BAB IPendahuluan1.ILatar BelakangDaur materi pada suatu
lingkungan adalah suatu yang penting dalam ekosistem.Materi yang
diambil dari lingkungan oleh tumbun-tumbuhan dan hewan-hewan akan
dikembalikan ke lingkungan dan dipakai kembali secara terus menerus
oleh organisme dalam proses biogeokimia. Tumbun-tumbuhan dan
hewan-hewan melepaskan karbondioksida sebagai hasil pernafasan
selulernya ke udara alam lingkungannya yang kemudian dapat digukan
lagi oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis untuk membuat zat
gula, yang kemudian dimakan oleh hewan-hewan dan melepaskannya
kembali. Decomposer mnambah mineralmineral kedalam tanah, tumbuhan
mengmbil mineral itu untuk proses metabolismenya. Bila tumbuhna dan
hewan mati decomposer akan memprosesnya lagi sebagai sumber mineral
dalam tanah (Ramli, 1989)..Energi yang penggerak sistem kehidupan
semua makhluk hidup berasl dari tenaga matahari, sedangkan meteri
yang menyusun organisme berasal dari bumi oleh kerena itu setiap
organisme terdiri atas meteri yang juga merupakan bagian dari bumi
itu sendiri.Studi ekosistem tidak hanya bertitik tolak dari sudut
organisme tetapi juga dari lingkungan abiotiknya. Pengertian
mengenai lingkungan abiotic dalam hubungannya dalam organisme dapat
memberikan bantuan untuk memahami hakekat adaptasi makhluk hidup
dalam lingkungnnya (Ramli, 1989)..Setiap bahan kimia yang
dibutuhkan organisme sebagagai bahan baku disebut nutrien. Suatu
bentuk kehidupan tersusun oleh sebagian senyawa anorganik dan
sebagian lagi organik, dan semua fungsi hidup ditujukan untuk
pemeliharaan pelestarian tubuhnya, maka semua organismi harus
memperoleh nutrient organic, yang selanjutnya digunakan dalam
bentuk hidup itu sendiri. Hampir 30 sampai 40 unsur diperlukan
untuk pertumbuhan organisme, diantara yang penting adalah C, H, O,
N, S, P, K, Ca, Fe, Mg, B, Zn, C1, Mo, I dan F. kebanyakan dari
unsur-unsur ini tidak dapat dipakai langsung oleh organisme tetapi
diambil dalam bentuk senyawa kimia. Sebagi contoh hydrogen yang
tersedia dalam molekul air yang mempunyai dua atom hydrogen dan
satu atom oksigen.Unsur dan senyawa ini disebut nutrient (zat hara)
yang berpindah didalam rantai makan makhluk hidup dan lingkungan
abiotis yang merupakan komponen ekosistem dalam sustu daur materi.
Secara khusus dikenal dengan nama daur biogeokimia karena
unsur-unsur kmia dalam air didalam bumi, atmosfer, bebatuan serta
tanah didalam tanah (Ramli, 1989)..I.2Rumusan Masalah1. Apa yang
dimaksud daur biogeokimia?2. Bagaimana proses terjadinya daur
karbon, hydrogen, siklus sulfur, magnesium dan zat hara?3.
Bagaimana proses terbentuknya hujan asam terkait dengan siklus
sulfur?4. Bagaimana peranan elemen tambahn pada metabolism
tumbuhan?I.3Tujuan1. Untuk mengetahui pengertian daur
biogeokimia.2. Untuk mengetahui proses terjadinya daur karbon,
hydrogen, siklus sulfur, magnesium dan zat hara3. Untuk mengetahui
proses terbentuknya hujan asam terkait dengan siklus sulfur4. Untuk
mengetahui peranan elemen tambahn pada metabolism tumbuhan.
