BAHAN AJAR BIOLOGI DAUR BIOGEOKIMIA Disusun guna memenuhi tugas PPG Dalam Jabatan Kategori 1 Gelombang 2 Disusun Oleh: Dewi Maysaroh, S.Pd SMA NEGERI 2 EMBER 2022 i
KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karens berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga bahan ajar kelas X SMA berjudul ”Daur Biogeokimiai” dapat terselesaikan. Materi ajar ini disusun secara sistematis dan semenarik mungkin dilengkapi oleh materi, rangkuman, forum diskusi dan latihan soal untuk memudahkan kalian dalam belajar berbasis masalah atau Problem Based Learning. Selama penyelesaian materi ajar ini, ada hambatan dan kesulitan yang dihadapi. Terima kasih kepada seluruh pihak terkait, atas bimbingan, dukungan, motivasi, perhatian, dan bantuan yang diberikan selama penyusunan materi ajar. Akhir kata, Semoga materi ajar ini dapat memberikan manfaat bagi yang membacanya. Penyusun menyadari bahwa di dalam materi ajar ini masih ada kekurangan. Mohon kiranya arahan yang membangun sehingga materi ajar dapat sempurna dan bermanfaat untuk kemajuan kualitas edukasi Jember, 2 Januari 2022 Penulis ii
DAFTAR ISI HALAMAN COVER DALAM KATA PENGANTAR DAFTAR ISI i ii iii 1. PENDAHULUAN 1 2. INTI 2 2.1 Capaian Pembelajaran 2 2.2 Tujuan Pembelajaran 2 2.3 Pokok Materi 2 s2.4 Uraian Materi 3 2.5 Forum Diskusi 10 2.6 Latihan Soal 11 3. PENUTUP 15 Rangkuman 15 GLOSARIUM 16 DAFTAR PUSTAKA 28 iii
BAB 1 PENDAHULUAN 1. Deskripsi Singkat Siklus biogeokimia atau siklus organik anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagike komponen abiotik. Siklus biogeokimia antara lain: siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus sulfur.Fungsi siklus biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen biotik maupun komponen abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga. 2. Inti 2.1 Capaian Pembelajaran Pada akhir fase E, peserta didik memiliki kemampuan menciptakan solusi atas permasalahanpermasalahan berdasarkan isu lokal, nasional atau global terkait pemahaman keanekaragaman makhluk hidup dan peranannya, virus dan peranannya, inovasi teknologi biologi, komponen ekosistem dan interaksi antar komponen 2.2 Tujuan Pembelajaran 1. Peserta didik dapat membuat gambar daur biogeokimia setelah melakukan kajian literatur dengan berpikir kritis dan bergotongroyong 2. Peserta didik dapat menganalisis kejadian dalam tahapan siklus materi/daur biogeokimia dengan tepat setelah melakukan kajian literatur dengan berpikir kritis dan bergtongroyong 3. Peserta didik dapat menganalisis pentingnya siklus materi/daur biogeokimia dengan tepat setelah melakukn kajian literatur dengan berpikir kritis dan bergotong royong 4. Peserta didik mampu menganalisis faktor-faktor dapat mempengaruhi daur biogeokimia setelah melakukan kajian literatur dengan berpikir kritis dan bergotongroyong 2.3 Materi Pokok Daur biogeokimia : siklus air, siklus oksigen dan karbon, siklus sulfur, siklus fosfor dan nitrogen 1
2.4 Uraian Materi 2.4.1 Siklus Biogeokimia Siklus biogeokimia atau siklus organik anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagike komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksireaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia. Bio merujuk kepada organisme hidup, geo kepada bebatuan, tanah udara dan air dari bumi, sedangkan kimia adalah komposisi kimia dari bumi dan pertukaran unsur-unsur diantara bahan-bahan dari kerak bumi. Fungsi Siklus Biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang mengembalikan semua unsur-unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen biotik maupun komponen abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi dapat terjaga. Siklus-siklus tersebut antara lain: siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus sulfur. Gambar 1. Digram Daur Biogeokimia (https://www.kompas.com/skola/read/2022/05/11/133048669/daur-biogeokimia-pengertian-danjenisnya?page=all) 2.4.1.1 Siklus Karbon Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer bumi. 2
