Teori Siklus biogeokimia

 

SIKLUS BIOGEOKIMIAPENGERTIAN

 Ekosistem merupakan kesatuan dari komponen-komponen biotik dan abiotik yangsaling berinteraksi, sehingga terjadi hubungan timbal balik di dalamnya. Setiap komponenabiotik disintesis menjadi sebuah bahan organik di dalam tubuh komponen biotik. Materiabiotik yang merupakan unsur-unsur penyusun bahan organik di dalam tubuh suatukomponen biotik tidak hilang apabila komponen biotik tersebut mati, melainkan didaur-ulangkembali melalui beberapa proses reaksi biologis dan reaksi geo-fisik-kimia secara alamiah.Karena itulah maka proses ini disebut siklus biogeokimia atau biasa disebut juga siklusorganik-anorganik.Siklus biogeokimia yang terjadi di alam dapat berupa silkus hidrologi/air, siklusoksigen dan karbon, siklus nitrogen, dan siklus materi (mineral) yang berupa unsur-unsurhara.

SIKLUS HIDROLOGI

Air (H

2

O) merupakan sumber daya terbatas, padahal air diperlukan mutlak untuk mendukung keterlanjutan kehidupan di bumi dan juga sangat penting bagi semua sektorsosio-ekonomi. Dari seluruh jumlah air yang ada di bumi sebanyak 1360 juta km

3

, hanya0.3251%v yang bersifat tawar berupa air sungai, air danau, air tanah, dan air bumi sampai jeluk 800 m, sedangkan 97,2%v berupa air laut dan sisanya 2,15%v berada dalam bentuk selubung es dan gletser.Salah satu fenomena yang berkaitan dengan air di seluruh bumi dan dipelajari dalamkajian ilmu pengetahuan adalah siklus hidrologi siklus hidrologi. Siklus hidrologi merupakanperputaran air di atmosfer dengan perubahan berbagai bentuk dan kembali pada bentuk awal.Hal ini menunjukkan bahwa volume air di permukaan bumi sifatnya tetap. Meskipun tetapdengan perubahan iklim dan cuaca mengakibatkan volume air dalam bentuk tertentu berubah,tetapi secara keseluruhan volume air adalah tetap. Siklus air secara alami berlangsung cukuppanjang dan cukup lama. Sulit untuk menghitung secara tepat berapa lama air menjalanisiklusnya, karena sangat tergantung pada kondisi geografis, pemanfaatan oleh manusia dansejumlah faktor lain.Siklus air atau siklus hidrologi melewati beberapa proses secara umum, yaknievaporasi, transpirasi, kondensasi dan presipitasi.

Evaporasi

Ketika air dipanaskan oleh sinar matahari, permukaan molekul-molekul air memilikicukup energi untuk melepaskan ikatan molekul air tersebut dan kemudian terlepas danmengembang sebagai uap air yang tidak terlihat di atmosfir.Sekitar 95.000 mil kubik air menguap ke angkasa setiap tahunnya. Hampir 80.000 milkubik menguapnya dari lautan. Hanya 15.000 mil kubik berasal dari daratan, seperti: danau,sungai, dan lahan yang basah lainnya.

Transpirasi (penguapan dari tumbuhan)

Uap air juga dikeluarkan dari daun-daun tumbuhan melalui sebuah proses yangdinamakan transpirasi. Setiap hari tanaman yang tumbuh secara aktif melepaskan uap air 5sampai 10 kali dari banyak air yang dapat ditahannya.

Kondensasi

Ketika uap air menguap, melalui arus udara/angin awan-awan itu berkumpul di suatutempat, lalu kemudian akibat tekanan udara terjadi peubahan suhu yang mengakibatkan awantersebut berkondensasi atau menjadi jenuh air dan dapat turun sebagai hujan (Presipitasi)

 

2

Presipitasi

Presipitasi merupakan pembentukan hujan, salju dan hujan batu (

hail

), yang bergantungpada suhu di sekitarnya.Gambar 1. Siklus HidrologiPada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atasatau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah.Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yangberbeda:

•

 

Evaporasi/transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb.kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Padakeadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akanturun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es.

•

 

Infiltrasi/Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah danpori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapileratau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hinggaair tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

•

 

Air Permukaan - Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dandanau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaansemakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruhair permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.