BAB IIPembahasan2.1 Daur BiogeokimiaMateri yang menyusun tubuh
organisme berasal dari bumi.Materi yang berupa unsur-unsur terdapat
dalam senyawa kimia yang merupakan materi dasar makhluk hidup dan
tak hidup.Tanah dibutuhkan oleh tumbuhan untuk keberlangsungan
hidupnya. Selain sebagai tempat untukmenancapnya akar,tanah
jugamerupakan tempat tanaman untuk memperoleh unsur hara seperti
:Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P),
Kalium(K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S), Besi (Fe),
Mangan(Mn), Boron (B), Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan
Klor(Cl)(Wolf .1998).Siklus biogeokimia atau siklus
organik-anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang
mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke
komponen abiotik.Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui
organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia hanya melalui
organisme, tetapi juga melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam
lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia.Siklus
biogeokimia adalah aliran ion ataupun molekul dari nutrien yang
dipindahkan dari lingkungan ke organisme (komponen hidup) dan
dikembalikan lagi ke komponen tak hidup (abiotik).Siklus tersebut
tidak hanya melalui organisme, tetapi jugs melibatkan reaksi-reaksi
kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia
(Heddy. 1994).Fungsi Daur 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. Dengan
adanya daur biogeokimia, unsur-unsur kimia yang penting bagi
keberlangsungan hidup makhluk hidup tetap ada di Bumi untuk terus
dimanfaatkan oleh makhluk hidup dalam suatu siklus. Jika daur ini
terhenti, maka proses kehidupan juga berhenti, karena itu
kelancaran daur biogeokimia sangat penting bagi keberlangsungan
hidup makhluk hidup di Bumi(Heddy. 1994).Berdasarkan jumlah
kebutuhannya bagi tanaman, unsur hara dikelompokkan menjadi dua
kelompok, yaitu:1.Unsur Hara MikroUnsur hara mikro adalah unsur
hara yang dibutuhkan olehtanamandalam jumlah yang sedikit (< 500
ppm). Unsur hara mikro diperlukantanaman kurang dari 10 mmol per
berat kering tanaman. Unsur
haramikromeliputiBesi(Fe),Mangan(Mn),Boron(B),Molibdium(Mo),Tembaga
(Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl).2.Unsur Hara MakroUnsur hara makro
adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak (>
500 ppm) kekurangan unsur hara makro dapat menimbulkan gejala
defisiensi pada tanaman, tidak bisa digantikan oleh unsur hara
makro lain. Unsur hara makro diperlukan tanaman >10 mmol per
berat kering tanaman. Unsur hara makro meliputi Nitrogen (N),
Fosfat (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), dan Sulfur
(S).Menurut Soedjiran (1984) daur biogeokimia terjadi sejak
munculnya makhluk hidup pertama kali di bumi. Daur biogeokimia
mendukung proses berlangsungnya kehidupan. Makhluk hidup dapat
memperoleh zat dari lingkungannya, melakukan pertukaran zat, serta
membuang zat-zat yang tidak berguna ke lingkungannya. Jika daur ini
terhenti, proses kehidupan juga berhenti. Jadi, kelancaran daur
biogeokimia penting bagi kelangsungan hidup makhluk hidup.Macam
macam Siklus Biogeokimia antara lain:A. Daur KarbonSiklus karbon
adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara
biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis
lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun
hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini terdapat empat
reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur
pertukaran.Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer
teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material
non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan
(termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan
non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil).Pergerakan
tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena
proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang
bermaca-macam.Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat
permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini
mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.Kandungan karbon
di bumi hanya sekitar 0.08 % yang terdapat di litosfer, hidrosfer
dan atmosfer, tetapi merupakan unsure yang sangat penting dalam
kehidupan.Bentuknya dapat berupa intan dan grafit (bentuk lahirnya
karbon), kalsium dan magnesium karbonat (kalsit, batu kapur,
dolomit, marbel dan kapur) dan hidrokarbon (gas, minyak dan
batubara).Pengkajian karbon di biosfer dan geosfer dimulai dari
siklus karbon global.Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua
proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam
reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer.
