Mengintip siklus daur fosfor, Sejarah dan Manfaatnya

Posted on

Nurulku.comSeperti apakah siklus daur fosfor itu ??? Untuk menyusun tubuh organisme makhluk hidup ataupun tak hidup diperlukan banyak material yang berasal dari bumi. Material tersebut dapat berupa berbagai unsur senyawa kimia, seperti karbon (C), fosfor (P), nitrogen (N), oksigen (O), belerang(S), magnesium (Mg), kalium (Ca), natrium (Na), besi (Fe), silicon(Si), dan aluminium (Al). Unsur tersebut terkandung dalam bentuk organic yang ada pada setiap makhluk hidup ataupun yang telah mati. (Baca : Bagaimana Sel Tumbuhan bisa tumbuh? Jenis, Fungsi dan Gambar Struktur Sel )

Sejarah Fosfor

SIKLUS DAUR FOSFOR

Fosfor sudah ada di dunia sejak dahulu kala dan kata fosfor sendiri berasal dari bahasa Yunani, phosphoros yang berarti sebagai pemilik cahaya. Selain itu kata fosfor juga sering merujuk pada sebutan zaman kuno yang diberikan untuk planet Venus yang terlihat sebelum matahari muncul di bumi. Fosfor ditemukan pertama kali oleh ilmuwan Jerman yang bernama Brand pada tahun 1669 secara kebetulan pada saat melakukan percobaan penggalian bebatuan yang ada dalam air, tanah dan sedimen. Senyawa fosfor berbeda dengan material lainnya karena tidak dapat ditemukan di udara yang memiliki tekanan tinggi. Umumnya fosfor berbentuk cair, apabila terdapat pada suhu dan tekanan normal. Hal tersebutlah yang membuat siklus kembali melalui air, tanah dan sedimen. Selain itu dalam siklus fosfor dapat ditemukan berbagai partikel debu dengan ukuran sangat kecil yang secara perlahan lahan bergerak dari endapan di darat dan sedimen, organisme hidup lambat laut menjauh kembali ke tanah air dan sedimen. (Baca : Beragam Manfaat Terapi Air Garam untuk Kesehatan Tubuh )

Siklus fosfor terkenal sebagai siklus yang paling lambat dan sering ditemukan dalam formasi berbagai batuan sedimen dan laut sebagai garam fosfat. Garam ini sendiir dilepaskan dari pelapukan yang terjadi pada batuan melalui tanah dan umumnya terlarut dalam air, kemudian diserap oleh tanaman. Selain itu biasanya fosfor dalam tanah memiliki ukuran yang sangat kecil dan dapat menjadi pembatas dalam pertumbuhan tanaman. Hewan dilaut dapat menyerap fosfat dengan cara memakan tumbuhan atau binatang pemakan tumbuhan. Siklus fosfor yang terjadi melalui tanaman dan hewan akan jauh lebih cepat terurai daripada melalui batu dan sedimen, karena secara otomatis ketika tanaman atau hewan tersebut mati maka fosfat akan kembali ke lautan ataupun tanah selama proses pembusukan terjadi. Kemudian dilanjutkan ke dalam formasi batuan sedimen lagi dan tetap berada disana selama jutaan tahun. Fosfor sendiri merupakan zat yang dapat beredar dan mengalami fosforesens yang dilepaskan kembali melalui proses pelapukan. Selain itu fosfor dalam keadaan tertentu dapat mengeluarkan cahaya atau yang disebut dengan kemiluminesens.

Manfaat Fosfor

Fosfor mempunyai banyak manfaat dan sangat penting untuk makhluk hidup, karena tanpa adanya senyawa ini tidak mungkin ada organic fosfor dalam Adenosin trifosfat (ATP), Asam Ribonukleat (ARN) dan Asam Dioksiribo nukleat (DNA). Bahkan mikro organismepun juga membutuhkan fosfor untuk membantu metabolisme lemak, karbohidrat dan asam nukleat. Selain itu fosfor juga dapat dipergunakan dalam pembuatan pupuk untuk tumbuhan. (Baca : Kunci determinasi: Cara Mudah mengenali, mengidentifikasi, mengelompokkan, menggolongkan Organisme )

1. Daur fosfor sederhana

DAUR FOSFOR SEDERHANA

Dibandingkan dengan daur lainnya, daur fosfor terhitung paling sederhana karena prosesnya tidak melalui atmosfer. Senyawa fosfor ada dalam alam dan mudah didapatkan pada batuan, tanah, bahan organic, tanama dan PO4- yang ada dalam tanah. Untuk input dari daur fosfor dapat berupa hasil pelapukan batuan, sedangkan outputnya berupa fiksasi dari mineral dan penyerapan fosfor untuk sintesis senyawa organic. Umumnya humus dan partikel tanah diikat oleh fosfat dan diproses menjadi daur fosfat. (Baca : Komponen Biotik Dan Abiotik: Pengertian, Perbedaan dan Contoh di Lingkungan Sekitar Kita )