Macam-Macam dan Tahapan Proses Siklus Hidrologi :

 A.

 

Siklus Pendek / Siklus Kecil1.

 

Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari2.

 

Terjadi kondensasi dan pembentukan awan3.

 

Turun hujan di permukaan lautB.

 

Siklus Sedang1.

 

Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari2.

 

Terjadi kondensasi3.

 

Uap bergerak oleh tiupan angin ke darat4.

 

Pembentukan awan5.

 

Turun hujan di permukaan daratan6.

 

Air mengalir di sungai menuju laut kembaliC.

 

Siklus Panjang / Siklus Besar1.

 

Air laut menguap menjadi uap gas karena panas matahari2.

 

Uap air mengalami sublimasi3.

 

Pembentukan awan yang mengandung kristal es4.

 

Awan bergerak oleh tiupan angin ke darat

 

3

5.

 

Pembentukan awan6.

 

Turun salju7.

 

Pembentukan gletser8.

 

Gletser mencair membentuk aliran sungai9.

 

Air mengalir di sungai menuju darat dan kemudian ke laut

SIKLUS KARBON

Di atmosfer terdapat kandungan Karbon (C) sebanyak 0.03% dalam bentuk gas Karbondioksida (CO

2

). Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78°C. Dalam bentuk padat,karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering.Dalam biosfer terdapat sekitar 1900GtC gas karbon dioksida dan oksigen. Karbonadalah bagian yang penting dalam menunjang kehidupan di bumi, karena karbon berperandalam strutur biokimia dan nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Proses-proses perpindahankarbon di biosfer sama dengan proses perpindahan karbon di atmosfer, karena semua prosesyang terjadi di atmosfer harus melalui biosfer terlebih dahulu.Siklus karbon terjadi dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer,dan atmosfer bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampirsama meskipun hingga kini belum diketahui).Gambar 2. Siklus KarbonKarbon dapat diambil dari atmosfer dengan berbagai cara, antara lain:1.

 

Melalui proses fotosintesisKetika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesis untuk mengubahkarbondioksida menjadi karbohidrat dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Karbon padaproses ini akan banyak di serap oleh tumbuhan yang baru saja tumbuh atau pepohonanpada hutan yang sedang di reboisasi sehingga membutuhkan pertumbuhan yang cepat.12H

2

O + 6CO

2

+ cahaya

→

C

6

H

12

O

6

(glukosa) + 6O

2

+ 6H

2

O2.

 

Melalui sirkulasi termohalinPada permukaan laut di daerah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan karbondioksidalebih mudah larut dalam air. Karbondioksida yang larut tersebut akan terbawa olehsirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat menujuke dalam laut. Di laut bagian atas, pada daerah yang poduktivitasnya tinggi organisme

 

6

Oksigen secara cepat bersenyawa, membentuk oksida-oksida, seperti dengan karbondalam respirasi aerobik atau dengan karbon dan hidrogen dalam perubahan bahan bakar fosilseperti dengan metana.CH

4

+ 2O

2

 

→

CO

2

+ 2H

2

 Suatu aspek yang sangat penting dari siklus di stratosfer yaitu proses pembentukanozon, O

3

. Ozon membentuk lapisan tipis di stratosfer yang berfungsi sebagai filter dari radiasiultraviolet, dengan demikian dapat menjaga kehidupan di bumi dari kerusakan yangdisebabkan oleh radiasi tersebut.Siklus Oksigen disempurnakan atau diakhiri ketika unsur Oksigen masuk kembali keatmosfer dalam bentuk gas. Hanya ada satu cara yang signifikan dimana hal tersebut terjadi,yaitu melalui fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan.

SIKLUS NITROGEN

Nitrogen merupakan unsur terbesar yang terdapat di atmosfer, yaitu ±78% dari udara.Nitrogen di alam umumnya berupa gas terutama dalam bentuk sebagai dinitrogen (N

2

) dandalam jaringan tubuh organisme dalam bentuk asam amino dan asam nukleat. Dalam proseskehidupan, tumbuhan sebagai produsen hanya mampu menyerap nitrogen dalam bentuk ionnitrit (NO

3-

) dan amonium (NH

4+

) dari tanah. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasiterutama oleh bakteri (contoh:

 Marsiella crenatta

) yang terdapat pada akar tumbuhan legum,selain itu dapat juga dilakukan oleh beberapa jenis bakteri (

 Azotobacter sp.

yang bersifataerob dan

Clostridium sp.

yang bersifat anaerob.