Gambar 1.Siklus karbon.Sumber :Bahan ajar Biogeokimia,
2010Pelapukan 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: Melalui pernafasan
(respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi
eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau
molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.Model
siklus karbon dapat digabungkan ke dalam model iklim global
sehingga reaksi interaktif dari lautan dan biosfer terhadap nilai
CO di masa depan dapat dimodelkan. Ada ketidakpastian yang besar
dalam model ini, baik dalam sub model fisika maupun biokimia
(khususnya pada sub model terakhir).Model- model seperti itu
biasanya menunjukkan bahwa ada timbal balik yang positif antara
temperatur dan CO Sebagai contoh, Zeng dkk. (GRL, 2004) menemukan
dalam model mereka bahwa terdapat pemanasan ekstra sebesar 0,6C
(yang atmosferik yang lebih besar). Karbon diambil dari atmosfer
dengan berbagai cara: atmosferik yang lebih besar). Karbon diambil
dari atmosfer dengan berbagai cara: 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.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 membawa massa
air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior
laut (lihat bagian solubility pump). 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).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, atau menjadi metana jika tidak
tersedia oksigen. 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 industri perminyakan (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.Di permukaan laut
dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas
kembali ke atmosfer(Soedjiran. 1984).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 tidak
berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala
waktu yang kurang dari 100.000 tahun (Wolf .1998).B. Daur
HidrogenAir merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat di
alam secara melimpah-limpah.Namun ketersediaan air yang memenuhi
syarat bagi keperluan manusia relatif sedikit karena dibatasi oleh
berbagai faktor.Lebih dari 97% air dimuka bumi ini merupakan air
laut yang tidak dapat digunakan oleh manusia secara langsung.Dari
3% air yang tersisa, 2% diantaranya tersimpan sebagai gunung es
(glacier) di kutub dan uap air yang juga tidak dapat dimanfaatkan
secara langsung. Air yang benar-benar tersedia bagi keperluan
manusia hanya 0,62%, meliputi air yang terdapat di danau, sungai,
dan air tanah. Jika ditinjau dari segi kualitas, air yang memadai
bagi konsumsi manusia hanya 0,003% dari seluruh air yang ada.Air
tawar yang tersedia selalu mengalami siklus hidrologi. Pergantian
total (replacement) air sungai berlangsung sekitar 18-20 tahun,
sedangkan pergantian uap air yang terdapat di atmosfer berlangsung
sekitar 12 hari dan pergantian air tanah dalam (deep groundwater)
membutuhkan waktu ratusan tahun (Wolf .1998).Siklus air atau
disebut juga sebagai siklus hidrologi merupakan sirkulasi air yang
berkelanjutan antara lautan, atmosfer, biosfer, tanah dan batuan di
geosfer. Siklus hidrologi air tergantung pada proses evaporasi dan
presipitasi. Air yang terdapat di permukaan bumi berubah menjadi
uap air di lapisan atmosfer melalui proses evaporasi (penguapan)
air sungai, danau, dan laut, serta proses evapotranspirasi atau
penguapan air oleh tanaman.Uap air bergerak ke atas hingga
membentuk awan yang dapat berpindah karena tiupan angin. Ruang
udara yang terdapat akumulasi uap air secara kontinu akan menjadi
jenuh. Oleh pengaruh udara dingin pada lapisan atmosfer, uap air
tersebut mengalami sublimasi sehingga butiran-butiran uap air
membesar dan akhirnya jatuh sebagai hujan.(Wolf .1998).
Gambar 2. Siklus air. Sumber: Ekolgi Ramli (1989: 69)Zat yang
masih higrokopis (menyerap air) dapat mempercepat integrasi
pengikatan molekul uap air menjadi air.Sehingga pada pembuatan
hujan buatan dilakukan penambahan zat yang bersifat higrokopis
terhadap awan (NaCl atau urea). Proses evaporasi yang berlangsung
di laut lebih banyak dari pada proses evaporasi di perairan
daratan.Di laut, proses evaporasi juga melebihi proses presipitasi
sehingga lautan merupakan sumber air utama bagi proses presipitasi.
Sebaliknya, di daratan proses presipitasi lebih banyak dari
evaporasi (Ramli. 1989).Di daratan, sekitar 50% air yang diperoleh
melalui presipitasi akan mengalami evaporasi; dan sisanya tersimpan
di danau, sungai, maupun sebagai air tanah.Air yang jatuh sebagai
hujan tidak semuanya dapat mencapai permukaan tanah, sebagian
tertahan oleh vegetasi dan bangunan. Air yang mencapai permukaan
tanah akan masuk ke dalam tanah dan menjadi air tanah melalui
proses infiltrasi; sebagian lagi mengalir ke badan air sebagai air
permukaan.Kuantitas air yang mampu diserap oleh tanah sangat
tergantung pada kondisi fisik tanah, misalnya bobot isi (bobot
tanah per satuan volume tanah), permeabilitas (daya tanah melalukan
air), infiltrasi (daya tanah meresapkan air), porositas (jumlah
volume udara yang terkandung dalam tanah), dan struktur tanah
(bentukan hasil penyusunan butiran-butiran tanah). Sebelum mencapai
jenuh, air masih dapat diserap oleh tanah. Jika telah melebihi
kejenuhan, air hujan yang jatuh ke permukaan tanah akan dialirkan
sebagai limpasan permukaan (surface run off) kebadan air
(Stiyati,2008).C. Daur SulfurSiklus sulfur merupakan siklus yang
memiliki kesamaan proses dengan siklus phosfor. Seperti phospat,
anion sulfat dapat diserap oleh tanah, yang hasilnya dapat
dimanfaatkan. Banyak sulfur dalam tanaman adalah reduksi dari C S
H, tetapi kandungan dalam bentuk bebas SO42- dan dalam bentuk
campuran kimia sangat sulit untuk diidentifikasi. Dan siklus sulfur
seperti halnya siklus nitrogen merupakan suatu siklus oksidasi dan
reduksi dari sulfur. Berbagai siklus hara utama tersebut akan
mempunyai penyediaan dan penangkapan hara yang dibutuhkan oleh
tanaman. Proses keberadaan hara akan mempengaruhi proses
penangkapan hara baik secara aktif maupun pasif, yang sering
diistilahkan dengan prosesuptake aktif dan uptake pasif. Kekurangan
hara pada habitat tumbuhan akan menunggu proses tersebut, yang pada
akhirnya akan menggannggu kehidupan bagi tumbuhan (Delvian,
2006).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 di perairan 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 (Delvian, 2006).
