerja untuk memfasilitasi konversi nitrogen ke berbagai keadaan dan kembali
melalui atmosfer. Faktor-faktor ini meliputi :
a.
Penggunaan pupuk pertanian.
b.
Pertumbuhan tanaman kacang-kacangan oleh petani.
Kacang-kacangan dapat mengubah nitrogen menjadi nitrat dan nitrit.
c.
Penggunaan nitrat oleh bakteri dalam tanah.
d.
Mikroba dalam tanah dan air yang mengubah amonia
menjadi nitrit.
e.
Bakteri yang disebut Nitrosomonas yang mengkonversi
amonia menjadi nitrit.
f.
Bakteri yang disebut Nitrobacter mengubah nitrit
menjadi nitrat.
g.
Rayap dan pasangan shipworms dengan bakteri untuk
mengubah bentuk nitrogen itu.
h.
Cyanobacteria yang hidup di lingkungan semi-akuatik
dapat berpartisipasi dalam siklus nitrogen.
i.
Fiksasi industri dapat digunakan untuk mengkonversi
nitrogen untuk amonia pada suhu 600 derajat dan seterusnya dengan menggunakan
katalis.
j.
Nitrogen bisa diperbaiki diudara melalui petir.
2.
Manfaat Siklus Nitrogen (N)
a.
Siklus
nitrogen penting karena nitrogen merupakan salah satu nutrisi yang paling
penting untuk pertumbuhan tanaman.
b.
Nitrogen
dalam berbagai bentuk melewati sekitar siklus alam dan ekosistem pertanian.
c.
Kandungan
nitrogen dan pasokan ke tanah dan hilangnya nitrogen dari tanah menentukan
produksi dan keberlanjutan tanaman.
d.
Pada
tumbuhan, nitrogen merupakan salah satu unsur utama yang diperlukan untuk
pertumbuhan tanaman dan reproduksi.
e.
Klorofil
merupakan nitrogen dan karena itu sangat penting untuk fotosintesis.
f.
Hal
ini juga merupakan unsur penting dari tumbuhan dan hewan protein.
g.
Materi
genetik DNA dan RNA terdiri dari nitrogen.
h.
Nitrogen
diperlukan untuk pertumbuhan tanaman yang cepat.
C.
Siklus Oksigen (O)
Siklus oksigen adalah sirkulasi
oksigen dalam berbagai bentuk melalui alam. Berada bebas di udara dan terlarut
di dalam air, oksigen adalah unsur kedua setelah nitrogen dalam kelimpahan di
antara unsur-unsur tanpa terikat diatmosfer. Tumbuhan dan hewan menggunakan
oksigen untuk bernafas dan mengembalikannya ke udara dan air sebagai karbon
dioksida (CO2).
Siklus ini
menggambarkan pertukaran dari oksigen antara bentuk gas O2 yang
terdapat dengan jumlah besar dalam atmosfer, dan oksigen yang terikat secara
kimia dalam CO2, H2O dan bahan-bahan organik. Siklus ini
berkaitan sangat erat dengan siklus unsur lainnya, terutama dengan siklus
karbon. Unsur ini secara cepat bersenyawa, membentuk oksida-oksida, seperti
dengan aerobik atau dengan karbon dan hidrogen dalam perubahan bahan bakar
fosil seperti dengan metana.
CH4 + 2O2
→ CO2 + 2 H2O
Siklus
oksigen adalah serangkaian proses rumit di mana semua atom oksigen hadir di
bumi beredar. Oksigen adalah salah satu dari lebih dari 100 unsur yang
diketahui, dan salah satu dari enam unsur utama dari organisme hidup. Bumi
tidak menerima masalah dari luar kecuali dari sesekali meteorit (dan ini
diabaikan). Dengan demikian, atom oksigen (bersama dengan unsur-unsur lain)
adalah bagian dari sistem tertutup, yaitu, mereka tidak dapat hilang atau diisi
ulang. Tetapi ini jumlah atom oksigen di daur ulang di seluruh bumi semua
proses yang menggunakan bahan kimia yang mengandung oksigen. Proses ini
membentuk siklus yang melibatkan biosfer, litosfer, atmosfer dan hidrosfer.