 Nostoc sp.

dan

 Anabaena sp.

(ganggangbiru) juga mampu menambat nitrogen).Nitrogen yang diikat biasanya akan dirubah ke dalam bentuk amonia. Amoniadiperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasioleh bakteri nitrit, yaitu

 Nitrosomonas

dan

 Nitrosococcus

sehingga menghasilkan nitrat yangakan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadiamonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan caraini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.Nitrogen bebas di udara dalam bentuk N

2

dapat dioksidasi oleh karena pengaruh suhusaat terjadinya proses presipitasi menjadi nitrit (NO

3-

) ataupun amonium (NH

4+

) dankemudian turun sebagai air hujan.Gambar 4. Siklus Nitrogen

 

7

SIKLUS FOSFOR

 Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (padatumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik darihewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfatanorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis danmengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil.Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah danlaut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulangterus menerus.Siklus fosfor, bersifat kritis karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatasdalam ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang stabil, oleh karena itu siklus fosforadalah “endogenik”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam mineral-mineral yang sedikit sekali larut seperti hidroksiapilit, garam kalsium. Adapun gambar darisiklus fosfor adalah sebagai berikut:Gambar 5. Siklus FosforFosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, diserap olehtanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetik dalamorganisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan/penguraian mikroba mengembalikanfosfor kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan mineral.Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat digunakan sebagai bahan pupuk, industry kimia,dan “food additives”. Fosfor merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangattoksik, terutama insektisida organofosfat.

SIKLUS BELERANG

Secara alami, belerang/sulfur terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Ada juga yang berasal dari gunung berapi dan sisa pembakaran minyak bumi dan batubara. Sulfurdireduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfurdioksida atau hidrogen sulfida. Dan melalui proses aerobik tumbuhan mendapat sulfur daridalam tanah dalam bentuk sulfat (SO

4

). Kemudian tumbuhan tersebut dimakan hewansehingga sulfur berpindah ke hewan. Lalu hewan dan tumbuhan mati diuraikan menjadi gasH

2

S atau menjadi sulfat lagi.

 

8

Gambar 6. Siklus BelerangSetiap daur melibatkan unsur organisme untuk membantu menguraikan senyawa-senyawa menjadi unsur-unsur. Dalam daur belerang misalnya, mikroorganisme yangbertanggung jawab dalam setiap trasformasi adalah sebagai berikut :1.

 

H

2

S

→

S

→

SO

4

; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu.2.

 

SO

4

 

→

H

2

S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.3.

 

H

2

S

→

SO

4

(Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.4.

 

S organik 

→

SO

4

+ H

2

S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik aerobik dananaerobik.Selain itu ada beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain

 Desulfomaculum

dan

 Desulfibro

yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H

2

S). Kemudian H

2

S digunakan bakteri fotoautotrof aerob seperti

Chromatium

dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksida menjadi sulfat oleh bakterikemolitotrof seperti

Thiobacillus

.

 

6

Oksigen secara cepat bersenyawa, membentuk oksida-oksida, seperti dengan karbondalam respirasi aerobik atau dengan karbon dan hidrogen dalam perubahan bahan bakar fosilseperti dengan metana.CH

4

+ 2O

2

 

→

CO

2

+ 2H

2

 Suatu aspek yang sangat penting dari siklus di stratosfer yaitu proses pembentukanozon, O

3

. Ozon membentuk lapisan tipis di stratosfer yang berfungsi sebagai filter dari radiasiultraviolet, dengan demikian dapat menjaga kehidupan di bumi dari kerusakan yangdisebabkan oleh radiasi tersebut.Siklus Oksigen disempurnakan atau diakhiri ketika unsur Oksigen masuk kembali keatmosfer dalam bentuk gas. Hanya ada satu cara yang signifikan dimana hal tersebut terjadi,yaitu melalui fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan.