Gambar 2. Diagram dari siklus karbon. (http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/SIKLUS-BIOGEOKIMIA-1.pdf) Angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa banyak karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimanayang diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen. Model siklus karbon dapat digabungkan ke dalam model iklim global, sehingga reaksi interaktif dari lautan dan biosfer terhadap nilai CO2 di masa depan dapat dimodelkan. Ada ketidakpastian yang besar dalam model ini, baik dalam sub model fisika maupun biokimia (khususnya pada sub model terakhir). Modelmodel seperti itu biasanya menunjukkan bahwa ada timbal balik yang positif antara temperatur dan CO2. Sebagai contoh, Zeng dkk. (GRL, 2004) menemukan dalam model mereka bahwa terdapat pemanasan ekstra sebesar 0,6°C (yang sebaliknya dapat menambah jumlah CO2 atmosferik yang lebih besar). Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara: a. Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat. b. Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang 3
membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut (lihat bagian solubility pump). c. Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang karbonat dan bagian- bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran karbon ke bawah (lihat bagian biological pump). d. Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer. Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO2 atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya (reverse reaction). Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara pula, yaitu: a. Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakanreaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa(atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air. b. Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan. Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen, ataumenjadi metana jika tidak tersedia oksigen. c. Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk dari industriperminyakan (petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer. d. Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer. e. Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer.Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidakberpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun. 4
2.4.1.2 Siklus Nitrogen (N2) Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas jugadapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit(N02- ), dan ion nitrat (N03- ). Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secaralangsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen. 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 akandiserap 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. Gambar 3. Siklus Nitrogen di Alam (http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/SIKLUS-BIOGEOKIMIA-1.pdf) Dalam bidang pertanian, mikroorganisme dapat digunakan untuk peningkatan kesuburan tanah melalui fiksasi N2, siklus nutrien, dan peternakan hewan. Nitrogen bebas merupakan komponen terbesar udara. Pembentukan nitrat dari nitrogen ini dapat terjadi karena adanya mikroorganisme. 5
