NITROGEN UNTUK TANAMAN DALAM SISTEM AKUAPONIK

Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat (ADN dan ARN) atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat. Meskipun 78% di udara terdapat nitrogen bebas, namun tumbuhan dan hewan pada umumnya tidak mampu menggunakannya dalam bentuk bebas. Nitrogen harus diubah menjadi bahan nitrogen lain sehingga dapat digunakan.

Tahap Pertama.

Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Nitrogen diikat oleh bakteri yang ada di dalam tanah (biasanya dalam bentuk amonia). Selanjutnya oleh bakteri nitrifikasi diubah menjadi nitrit (NO₂^-), kemudian menjadi nitrat (NO₃^-), yang mana dapat diserap dari tanah oleh tumbuhan (disebut proses nitrifikasi).

Beberapa tanaman mempunyai nodul pada akarnya yang di dalamnya terdapat bakteri pengikat nitrogen. Misalnya bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Bakteri mengubah banyak nitrogen menjadi asam amino yang dilepaskan ke jaringan tumbuhan. Tanaman dengan nodul ini mampu hidup dalam kondisi tanah yang miskin nitrogen, misalnya ercis, tanaman dengan daun menjari dan tanaman lain yang termasuk dalam keluarga kacang-kacangan (legume).

Kadang-kadang tanaman ini digunakan untuk mengisi lahan yang miskin nitrogen selama masa perputaran setelah panen padi. Kemampuan yang secara besar dapat mengurangi kebutuhan pemupukan pertanian. Dalam ekosistem air, alga hijau-biru juga mampu menyerap nitrogen. Nitrogen juga dapat terikat di atmosfer melalui masuknya energi elektrik misalnya melalui penyinaran.

Tahap Kedua

Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Sedangkan hewan hanya memperoleh nitrogen organik dari tumbuhan atau hewan lain yang dimakannya. Protein yang dicerna akan menjadi asam amino yang selanjutnya dapat disusun menjadi protein-protein baru pada tingkat trofik berikutnya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang dikandungnya akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat dilepaskan sebagai gas amonia (NH₃) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH₄⁺). Proses ini disebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.

Jadi, daur nitrogen ini melibatkan beberapa jenis mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam daur nitrogen ialah :

1.Nitrosomanas mengubah amonium menjadi nitrit.

2.Nitrobacter mengubah nitrit menjadi nitrat

3.Rhizobium menambat nitrogen dari udara

4.Bakteri hidup bebas pengikat nitrogen seperti Azotobakter (aerobik) dan Clostridium (anaerobik)

5.Alga biru hijau pengikat nitrogen seperti Anabaena, Nostoc dan anggota-anggota lain dari ordo Nostocales

6.Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti Rhodospirillum

Meskipun pengikatan secara alami menghasilkan cukup nitrogen untuk proses yang berlangsung secara alami, namun pembentukan nitrogen oleh industri yang digunakan untuk pemupukan dan produk lain melampui kebutuhan ekosistem darat.