SIKLUS NITROGEN

Nitrogen merupakan unsur terbesar yang terdapat di atmosfer, yaitu ±78% dari udara.Nitrogen di alam umumnya berupa gas terutama dalam bentuk sebagai dinitrogen (N

2

) dandalam jaringan tubuh organisme dalam bentuk asam amino dan asam nukleat. Dalam proseskehidupan, tumbuhan sebagai produsen hanya mampu menyerap nitrogen dalam bentuk ionnitrit (NO

3-

) dan amonium (NH

4+

) dari tanah. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasiterutama oleh bakteri (contoh:

 Marsiella crenatta

) yang terdapat pada akar tumbuhan legum,selain itu dapat juga dilakukan oleh beberapa jenis bakteri (

 Azotobacter sp.

yang bersifataerob dan

Clostridium sp.

yang bersifat anaerob.

 Nostoc sp.

dan

 Anabaena sp.

(ganggangbiru) juga mampu menambat nitrogen).Nitrogen yang diikat biasanya akan dirubah ke dalam bentuk amonia. Amoniadiperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasioleh bakteri nitrit, yaitu

 Nitrosomonas

dan

 Nitrosococcus

sehingga menghasilkan nitrat yangakan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadiamonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan caraini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.Nitrogen bebas di udara dalam bentuk N

2

dapat dioksidasi oleh karena pengaruh suhusaat terjadinya proses presipitasi menjadi nitrit (NO

3-

) ataupun amonium (NH

4+

) dankemudian turun sebagai air hujan.Gambar 4. Siklus Nitrogen

 

7

SIKLUS FOSFOR

 Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (padatumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik darihewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfatanorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis danmengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil.Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah danlaut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulangterus menerus.Siklus fosfor, bersifat kritis karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatasdalam ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang stabil, oleh karena itu siklus fosforadalah “endogenik”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam mineral-mineral yang sedikit sekali larut seperti hidroksiapilit, garam kalsium. Adapun gambar darisiklus fosfor adalah sebagai berikut:Gambar 5. Siklus FosforFosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, diserap olehtanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetik dalamorganisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan/penguraian mikroba mengembalikanfosfor kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan mineral.Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat digunakan sebagai bahan pupuk, industry kimia,dan “food additives”. Fosfor merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangattoksik, terutama insektisida organofosfat.

SIKLUS BELERANG

Secara alami, belerang/sulfur terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Ada juga yang berasal dari gunung berapi dan sisa pembakaran minyak bumi dan batubara. Sulfurdireduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfurdioksida atau hidrogen sulfida. Dan melalui proses aerobik tumbuhan mendapat sulfur daridalam tanah dalam bentuk sulfat (SO

4

). Kemudian tumbuhan tersebut dimakan hewansehingga sulfur berpindah ke hewan. Lalu hewan dan tumbuhan mati diuraikan menjadi gasH

2

S atau menjadi sulfat lagi.

 

8

Gambar 6. Siklus BelerangSetiap daur melibatkan unsur organisme untuk membantu menguraikan senyawa-senyawa menjadi unsur-unsur. Dalam daur belerang misalnya, mikroorganisme yangbertanggung jawab dalam setiap trasformasi adalah sebagai berikut :1.

 

H

2

S

→

S

→

SO

4

; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu.2.

 

SO

4

 

→

H

2

S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.3.

 

H

2

S

→

SO

4

(Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.4.

 

S organik 

→

SO

4

+ H

2

S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik aerobik dananaerobik.Selain itu ada beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain

 Desulfomaculum

dan

 Desulfibro

yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H

2

S). Kemudian H

2

S digunakan bakteri fotoautotrof aerob seperti

Chromatium

dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksida menjadi sulfat oleh bakterikemolitotrof seperti

Thiobacillus

.

 

6

Oksigen secara cepat bersenyawa, membentuk oksida-oksida, seperti dengan karbondalam respirasi aerobik atau dengan karbon dan hidrogen dalam perubahan bahan bakar fosilseperti dengan metana.CH

4

+ 2O

2

 

→

CO

2

+ 2H

2

 Suatu aspek yang sangat penting dari siklus di stratosfer yaitu proses pembentukanozon, O

3

. Ozon membentuk lapisan tipis di stratosfer yang berfungsi sebagai filter dari radiasiultraviolet, dengan demikian dapat menjaga kehidupan di bumi dari kerusakan yangdisebabkan oleh radiasi tersebut.Siklus Oksigen disempurnakan atau diakhiri ketika unsur Oksigen masuk kembali keatmosfer dalam bentuk gas. Hanya ada satu cara yang signifikan dimana hal tersebut terjadi,yaitu melalui fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan.