1.
Faktor Yang Memperngaruhi Siklus
Oksigen
Penyebab
kenapa harus ada daur oksigen, karena adanya produktifitas akan karbon
monoksida dan karbon dioksida yang berasal dari:
a.
Respirasi (pernafasan) yang menghasilkan Karbondioksida (CO₂)
b.
Penggunaan
bahan bakar fosil untuk kendaraan maupun mesin bermotor yang menghasilkan karbonmonoksida
(CO)
c.
Pembakaran
hutan, yang menghasilkan berbagai asap
2.
Manfaat Siklus Oksigen (O)
a.
Respirasi
b.
Membantu
metabolisme tubuh
c.
Melancarkan
peredaran darah
d.
Menjaga
imunitas tubuh manusia
D.
Siklus Carbon (C)
Pengertian Karbon adalah suatu
senyawa di atmosfer sebagai CO2, di dalam jaringan semua mahluk hidup dan
tersebar dalam perut bumi. Tumbuhan hijau dan hewan serta organisme yang lain
berperan aktif dalam kelangsungan siklus karbon. CO2 merupakan salah satu
komponen pokok untuk berlangsungnya fotosintesis. Siklus Karbon sumber utamanya
adalah batu bara dan gas bumi.
Siklus karbon merupakan bagian dari daur energi. Reaksi
fotosintesis sangat esensial untuk daur karbon maupun daur energy. Melalui
proses fotosintesisnya tumbuhan hijau berperan dalam siklus karbon, karbon
diubah menjadi karbondioksida kemudian diubah menjadi karbohidrat dengan
bantuan energy matahari dan pigmen klorofil.
Reaksi
fotosintesis terjadi dihutan-hutan, di padang rumput, dan juga pada rumput laut
di lautan. Dalam daur karbon, karbon dioksida dibutuhkan tumbuhan, yang
kemudian akan dikonsumsi hewan, ikan atau manusia untuk kebutuhan sel dan
energi. Dalam bentuk karbon dioksida dikembalikan ke alam, bila hewan atau
tumbuhan terrsebut mati akibat kerja mikroorganisme karbon akan dikembalikan ke
bumi.
Karbon dioksida diudara akan difiksasi ke dalam jaringan
hidup melalui fotoototrof tanaman dan ganggang, kemudian ototrof tersebut akan
dikonsumsi oleh heterotrof, yang akan menggunakan karbon tersebut untuk energy
dan pertumbuhannya.
Karbon
dioksida juga akan terlarut dalam air dan tanah dan dapat membentuk ion
bikarbonat. Karbon dapat diperoleh juga dari pembakaran kayu dan fosil yang
akan menghasilkan karbon dioksida ke atmosfer, pada keadaan kekurangan oksigen
karbon dioksida dapat diubah menjadi karbon monoksida, spesies tertentu
mikroorganisme gas toksik tersebut akan mengubah menjadi karbon dioksida dan
energi.
1.
Faktor Yang Memperngaruhi Siklus
Carbon (C), Di Ekosistem (daratan) Yaitu :
a.
Kondisi
vegetasi yang meliputi jenis atau tipe vegetasi atau hutan
b.
Kondisi
tempat tumbuh dan lingkungan yang meliputi faktor edafis, klimatis.
c.
Kondisi
penggelolaan yang melalui pengaturan ruang (tata ruang dan penggunaan lahan dan
hutan)
d.
Kondisi
gangguan seperti perubahan lingkungan, kemarau, ledakan, gangguan hama dan
penyakit.
2.
Faktor Yang Memperngaruhi Siklus
Carbon (C), Di Perairan Yaitu :
a.
Kadar
ph di laut
b.
Penguapan
air laut
c.
Pelapukan
batuan
d.
Gunung
berapi dibawah laut, divusi dan CO2 di udara.