Gambar 3. Siklus sulfur. Sumber: Ekolgi Ramli (1989: 78)Sumber
sulfur dalam ekosistem antara lain :Sulfur yang berada di atmosfer
secara alami berasal dari letusan gunung berapi yang berupa
hidrogen sulfida. Sulfur sebagian besar tersimpan dalam batuan
bumi. Sulfur dapat terlepas dari batuan bumi karena erosi oleh
angin dan air. 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 di perairan
dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang
mati.Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4 (Delvian,
2006).Siklus belerang relatif kompleks dimana melibatkan berbagai
macam gas, mineral-mineral yang sukar larut dan beberapa spesi
lainnya dalam larutan.Siklus ini berkaitan dengan siklus oksigen
dimana belerang bergabung dengan oksigen membentuk gas belerang
oksida (SO2) sebagai bahan pencemar air. Diantara spesi-spesi yang
secara signifikan terlihat dalam siklus belerang adalah gas
hidrogen sulfida (H2S), mineral-mineral seperti Pbs, asam sulfat
(H2SO4), belerang oksida (SO2) sebagai komponen utama dari hujan
asam, dan belerang yang terikat dalam protein.Yang merupakan bagian
dari siklus belerang yang sangat penting adalah adanya gas SO2
sebagai bahan pencemar dan H2SO4 dalam atmosfer.Gas SO2 dikeluarkan
dari pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung belerang.Efek
utama dari belerang dioksida dalam atmosfer adalah kecenderungan
untuk teroksidasi menghasilkan asam sulfat.Asam ini dapat
menyebabkan terjadinya hujan asam (Soedjiran. 1984).a. Terjadinya
Hujan AsamHujan asam merupakan salah satu dampak pemanasan global
yang terjadinya dibumi ini.Fenomena ini tentu sangat merugikan,
karena hujan asam bisa menyebabkan kerusakan terhadap sarana dan
prasarana (infrastruktur) yang ada dimuka bumi. Mau tahu lebih
detail mengenai hujan asam? Simak tulisan yang satu ini
mengenaiproses terjadinya hujan asam serta dampaknya bagi
kehidupan.Pengertian hujan asam hujan yang memiliki kadar keasaman
dibawah 5,6 (pH dibawah 5,6), perlu diketahui bahwa hujan secara
alami memiliki pH 6 atau sedikit dibawahnya. Peristiwa hujan asam
ini terjadinya dikarenakan zat belerang (sulfur) yang ada di
atmosferyang merupakan gas yang dihasilkan dari pembakaran bahan
bakar fosil yang ada dibumi (Soedjiran. 1984).
Gambar 4.Hujan Asam. Sumber: Heddy. 1994b. Proses Terjadinya
Hujan AsamSingkatnya proses hujan asam terjadi karena gas sulfur
oksida yang mayoritas dikeluarkan dari asap-asap pabrik dan gas
nitrogen oksida yang dihasilkan dari banyaknya kendaraan bermotor
berkumpul menjadi satu dan bereaksi dengan uap air yang ada
diudara. Proses reaksi ini menghasilkan asam sulfat, asam nitrit
dan asam nitrat yang berkondensasi membentuk awan yang
menjadikannya huja asam. Sebenarnya terjadinya hujan asam secara
alamiah disebabkan oleh aktivitas gunung berapi dan proses-proses
bio kimia yang terjadi dibumi ini seperi di rawa-rawa, tanah, laut,
dan dimanapun itu.Tapi saat ini terjadinya hujan asam lebih banyak
dikarenakan campur tangan manusia seperti dari industri dan
kendaraan bermotor.Gas emisi yang dihasilkan dibumi dibawa oleh
angin ke atmosfer(Soedjiran. 1984).Hujan asam yang sering terjadi
saat ini dimulai ketika terjadinya revolusi industri di eropa,
sejak saat ini mulailah terlihat dampak dari hujan asam yaitu
terjadinya penurunan tingkat keasaman (pH) didaerah kutub dari 6
menjadi 4,5. Tidak hanya perubahan pH saja, dampak lain yang
dirasakan bagi kehidupan dikutub adalah marinya organisme-organisme
kecil disana yang disebut dengan diatom. Perlu diketahui bersama
bahwa hujan asam untuk pertama kalinya ditemukan pada 1852 oleh
seseorang yang bernama Robert Angus Smith di Kota
Manchester.Setelah berselang satu abad lamanya, tepatnya ditahun
1970-an, barulah ilmuwan banyak melakukan penelitian tentang hujan
asam.Sejak tahun 1990-an orang mulai peduli dengan hujan asam yang
menyebabkan kerusakan lingkungan (Soedjiran. 1984).