Penyusunan nitrat dilakukan secara bertahap oleh beberapa genus bakteri secara sinergetik. Dalam Dwidjoseputro (2005) dijelaskan bahwa ada beberapa genera bakteri yang hidup dalam tanah (misalnya Azetobacter, Clostridium, dan Rhodospirillum) mampu untuk mengikat molekul-molekul nitrogen guna dijadikan senyawa-senyawa pembentuk tubuh mereka, misalnya protein. Jika sel- sel itu mati, maka timbullah zat-zat hasil urai seperti CO2 dan NH3 (gas amoniak). Sebagian dari amoniak terlepas ke udara dan sebagian lain dapat dipergunakan oleh beberapa genus bakteri (misalnya Nitrosomonas dan Nitrosococcus) untuk membentuk nitrit. Nitrit dapat dipergunakan oleh genus bakteri yang lain untuk memperoleh energi daripadanya. Oksidasi amoniak menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat berlangsung di dalam lingkungan yang aerob. Peristiwa seluruhnya disebut nitrifikasi. Pengoksidasian nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh Nitrobacter. Proses nitrifikasi ini dapat ditulis sebagai berikut: 2NH3 + 3O2 Nitrosomonas, Nitrosococcus 2HNO2 + 2H2O + energi 2HNO2 + O2 Nitrobacter 2HNO3 + energi Selain itu, mikroorganisme ini juga dapat digunakan sebagai agen pembusuk alami, yang akan mendekomposisi sampah-sampah organik menjadi materi inorganik sehingga dapat mengurangi kuantitas sampah, menyuburkan tanah dan dapat menjadi sumber nutrisi bagi tumbuhan (Anonim, 2006). 2.4.1.3 Siklus Fosfor Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarutdi air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap 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 dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus. 6
Gambar 4. Siklus Fosfor di Alam (http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/SIKLUS-BIOGEOKIMIA-1.pdf) Mikroba pelarut P yang melepaskan ikatan P dari mineral liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K. 2.4.1.4 Siklus Oksigen Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan olehmanusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara. Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung.Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof 7
Gambar 5. Siklus Oksigen (http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/SIKLUS-BIOGEOKIMIA-1.pdf) Selain itu, mikroorganisme ini juga dapat digunakan sebagai agen pembusuk alami, yang akan mendekomposisi sampah-sampah organik menjadi materi inorganik sehingga dapat mengurangi kuantitas sampah, menyuburkan tanah dan dapat menjadi sumber nutrisi bagi tumbuhan (Anonim, 2006). 2.4.1.5 Daur Air Gambar 6. Siklus Air (http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/SIKLUS-BIOGEOKIMIA-1.pdf) 8
Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah. Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat. Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat. Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaanbumi disebut Siklus Pendek. 2.4.1.6 Daur Belerang (Sulfur) Gambar 7. Siklus Sulfur (http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/SIKLUS-BIOGEOKIMIA-1.pdf) 9
Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup diperairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4). Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus. 2.5 Bahan Diskusi Menganalisis Perubahan Kondisi Alam Terhadap Daur Biogeokimia Saat ini, kondisi hutan di Indonesia semakin lama semakin menipis. Salah satu ancaman yang dihadapi oleh hutan Indonesia adalah deforestasi. Deforestasi adalah kegiatan penebangan kayu komersial dalam skala besar. Forest Watch Indonesia (2020) deforestasi diartikan sebagai keadaan kehilangan hutan dan menjadi permasalahan yang sulit diatasi, sehingga perlu pengetahuan dan kerjasama antar berbagai elemen yang mampu menggerakkan masyarakat untuk dapat terlibat dalam pengurangan kegiatan atau mendukung program yang dinilai mampu memecahkan permasalahan yang dihadapi bersama. Laju deforestasi di Indonesia tercatat berada pada posisi ke-4 pada tahun 2020 lalu. Mayoritas dari penyebab deforestasi di Indonesia adalah aktvitas manusia yang berdampak pada hutan. Salah satunya adalah konversi lahan hutan untuk menjadi permukiman, perkebunan, kawasan industri dan pembangunan jalan atau infrastruktur. Tujuan dari konversi lahan tersebut tentunya tidak terlepas dari kesejahteraan manusia. Alih fungsi