3.
Manfaat Siklus Carbon (C)
a.
Membantu
tumbuhan untuk melakukan fotosintesis
b.
Merupakan
unsur dasar dari protein, lemak, dan asam nukleat
c.
Metabolisme
d.
Sebagai
bahan bakar fosil
e.
Vegetable carbon’ atau karbon aktif
sering digunakan sebagai agen pemutih atau penyerap gas yang banyak digunakan
dalam sistem filtrasi
f.
Karbon (dalam bentuk karbon dioksida)
juga digunakan dalam minuman bersoda, alat pemadam kebakaran, dan bahan pembuat
es kering
g.
Barang sehari-hari seperti parfum,
semir sepatu, dan kertas karbon menggunakan karbon
h.
Semua kegiatan metabolisme yang
berlangsung dalam tubuh melibatkan karbon sebagai komponen dasar. Sebagai
contoh, hormon dan enzim mengandung karbon
i.
Arang aktif digunakan dalam
pengobatan untuk menyerap berbagai racun atau gas yang diproduksi dalam tubuh
manusia
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
1.
Siklus
biogeokimia atau yang biasa disebut dengan siklus organik-anorganik adalah
siklus unsur-unsur atau senyawa kimia yang mengalirdari komponen abiotik ke
komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik, seperti siklus gas
nitrogen, oksigen, dan karbon.
2.
Siklus nitrogen adalah proses di mana
nitrogen dari atmosfer diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman
dan hewan atau merupakan proses perubahan
nitrogen anorganik menjadi nitrogen organik yaitu amonia (NH3), nitrit (NO2),
nitrat (NO3).
3.
Siklus oksigen adalah sirkulasi oksigen
dalam berbagai bentuk melalui alam. Berada bebas di udara dan terlarut di dalam
air, oksigen adalah unsur kedua setelah nitrogen dalam kelimpahan di antara
unsur-unsur tanpa terikat diatmosfer.
4.
Karbon
adalah suatu senyawa di atmosfer sebagai CO2, di dalam jaringan semua mahluk
hidup dan tersebar dalam perut bumi. Tumbuhan hijau dan hewan serta organisme
yang lain berperan aktif dalam kelangsungan siklus karbon.
B.
Saran
Keseimbangan siklus ini perlu dijaga. Jika aktivitas manusia tidak
memperhatikan lingkungan, keseimbangan unsur dalam siklus akan terganggu.
Akibat ketidakseimbangan tersebut, terjadi berbagai masalah yang dampaknya
tidak hanya berpengaruh terhadap manusia, tetapi juga terhadap lingkungan hidup
DAFTAR PUSTAKA
http://kliksma.com,pengertian-siklus-oksigen.html.
Diunduh pada tanggal 07 April 2017. Pukul 08.12
http://sudarmajustboy.blogspot.co.id.daur-oksigen-lengkap-pengertian-proses.html.
Diunduh pada tanggal 07 April 2017. Pukul 08.34
http://ridwan13diaguna.blogspot.co.id.maklah-siklus-karbon.html.
Diunduh pada tanggal 08 April 2017. Pukul 11.35
http://usaha321.net/proses-siklus-nitrogen-dan-peranan-mereka.html.
Diunduh pada tanggal 09 April 2017. Pukul 13.03
https://www.amazine.co/30814/12-kegunaan-umum-karbon-6-manfaatnya-pada-tubuh-manusia/.
Diunduh pada tanggal 11 April 2017. Pukul 17.50
http://manfaat.co.id/20-manfaat-oksigen-bagi-manusia.
Diunduh pada tanggal 11 April 2017. Pukul 18.00
TUGAS MAKALAH PENDIDIKAN PANCASILA DAN KEWARGANEGARAAN 4 PILAR KEBANGSAAN
TUGAS MAKALAH PENDIDIKAN PANCASILA DAN KEWARGANEGARAAN 4 PILAR KEBANGSAAN OLEH KELOMPOK 4 1. ADRIAN SIDDIQ ...