Gambar 5.Sumber
:https://www.flickr.com/photos/powersjq/215860601/c. Dampak Hujan
AsamMenurut Soedjiran (1984)Hujan asam merupakan peristiwa alam
yang sangat mengkhawatirkan bagi umat manusia, hal ini karena hujan
asam dapat berdampak merugikan bagi kehidupan dibumi. Dan inilah
beberapa dampak hujan asam bagi kehidupan dimuka bumi: Rusaknya
sarana prasarana (infrastruktur) dibumi. Menghambat
perkembangbiakan hewan-hewan laut. Mematikan berbagai jenis ikan.
Dapat menjadi racun bagi manusia. Menyebabkan kerusakan
lingkungan.D. Daur MagnesiumSebagaimana kalium, magnesium diaborsi
dalam ion-ion.Terdapat dalam tanah dalam bentuk yang terlarut
sebagai kation yang dapat dipertukarkan.Jumlahnya sangat sedikit
dan terdapat tanah yang masam didaeerah lembab.Magnesium adalah
aktivator yang berperan dalam transportasi energi beberapa enzim di
dalam tanaman. Unsur ini sangat dominan keberadaannya di daun ,
terutama untuk ketersediaan klorofil. Jadi kecukupan magnesium
sangat diperlukan untuk memperlancar proses fotosintesis. Unsur itu
juga merupakan komponen inti pembentukan klorofil dan enzim di
berbagai proses sintesis protein (Heddy. 1994).Kekurangan magnesium
menyebabkan sejumlah unsur tidak terangkut karena energi yang
tersedia sedikit.Yang terbawa hanyalah unsur berbobot ringan
seperti nitrogen.Akibatnya terbentuk sel-sel berukuran besar tetapi
encer.Jaringan menjadi lemah dan jarak antar ruas panjang.Ciri-ciri
ini persis seperti gejala etiolasi-kekurangan cahaya pada
tanaman.Magnesium adalah logam golongan alkali tanah yang cukup
reaktiv dan banyak ditemui sebagai mineral dalam perut bumi sebagai
garam carbonat, silikat, sulfat dan chlorid dengan kadar total
sebesar 1.9%. Selain itu air laut juga mengandung garam magnesium
yang cukup banyak berkisar antara 0,5% dalam bentuk MgCl2, MgBr2
dan MgSO4. Pembuatan logam magnesium skala produksi dilakukan
dengan jalan elektrolisa dari lelehan MgCl2 dengan suhu sekitar
700oC.MgCl2 kering didapat dari peleburan Magnesiumoxid MgO dengan
elemen karbon dan chlor. Selanjutnya pada proses produksi logam
magnesium, chlor didapat kembali untuk memproduksi garam MgCl2
(Wilkinson. 1989).Reaksi 1:MgO + Cl2 + C MgCl2 + CO + 150
KJ/molReaksi 2: 641 KJ/mol + MgCl2 Mg + Cl2Magnesium logam yang
terbentuk didestilasi pada suhu 650(dC).Proses kedua dengan
mengkonversi magnesiumoxid secara langsung dengan serbuk elementar
karbon dan kalsiumkarbid. Berbeda dengan proses elektrolisa, metoda
ini membutuhkan konversi energi panas diatas 2000(dC).a. Energi
MagnesiumSerangkaian penelitian dilakukan di Tokyo University of
Technology untuk memanfaatkan logam magnesium menjadi salah satu
sumber energi bersih tak beremisi CO2.Hasilnya pembakaran magnesium
dengan air menjadi sumber panas yang menghasilkan gas hydrogen yang
menghasilkan panas yang tinggi untuk menghasilkan uap air
bertekanan tinggi untuk menggerakkan turbin mekanik atau turbin
pembangkit listrik.Perbandingan panas yang dihasilkan lewat oxidasi
magnesium adalah 25 Mega Joule/kg magnesium lebih rendah sedikit
dibandingkan panas yang dihasilkan dari pembakaran batubara (30Mega
Joule/kg batubara). Siklus energi baru dengan menggunakan magnesium
ini dipertimbangkan oleh Jepang, mengingat proses ini ekstrem ramah
lingkungan karena hasil pembakaran hanyalah campuran magnesium
oxide dan air (Wilkinson. 1989).
