– Nitrogen secara sederhana adalah istilah terkait dengan makronutrien penting karena secara sederhana adalah istilah terkait dengan bagian dari asam nukleat dan protein. Nitrogen yang berada atmosfer, secara sederhana adalah istilah terkait dengan molekul diatomik N2, atau dinitrogen, dan terbesar dalam ekosistem darat. Namun, tumbuhan tidak dapat memanfaatkan nitrogen ini karena mereka tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk mengubahnya menjadi bentuk biologis yang bermanfaat. Namun, nitrogen dapat “tetap”. Hal ini dapat dikonversi menjadi amonia (NH3) melalui proses biologis, fisika, atau kimia.
Fiksasi nitrogen, mengkonversi nitrogen di atmosfer (N2) menjadi amonia (NH3), secara eksklusif dilakukan oleh prokariota, seperti bakteri tanah atau cyanobacteria. Proses biologis berkontribusi 65 persen dari nitrogen yang digunakan dalam pertanian. Sumber yang paling penting dari fiksasi nitrogen secara sederhana adalah istilah terkait dengan interaksi simbiosis antara bakteri dalam tanah dan tumbuhan legum (kacang-kacangan), termasuk banyak tumbuhan penting untuk manusia. NH3 yang dihasilkan dari fiksasi dapat diangkut ke dalam jaringan tumbuhan dan dimasukkan ke dalam asam amino, yang kemudian dibuat menjadi protein nabati.
Beberapa biji kacang-kacangan, seperti kacang kedelai dan kacang tanah, mengandung kadar protein yang tinggi dan secara sederhana adalah istilah terkait dengan salah satu sumber pertanian yang paling penting dari protein di dunia. Bakteri dalam tanah, secara kolektif disebut rhizobia, bersimbiosis dengan akar legum untuk membentuk struktur khusus yang disebut nodul di mana fiksasi nitrogen berlangsung. Proses ini mereduksi nitrogen di atmosfer menjadi amonia dengan menggunakan enzim nitrogenase.
Oleh karena itu, menggunakan rhizobia secara sederhana adalah istilah terkait dengan cara alami dan ramah lingkungan untuk menyuburkan tumbuhan sebagai lawan pemupukan kimia yang menggunakan sumber daya yang tidak terbarukan, seperti gas alam. Melalui simbiosis fiksasi nitrogen, tumbuhan menggunakan sumber yang tak terbatas dari nitrogen di atmosfer. Proses secara bersamaan memberikan kontribusi untuk kesuburan tanah karena sistem akar tumbuhan meninggalkan beberapa nitrogen biologis yang tersedia.
Seperti dalam simbiosis apapun, organisme mendapatkan keuntungan dari interaksi: tumbuhan memperoleh amonia dan bakteri mendapatkan senyawa karbon yang dihasilkan melalui fotosintesis, dan lingkungan yang aman.
Ringkasan
Diatomik nitrogen berlimpah di atmosfer dan tanah, tapi tumbuhan tidak dapat menggunakannya karena mereka tidak memiliki enzim yang diperlukan, nitrogenase, mengubahnya menjadi bentuk yang dapat mereka gunakan untuk membuat protein.
Bakteri tanah, atau rhizobia, mampu melakukan fiksasi nitrogen di mana gas nitrogen atmosfer (N2) diubah menjadi amonia (NH3) yang dapat digunakan tumbuhan untuk mensintesis protein.
Tumbuhan dan bakteri, keduanya mendapat manfaat dari proses fiksasi nitrogen; tumbuhan memperoleh nitrogen yang dibutuhkan untuk mensintesis protein, sedangkan bakteri memperoleh karbon dari tumbuhan dan lingkungan yang aman untuk hidup dalam akar tumbuhan