lahan tersebut terjadi akibat memenuhi kebutuhan lahan manusia seiring berkembangnya zaman dan meningkatnya populasi. Setiap tahunnya hutan di Indonesia hilang sebanyak 72% atau 684 ribu hektar. Hal tersebut terjadi karena pembakaran lahan hutan untuk pembangunan, pertanian dan perkebunan. Kebakaran hutan tersebut juga dapat terjadi karena faktor alam. Faktor alam yang menyebabkan kebakaran hutan adalah saat terjadinya kemarau panjang. Musim kemarau yang panjang di Indonesia menyebabkan jumlah titik panas meningkat. Pengaruh tersebut dapat dirasakan oleh masyarakat yang tinggal di wilayah Sumatera, Kalimantan, dan sebagian Sulawesi. Oleh karena itu, diharapkan sikap siap siaga dan waspada masyarakat setempat akan potensi kebakaran hutan serta waspada akan bencana lainnya 10
yang terjadi akibat musim kemarau panjang tersebut. Gambar 8. Laju Devorestasi di Indonesia (https://kumparan.com/khansa-kaulika-regina-pinkan/deforestasi-yang-dapat-menghilangkan-paruparu-dunia-1zVB6ORij9v/full) Tugas: 1. Apakah ada hubungan deforestasi terhadap siklus biogeokimia? 2. Bagaaimana upaya prefentif dan kuratif yang dapat menghalangi deforeasi dan dampak yang diimbulkan? 2.5 Latihan Soal 1. Perhatikan gambar di bawah ini! Berdasarkan gambar di atas, aktivitas yang berlebel X, Y, Z secara berurutan dalah aktivitas.... 11
A. fotosintesis, respirasi, dan oksidasi B. Respirasi, fotorespirasi, dan oksidasi C. Fotosintetis, oksidasi, dan respirasi D. Oksidasi, fotosintesis, dan respirasi E. Respirasi, oksidasi, dan fotosintetis Kunci: A 2. Perhatikan siklus karbon dan oksigen berikut ini! Proses yang terjadi pada X dan Y yaitu …. A. oksidasi dan respirasi B. respirasi dan transpirasi C. fotosintesis dan respirasi D. transpirasi dan respirasi E. fotosintesis dan oksidasi Kunci: C 3. Perhatikan gambar di baawah ini! 12
Proses yang terjadi pada X adalah …. A. penguraian karbon organik menjadi karbon anorganik B. penyusunan karbon anorganik dari karbon organik C. penyusunan karbon organik dari karbon anorganik D. penguraian karbon organik menjadi glukosa E. penguraian glukosa menjadi karbon organik Kunci: B 4. Ekosistem akan mengalami keseimbangan apabila komponen-komponen ekosistem itu dalam keadaan yang seimbang pula. Siklus unsur yang terdapat di alam akan membuat ekosistem tetap stabil. Dibawah ini adalah siklus atau daur biogeokimia yang terjadi pada interaksi antara produsen dan konsumen adalah ... A. siklus air B. siklus oksigen C. siklus sulfur D. siklus nitrogen E. siklus fosfor Jawab: B 5. Berikut adalan nama bakteri yang berperan dalam daur sulfur untuk mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S) ... A. Thiobacillus denitrificans B. Thiobacillus thiooxidans C. Thiobacillus thioparus D. Anabaena E. Pseudomonas sp. Jawab: C 6. Siklus oksigen dan siklus karbon merupakan siklus yang melibatkan dua unsur sekaligus, karena .... A. unsur karbon dan oksigen merupakan gas yang mudah diperoleh di alam. B. unsur karbon dan oksigen terdapat pada senyawa yang terlihat dalam siklus. C. unsur oksigen dan karbon merupakan gas yang mudah bersenyawa D. unsur karbon dan oksigen mengikuti siklus secara bergantian E. unsur oksigen dan unsur karbon mudah berikatan Jawab: B 13
7. Dalam siklus nitrogen, terdapat beberapa bakteri yang sangat berperan, diantaranya yaitu bakteri Pseudomonas dan Nitrosomonas. Secara berurutan, peranan bakteri tersebut adalah ... A. nitrifikasi dan denitrifikasi B. amonifikasi dan denitrifikasi C. denitrifikasi dan nitrifikasi D. amonifikasi dan nitrifikasi E. denitrifikasi dan fiksasi Jawab: C 8. Nitrat dalam tanah mudah hilang yang diakibatkan oleh terikat mineral liat tanah dan akibat aliran air. Berikut adalah solusi yang tepat untuk menyelesaikan masalah hilangnya unsur hara tersebut adalah ... A. melakukan volatilisasi nitrogen di udara