Gambar 6.Sumber :Scientificindonesia.wordpress.comb. Pengolahan
magnesium oxide kembali menjadi elementar magnesiumParalel dengan
pengembangan teknologi tersebut, penelitian ini juga mengkalkulasi
efisiensi sumber energi tersebut.Konversi magnesium oxide kembali
menjadi magnesium yang siap dipakai dilakukan dengan teknologi
solar-pumped-laser. Proses penembakan laser pada permukaan oxide
yang terbentuk menghasilkan atom gas magnesium yang kemudian
terkondensasi membentuk gitter logam elementar. Efisiensi proses
dihitung sebagai perbandingan antara energi yang dihasilkan pada
pembakaran magnesium berbanding energi yang dibutuhkan pada
penggunaan solar-pumped-laser. Hasil yang dicapai pada percobaan
adalah 45%, sedikit lebih rendah dari target efisiensi sebesar 50%.
Besaran efisiensi tersebut dalam kisaran yang sama dengan proses
daur ulang magnesium oxide secara konvensional (Wilkinson.
1989).2.2 SuatuModel Dur Zat HaraAhli ekologi mendapatkann cara
yang mudah dalam mempelajari pergerakan zat hara didalam ekosistem
dengan membentuk ukuran yang khas yang disebut compartments.
Menurut Ramli (1989) Kompartement terbagi menjadi 4 macam:a.
Kompartement organik, zat hara merupakan kelompok organisme yang
makrokopis dan mikroskopis, sebagai organisme hidup dan mati, dan
hancuran organik.b. Kompartement zat hara yang tersedia terdiri
dari ion-ion hara yang terdapat baik dalam tanah atau tersimpan
pada permukaan tanah liat dan partikel humus. c. Partikel mineral
dan kompartemen batuan mengandung zt hara yang secara temporer
tidak tersedia untuk organisme hidup karena terikat dengan partikel
mineral ndan batu-batuan. Dalam proses waktu yang panjang, akan
tersedia disebabkan r mengandung goleh pellapukan, nutrient pada
permukaan akan dilepaskan menzadi unsur hara yang tersedia bagi
organnisme. d. Kompartement atmosfer mengandung gas-gas yang
didapatkan di atas dan di dalam tanah.
Menurut Ramli (1989) keadaan yang menyebabkan pergerakan unsur
hara disebabkan oleh 3 faktor:a) Meteorologis : misalnya, daun
jatuh dari pohonnyab) Geologis : misalnya, erosi tanah karena
longsornya tanahc) Biologis : misalnya, seekor hewan yang memakan
rumput
2.3 Peranan Elemen Tambahan pada Metabolisme TumbuhanPenelitian
mengenai elemen tamabahan ini dilakukan oleh para ahli fisiologi
tumbuhan, biokimi penemuan daridana ekologi. Hal ini juga dilakukan
oleh ahli botani dan botani.Menurut Vernandsky dalam Ramli (1989)
menyatakan bahawa misteri dari proses-proses kehidupan tidak dapat
dipecahkan secara pasti dengan studi organisme hidup.Pemecahan ini
harus juga melewati penemuan dari sumber kehidupan, salah satunya
adalah mempelajari bumi itu sendiri.Sifat dari elemen-elemen kimia
yang menyusu isi bumi itu kita harus mengetahui denagn baik.Menurut
Bakardjieva (1980) dalam Ramli (1989) menunjukkan peranan
mikronutrien dalam sisntesis primer dari subtansi organic yang
sederhana.Dia menitkberatkan fungsi dari mikronutrien dalam
biopoisis evolusi dari hidup yang pertama, sebagi sejarah unsur
kimia. Menurut Boichenko (1976) dalam Ramli (1989) menunjukkan
bahwa irganisme selalu berinterksi dengan lingkungannya, organisme.
Hidup menyerap unsur-unsur kehidupan untuk keperluan metabolisme
dan mengekresikannya sebagai buangan yang berubah bentuk ke
biosfer.sebagai hasilnya, kedua modifikasi dari organisme itu
sendiri dibawah pengaruh ini meningkat sebagai proses-proses
biogeokimia pada biosfer.Pertumbuhan tanaman tidak hanya dikontrol
oleh faktor dalam (internal), tetapi juga ditentukan oleh faktor
luar (eksternal).Salah satu faktor eksternal tersebut adalah unsur
hara esensial.Unsur hara esensial adalah unsur-unsur yang
diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Apabila unsure tersebut tidak
tersedia bagi tanaman, maka tanaman akan menunjukkan gejala
kekurangan unsure tersebut dan pertumbuhan tanaman akan merana.