SIKLUS NITROGEN

Nitrogen merupakan unsur terbesar yang terdapat di atmosfer, yaitu ±78% dari udara.Nitrogen di alam umumnya berupa gas terutama dalam bentuk sebagai dinitrogen (N

2

) dandalam jaringan tubuh organisme dalam bentuk asam amino dan asam nukleat. Dalam proseskehidupan, tumbuhan sebagai produsen hanya mampu menyerap nitrogen dalam bentuk ionnitrit (NO

3-

) dan amonium (NH

4+

) dari tanah. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasiterutama oleh bakteri (contoh:

 Marsiella crenatta

) yang terdapat pada akar tumbuhan legum,selain itu dapat juga dilakukan oleh beberapa jenis bakteri (

 Azotobacter sp.

yang bersifataerob dan

Clostridium sp.

yang bersifat anaerob.

 Nostoc sp.

dan

 Anabaena sp.

(ganggangbiru) juga mampu menambat nitrogen).Nitrogen yang diikat biasanya akan dirubah ke dalam bentuk amonia. Amoniadiperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasioleh bakteri nitrit, yaitu

 Nitrosomonas

dan

 Nitrosococcus

sehingga menghasilkan nitrat yangakan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadiamonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan caraini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.Nitrogen bebas di udara dalam bentuk N

2

dapat dioksidasi oleh karena pengaruh suhusaat terjadinya proses presipitasi menjadi nitrit (NO

3-

) ataupun amonium (NH

4+

) dankemudian turun sebagai air hujan.Gambar 4. Siklus Nitrogen

 

7

SIKLUS FOSFOR

 Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (padatumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik darihewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfatanorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis danmengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil.Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah danlaut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulangterus menerus.Siklus fosfor, bersifat kritis karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatasdalam ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang stabil, oleh karena itu siklus fosforadalah “endogenik”. Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam mineral-mineral yang sedikit sekali larut seperti hidroksiapilit, garam kalsium. Adapun gambar darisiklus fosfor adalah sebagai berikut:Gambar 5. Siklus FosforFosfor terlarut dari mineral-mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, diserap olehtanaman dan tergabung dalam asam nukleat yang menyusun material genetik dalamorganisme. Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan/penguraian mikroba mengembalikanfosfor kepada larutan garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan mineral.Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat digunakan sebagai bahan pupuk, industry kimia,dan “food additives”. Fosfor merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa sangattoksik, terutama insektisida organofosfat.

SIKLUS BELERANG

Secara alami, belerang/sulfur terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Ada juga yang berasal dari gunung berapi dan sisa pembakaran minyak bumi dan batubara. Sulfurdireduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfurdioksida atau hidrogen sulfida. Dan melalui proses aerobik tumbuhan mendapat sulfur daridalam tanah dalam bentuk sulfat (SO

4

). Kemudian tumbuhan tersebut dimakan hewansehingga sulfur berpindah ke hewan. Lalu hewan dan tumbuhan mati diuraikan menjadi gasH

2

S atau menjadi sulfat lagi.

 

8

Gambar 6. Siklus BelerangSetiap daur melibatkan unsur organisme untuk membantu menguraikan senyawa-senyawa menjadi unsur-unsur. Dalam daur belerang misalnya, mikroorganisme yangbertanggung jawab dalam setiap trasformasi adalah sebagai berikut :1.

 

H

2

S

→

S

→

SO

4

; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu.2.

 

SO

4

 

→

H

2

S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.3.

 

H

2

S

→

SO

4

(Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.4.

 

S organik 

→

SO

4

+ H

2

S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik aerobik dananaerobik.Selain itu ada beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain

 Desulfomaculum

dan

 Desulfibro

yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H

2

S). Kemudian H

2

S digunakan bakteri fotoautotrof aerob seperti

Chromatium

dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksida menjadi sulfat oleh bakterikemolitotrof seperti

Thiobacillus

.