Di alam bebas, fosfor terdapat dalam dua bentuk berupa senyawa fosfat organic yang terdapat pada hewan dan tumbuhan, dan senyawa fosfat anorganik yang terdapat pada air dan tanah. Fosfat dari hewan dan tumbuhan yang telah mati biasanya teruraikan oleh pengurai dan berubah menjadi fosfat anorganik. Kemudian fosfat ini akan terlarut bersama dengan air tanah ataupun air laut yang perlahan lahan terkikis lalu mengendap di sedimen laut, sehingga batu karang dan fosil banyak didiami oleh fosfat. Setelah itu secara perlahan lahan fosfat anorganik akan terlarut bersama dengan air tanah dan lautan, kemudian diserap kembali oleh akar tumbuhan. Siklus inilah yang terjadi secara terus menerus dan berulang ulang.

2. Siklus fosfor di laut

SIKLUS FOSFOR DI LAUT

Fosfor yang ada dilaut, umumnya terjadi melalui pelapukan benua. Fosfor ini terlarut dan partikulat terbawa melalui sungai. Partikulat fosfor tersebut merupakan komponen partikulat anorganik dan organic yang sebagian besar berada di luatan dan berada dalam butiran mineral apatit dan mineral lainnya. Selain itu fosfor juga dapat diserap oleh besi mangan oksida/oksihidroksia yang kemudian diangkut ke muara dan dilepaskan di lautan. Partikel fosfor yang dilepas dari tanah liat dapat terjadi 2-5 kali lebih banyak daripada fosfat yang telah terlarut dalam lautan. Selain itu fosfor ini dapat terjebak melalui flokulasi dan fotohidrolisis, sehingga jumlah fluks fosfor sungai berpotensi reaktif sebesar 10-30% saja. (Baca : Contoh Rantai Makanan Yang Ada Di Laut, Darat dan Sekitar Kita )

Dalam siklus fosfor di laut, sedimen mempunyai peranan yang penting karena merupakan termpat penyimpanan utama. Sedimen laut ini berada dalam bentuk materi partikulat yang dapat terikat dengan oksida logam dan hidroksida. Permukaan sedimen memiliki kandungan kaya akan besi dan mangan yang dapat menyerap fosfor dan emmbentuk mineral secara sempurna. Selain itu fosfor organic juga memiliki hubungan dengan plankton dan kondisi dari redoks sedimen tersebut. Fosfor yang ada pada laut umumnya berbentuk terlatur dan partikulat pada seluruh kolom air. Fosfor ini dapat bereaksi dalam lauran asam yang mempunyai kandungan ion molibdat agar terbentuk fosfomolibdat kompleks yang dapat direksi dengan asam askorbat membentuk molybdenum berwarna biru.

3. Daur fosfor biogeokimia

Biogeokimia merupakan pertukaran atau proses perubahan yang terjadi secara terus menerus dari komponen abiotik dan juga biotik. Daur ini merupakan daur ulang air berserta komponen kimia lain yang melibatkan peranan dari makhluk hidup lain, termasuk manusia dan bebatuan lainnya. Daur fosfor biogeokimia mempunyai peranan sangat penting dalam kehidupan manusia, karena dapat menjaga kelangsungan hidup bumi. Berbagai materi yang dihasilkan dari daur ini dapat dipergunakan untuk semua komponen dibumi. Selain itu didalam daur ini terdapat berbagai daur lainnya yang saling mempengaruhi, seperti :

  1. Daur Fosfor

DAUR FOSFOR BIOGEOKIMIA [DAUR FOSFOR]

Fosfor merupakan elemen terpenting dalam kehidupan makhluk hidup karena merupakan sumber energy bagi metabolism sel. Apabila terjadi erosi dan pelapukan, kemungkinan fosfor dapat larut dan terbawa air menuju laut dan membentuk sedimen. Sedimen yang mempunyai kandungan fosfat dapat naik sendiri ke atas permukaan, karena terdapat gesekan gerakan dasar bumi. Selain itu fosfor dapat diambil oleh tumbuhan ketika masih dalam bentuk larutan yang ada didalam tanah. Bebatuan, tanaman, tanah dan bahan organic merupakan sumber fosfor yang ada dibumi. Fosfor sendiri terbagi menjadi dua buah senyawa, yaitu fosfat organic (tumbuhan dan hewan), serta fosfat an organic (air dan tanah). 