Berdasarkan jumlah yang diperlukan kita mengenal adanya unsur hara
makro dan unsur hara mikro.Unsur hara makro diperlukan oleh tanaman
dalam jumlah yang lebih besar (0.5-3% berat tubuh
tanaman).Sedangkan unsur hara mikro diperlukan oleh tanaman dalam
jumlah yang relatif kecil (beberapa ppm/ part per million dari
berat keringnya) (Ramli, 1989).Tumbuahan mengambil sejumlah mineral
secara selektif dalam lingkunagnnya.Kemampuan ini dapat berubah
sesuai dengan tempat dimana tumbuhan itu berada.Perubahan yang
terjadi pada tumbuhan itu sendiri, tipe yang bervariasi dari
organisme tumbuhan.Bakardjieva (1980) menjelaskan mikroelemen
adalah factor-faktor yang mempengaruhi evolusi biologi pada
tinngkat kehidupan termasuk tingkat molekul, organisme, spesies,
biosfer yang tinggi (Ramli, 1989).Unsur Hara Makro adalah
unsur-unsur hara yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah yangrelatif
besar.Unsur mikro adalah unsur yang diperlukan tanaman dalam jumlah
sedikit . Walaupun hanya diserap dalam jumlah kecil , tetapi amat
penting untuk menunjang keberhasilan proses-proses dalam tumbuhan.
Tanpa unsur mikro , bunga adenium tidak tampil prima. Bunga akan
lunglai , dll. Unsur mikro itu , adalah: boron , besi , tembaga ,
mangan , seng , dan molibdenum.Tabel1. Unsur-unsur hara yang
dibutuhkan tanaman tanaman MAKRO ELEMENNo.MAKRO ELEMENFUNGSIJIKA
KEKURANGAN
1Nitrogen (N) Diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan
bagian vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar. Berperan
penting dalam hal pembentukan hijau daun yang berguna sekali dalam
proses fotosintesis. Membentuk protein, lemak dan berbagai
persenyawaan organik. Meningkatkan mutu tanaman penghasil
daun-daunan. Meningkatkan perkembangbiakan mikro-organisme di dalam
tanamanBagian vegetatif tanaman tidak terbentuk Dapat menyebabkan
warna daun hijau gelap atau menguning dan fotosintesis terhambat
Protein dan lemak tidak terbentuk sehingga menghambat pertumbuhan
Tanaman tidak bermutu & hasil daun-daunan yang tumbuh
berkurang/sedikit. Perkembangan mikro organisme didalam tanah
berkurang sehingga perkembangan akar buruk.
2OksigenSebagai pembangun bahan organik seperti glukosa utuk
fotosintesisKesulitan dalam memperoleh zat organik glukosa dan
fotosintesis akan terhambat
3Karbon (C)Sebagai pembangun utama bahan organik glukosGlukosa
tidak terbentuk, Foto sintesis terhambat
4Kalsium (Ca) Merangsang pembentukan bulu-bulu akar Memperkeras
batang tanaman dan sekaligus merangsang pembentukan biji
Menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada saat
metabolisme Kalsium yang terdapat dalam batang dan daun dapat
menetralisirkan senyawa atau suasana keasaman tanahBulu akar tidak
terbentuk dan berkurangnya pertumbuhan jaringan meristematik.
Menghambat pengerasan batang tanaman dan pembentukan biji terhambat
Tidak dapat menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada
saat metabolisme Tidak dapat menetralisirkan senyawa sehingga
suasana keasaman tanah menjadi tinggi.
5FosforMerangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih/tanaman
muda. Mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi
tanaman dewasa dan menaikkan prosentase bunga menjadi buah/biji.
Membantu asimilasi dan pernafasan sekaligus mempercepat pembungaan
dan pemasakan buah, biji atau gabah. Fosfor memegang peranan pening
dalam metabolisme.Akar pada tanaman muda susah terbentuk sehingga
akan mati. Persentase bunga menjadi buah/biji sedikit karena
lamanya pertumbuhan tanaman muda menjadi dewasa. Asimilasi
terganggu dan lamanya apembangunan serta pemasakan biji Semua aspek
metabolisme teranggu dan pertumbuhan lambat sehingga tumbuhnya
menjadi kerdil.