B. memberikan pupuk yang berimbang terhadap tumbuhan C. memberikan karbon aktif D. mengurangi pemberian air E. menambahkan bakteri Nitrobacter pada tumbuhan Jawab: B 9. Dalam siklus nitrogen, ada mikroorganisme yang memegang peran penting sebagai pengikat nitrogen maupun sebagai pengubah bentuk nitrogen. Dibawah ini yang tidak berperan dalam siklus nitrogen adalah ... A. Azotobacter sp. B. Chlorobium sp. C. Clostridium sp. D. Nostoc sp. E. Anabaena sp. Jawab: B 10. Nitrogen banyak mengalami perubahan bentuk dalam siklusnya. Dibawah ini adalah urutan yang tepat dari perubahan bentuk nitrogen hingga dapat digunakan oleh tumbuhan ... A. nitrat > nitrit > amonia B. nitrat > amonia > nitrit C. amonia > nitrat > nitrit D. amonia > nitrit > nitrat E. nitrit > nitrat > amonia Jawab: D 14
BAB II PENUTUP 3.1 Kesimpulan Daur bigeokmia terdisi atas daur nitrogen, daur air, daur oksigen dan daur karbondioksida, dan daur sulfur serta daur fosfor. a. Nitrogen dalam tubuh merupakan komponen penyusun asam amino yang membentuk protein. Beberapa organisme berperan dalam daur nitrogen anatara lain untuk proses fiksasi, amonifikasi, asimilasi, nitrifikasi, denetrifikasi. Proses fiksasi nitrogen dapat dilakukan oleh bakteri Rizobium, Azotobacter sp. Clostridium sp , Nostoc, Anabaena sp dan ganggang biru. Nitrifikasi dilakukan oleh organisme Nitrosomonas dan Nitrosococcus (mengubah amonium menjadi nitrit yang disebut proses nitritasi) dan Nitrobacter (mengubah nitrit menjadi nitrat yang disebut nitratasi). Penguraian makhluk hidup yang telah mati menjaadi amonium (amonifikai) dapat dilakukan oleh jamur dan bakteri. Asimilasi nitrogen adalah proses pembentukan senyawa nitrogen organik yang dilakukan oleh tanaman. Dan denitrifiksi dilakukan oleh organisme yaitu pseudomonas dan clostridium pada kondisi anaerobik. b. Air berperan sebagai sumber air minum, bahan dasar dari fotosintesis dan lain-lain. Daur hidrologi/siklus air memiliki beberapa proses yaitu evaporasi, evapotranspirasi, sublimsi, kondensasi, adveksi, presipitasi, run off (limpasan) dan infiltrasi. c. Karbon diksida dibutuhkan oleh tumbuhan untuk berfotosintetis dan oksigen dibutuhkan dalam repirasi organisme. Daur oksigen dan karbon ada beberapa proses penting yaitu respirasi, fotosintetis,metabolisme dan dekomposisi. d. Sulfur digunakan dalam pembentukan zat hijau daun, meningkatkan kandungan protein dan vitamin di tanaman, membantu pembentukan zat gula dan lain lain. Daur sulfur terdapat beberapa proses penting antara lain: pelapukan atau dekomposisi, reduksi, presipitasi. e. Fosfor digunakan dalam penyusunan ATP, penyusun tulang, gigi dan asam nukleat. Siklus fosfor terdapat proses penting yaitu pelapukan, rantai makanan, dekomposisi, mineralisasi (fosfat organik menjadi anorganik), dan limpasan. 15
Gosarium Abiotik seluruh unsur yang tidak hidup dalam ekosistem, seperti tanah, air, dan udara. Adveksi merupakan proses perpindahan massa udara yang berupa awan secara horizontal, dari satu lokasi ke lokasi lainnya akibat tekanan udara atau angin. Amonifikasi proses sisa-sisa tanaman serta limbah terurai oleh organisme kemudian menghasilkan amonia/ proses pembentukan amonium oleh bakteri Anorganik mengenai atau terdiri atas benda selain manusia, tumbuhan, dan hewan (benda tak hidup) Asam nukleat makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asimilasi kombinasi dua proses untuk memasok nutrisi kepada sel. Asimilasi Nitrogen proses pembentukan senyawa nitrogen organik, misalnya asam amino dari senyawa nitrogen anorganik. ATP suatu nukleotida yang dalam biokimia dikenal sebagai "satuan molekular" pertukaran energi intraselular; ATP bisa digunakan untuk menyimpan dan mentranspor energi kimia dalam sel. ATP juga mempunyai peran penting dalam sintesis asam nukleat. Bikarbonat bentuk antara dari