  1. Daur Air

DAUR FOSFOR BIOGEOKIMIA [DAUR AIR]

Daur air merupakan sirkulasi yang tidak pernah mengalami berhenti, karena mengalir bersama dengan air yang dapat berpindah, lalu menguap ke udara, kemudian turun ke daratan lagi dan air tersimpan dalam cair, padat (es) dan gas (udara). (Baca : Peredaran Daur Air: Proses Siklus dan Tahapannya Secara Urut dengan Gambar )

Uap air yang terdapat pada atmosfer berasal dari penguapan air laut dan darat yang disebabkan terkena oleh panas matahari. Umumnya uap air yang ada pada atmosfer hanya terdapat dalam uap air laut karena luas laut yang hanya mencapai ¾ dari luas permukaan bumi. Uap air yang mengalami kondensasi tersebut akan berubah menjadi awan, kemudian awan tersebut akan berubah menjadi hutan dan air hujan akan turun ke bumi serta masuk kembali ke dalam tanah dan akhirnya membentuk air tanah dan air tanah di permukaan. Kemudian air tersebut akan diserap oleh tumbuhan dan melakukan proses transpirasi uap air, yaitu melepaskan uap air ke atmosfer. Sebagian dari air tanah tersebut akan mengalir ke sungai dan bermuara ke laut ataupun ke danau. Daur air yang terjadi ini merupakan siklus panjang yang diawali dari evapotranpirasi dan transpirasi yang diikuti dengan siklus pendak, yaitu presipitasi atau proses terjadinya air turun ke permukaan bumi. 

  1. Daur Belerang/Sulfur

DAUR FOSFOR BIOGEOKIMIA [DAUR BELERANG-SULFUR]

Sulfur hanya tersedia dalam bentuk sulfur anorganik, dimana sulfur tersebut direduksi oleh bakteri berbentuk hydrogen sulfide ataupun sulfur dioksida untuk menjadi sulfida. Hidrogen sulfida mampu menghasilkan bahan organic yang telah mati akibat penguraian. Meskipun begitu tumbuhan tetap dapat menyerap sulfur dalam bentuk sulfat. Daur belerang/sulfur melibatkan bakteri Desulfubrui dan Desulfomaculum yang dapat mereduksi sulfat menjadi sulfide ataupun hydrogen sulfide. Senyawa sulfida sangat bermanfaat bagi bakteri fotoautotrof anaerob. (Baca: Pengertian Protista adalah apa? Ciri-ciri dan Kingdom Protista berserta Contoh )

  1. Daur Karbon dan Oksigen

DAUR FOSFOR BIOGEOKIMIA [DAUR KARBON DAN OKSIGEN]

Perubahan dan pergerakan karbon dikarenakan adanya proses timbale balik antara daur ulang respirasi dengan fotosintesis. Naik turunnya fotosintesis secara tidak langsung dapat mempengaruhi naik turunnya gas karbon dan oksigen yang ada di atmosfer. Daur karbon dan oksigen terjadi pada empat tempat,  yaitu geosfer (dalam bumi), hidrosfer (air), atmosfer (udara) dan biosfer (dalam makhluk hidup).

  1. Daur Nitrogen

DAUR FOSFOR BIOGEOKIMIA [DAUR NITROGEN]

Didalam nitrogen terdapat berbagai macam senyawa organic (protein, urea/asam nukleat) dan senyawa anorganik (nitrat, nitrit dan ammonia). Daur nitrogen terjadi melalui berbagai macam tahapan, seperti :

  1. Proses transfer nitrogen dari atmosfer ke dalam tanah. Nitrogen dapat masuk ke dalam tanah dengan bantuan air hujan atau dengan cara proses fiksasi dari nitrogen yang dilakukan dengan bantuan bakteri bernama lengkap Rhizobium yang berkolaborasi dengan bakteri Azotobacter ataupun bakteri Clostridium serta polong-polongan. Selain itu ganggang hijau dapat membantu menfiksasi nitrogen
  2. Proses selanjutnya nitrat dirubah menjadi protein. Proses ini dapat terjadi apabila terdapat hewan atau tanaman yang mati, sehingga pengurai akan merubahnya menjadi gas ammonia dan garam ammonium yang dapat larut oleh air. Proses seperti ini sering disebut dengan proses amonifikasi. Selain itu bantuan dari bakteri Nitrosomonas sangat membantu mengubah senyawa ammonium dan ammonia menjadi nitrat.

ARTIKEL TERKAIT