deprotonasi asam karbonat. Ia merupakan anion poliatomik dengan rumus kimia HCO−3. Biogeokimia "bio" yang berarti biosfer , "geo" yang berarti komponen geologi dan "kimia" yang berarti unsur-unsur yang bergerak melalui suatu siklus Biological pump Penyerapan karbon oleh fitoplankton (organisme mikroskopis yang hidup di permukaan laut yang terkena sinar matahari dan ekspornya ke interior dan sedimen laut Biotik komponen yang ada di alam dan meliputi semua makhluk hidup, seperti hewan, tumbuhan, mikroorganisme, dan manusia. Deforestasi situasi hilangnya tutupan lahan dan atribut-atributnya yang berimplikasi pada hilangnya struktur dan fungsi hutan itu sendiri. Dekomposisi Perubahan yang terjadi secara kimia dan biasanya terjadi pada makhluk hidup yang mati kemudian mengalami kerusakan susunan atau struktur akibat dekomposer (semut, belatung, bakteri dan jamur) Denetrifikasi proses reduksi nitrat yang berubah menjadi gas nitrogen dalam siklus nitrogen. Evaporasi proses di mana air di permukaan berubah menjadi uap air. Evapotranspirasi gabungan dua istilah yang menggambarkan proses fisika transfer air ke dalam 16
atmosfir, yakni evaporasi air dari permukaan tanah, dan transpirasi melalui tumbuhan. Eksotermik suatu proses atau reaksi yang melepaskan energi panas atau energi cahaya (contohnya percikan api atau ledakan), energi listrik (contohnya pada baterai), atau bisa juga energi suara. Fiksasi Nitrogen proses perubahan nitrogen dari atmosfer menjadi amonia. Fotosintetik jenis makhluk hidup yang mampu menghasilkan makanannya sendiri melalui proses fotosintetis. Infiltrasi aliran air ke dalam tanah melalui permukaan tanah itu sendiri. Kondensasi proses dimana perubahan wujud dari gas ke cair. Kondensasi disebut juga pengembunan dan merupakan kebalikan dari proses evaporasi atau penguapan. Limpasan aliran air yang mengalir di atas permukaan karena penuhnya kapasitas infiltrasi tanah. organik Nitrifikasi proses oksidasi biologis amonia dengan oksigen menjadi amonium kemudian nitrit dan diikuti oleh proses oksidasi nitrit menjadi nitrat. Metabolisme proses ketika tubuh mengubah makanan dan minuman yang dikonsumsi menjadi energi. Mineralisasi perubahan penyusunan organik menjadi materi anorganik Presipitasi proses terjadinya hujan Reduksi reaksi yang mengalami penurunan bilangan oksidasi dan kenaikan elektron atau reaksi dimana suatu zat kehilangan oksigen. Reservoir tempat menyimpan barang-barang cadangan Respirasi proses yang dilakukan oleh flora maupun fauna, yaitu peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung oksigen serta menghembuskan udara yang banyak mengandung karbondioksida. Run off proses pergerakan air dari tempat yang tinggi menjuju ke tempat yang lebih rendah yang terjadi di permukaan Bumi. Termohialin thermo yang merujuk kepada temperatur dan haline yang merujuk kepada kandungan garam Sublimsi proses di mana es berubah menjadi uap air tanpa diubah menjadi zat cair seperti air. Transpirasi pengupan pada tumbuhan Vitamin nutrisi tambahan yang diperlukan bagi tubuh untuk bisa menunjang kinerja tubuh 17
DAFTAR PUSTAKA Susanto, G. Nugroho.- . Siklus Biogeokimia. Lampung: FMIPA Unila. [Diakses tanggal 12 Januari 2023] http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/SIKLUS-BIOGEOKIMIA-1.pdf Utami, Silmi Nurul. 2022. Daur Biogeokimia: Pengertian dan Jenisnya. Kompas.com [Diakses tanggal 12 Januari 2023] https://www.kompas.com/skola/read/2022/05/11/133048669/daur-biogeokimiapengertian-dan-jenisnya?page=all Pinkan, Khansa Kaulika Regina.2023. Deforestasi yang Dapat Menghilangkan paru-Paru Dunia.Kumparan. com [Diakses tanggal 12 Januari 2023] https://kumparan.com/khansa-kaulika-regina-pinkan/deforestasi-yang-dapat-menghilangkanparu-paru-dunia-1zVB6ORij9v/full https://repository.dinus.ac.id/docs/ajar/BAB_4_SIKLUS_BIOGEKIMIA.pdf 18