6Kalium (K) Membantu pembentukan protein dan karbohidrat.
Berperan memperkuat tubuh tanaman, mengeraskan jerami dan bagian
kayu tanaman, agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur.
Meningkatkan daya tahan tanaman terhadap kekeringan dan penyakit.
Meningkatkan mutu dari biji/buah.Pertumbuhan akan terhambat, batang
akan tumbuh pendek dan kurus. Daun, bunga dan buah mudah gugur.
Daya tahan kurang sehingga banyak bintik-bintik menyerupai karat
pada daun Biji/buahnya kecil- kecil dan tidak bermutu.
7HidrogenMerupakan elemen pokok pembangunan bahan organik untuk
fotosintesisKesulitan dalam menghasilkan molekul organik sehingga
fotosintesis terhambat.
8Magnesium (Mg) Magnesium merupakan bagian tanaman dari
klorofil
Berperan dalam pembentukan buah Daun-daun tua mengalami klorosis
(berubah menjadi kuning) dan tampak di antara tulang- tulang daun,
sedang tulang-tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian
di antara tulang-tulang daun itu secara teratur berubah menjadi
kuning dengan bercak-bercak merah kecoklatan Pembentukan buah
terhambat sehingga produksi buah berkurang.
9Belerang (Sulfur = S) Membantu pertumbuhan anakan produktif
Komponen protein dan beberapa senyawa aktif. Membantu pertumbuhan
anakan produktif Komponen protein dan beberapa senyawa aktif.
MIKRO ELEMENNOMIKRO ELEMENFUNGSIJIKA KURANG
1.Seng (Zn)Berperan dalam metabolisme karbohidrat
Metabolisme karbohidrat terganggu sehingga pertumbuhan batang
terhambat.
2.Mangan (Mn)penting dalam sintesisklorofildapat
menyebabkanklorosis dan nekrosispada daun,
.3.Nikel (Ni)Kofaktor untuk enzim yang berfungsi dalam
metabolisme nitrogenDiperlukan untuk enzim urease untuk menguraikan
urea dalam membebaskan nitrogen ke dalam bentuk yang dapat
digunakan untuk tanaman. Nikel diperlukanuntuk penyerapan zat besi.
Benih perlunikel untuk berkecambah. Metabolisme nitrogen akan
terganggu sehingga fotosintesis terhambat.Kekurangan dari unsur
Nikel pada tanaman akan menimbulkan kegagalan dalam menghasilkan
benih yang layak.
4.Fe (Besi)diperlukan untuksintesis klorofil
dapat menyebabkanklorosis dan nekrosispada daun
5.Klor (Cl)diperlukan dalamfotolisis air selamaproses
fotosintesis
Kurangnya air dalam fotosintesis sehingga fotosintesis terhambat
dan dapat menyebabkan Cllayu pada daun diikutiklorosis dan
nekrosis,akar menjadi pendekdan kerdil.
6.Molybdenum (Mo)
Berperan penting dalam reduksi nitrat dan fiksasi nitrogen.Bila
kekurangan Mo mengalami NO3 sehingga defisiensi N terjadi karena
translokasi N selanjutnya terhambat. Jadi tanaman tidak mengalami
reduksi nitrat bila tidak ada Molibdenum (Mo)
7.Boron (B)diperlukan dalampembungaan,pembentukan
buah,fotosintesis, danmetabolisme Pembentukan buah, fotosintesis
dan metabolism dalam tumbuhan terhambat.
8.Tembaga (Cu)
Berperan dalamtransport elektronpada reaksifotosintesis.
Transport electron pada reaksi fotosintesis terhambat sehingga
menyebabkan pertumbuhan terhenti.
BAB IIIKesimpulanSiklus biogeokimia adalah aliran ion ataupun
molekul dari nutrien yang dipindahkan dari lingkungan ke organisme
(komponen hidup) dan dikembalikan lagi ke komponen tak hidup
(abiotik).Siklus tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi
jugs melibatkan reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik
sehingga disebut siklus biogeokimia.Fungsi Daur 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.Terdapat berbagai daur didalam daur biogeokimia, ada
daur hydrogen, karbon, dan sulfur yang dapat menyebabkan terjadinya
hujan asam. Daur zat hara yang terbagi menjadi 4 kompartemen dan
perana elemen tambahan pada metabolism tumbuhan.Unsur-unsur hara
yang dibutuhkan tanaman tanaman terbagi menjadi makroelemen dan
mikroelemen.
Daftar PustakaCotton dan Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar.
Jakarta: UI-PRESS.Delvian.2006. Peranan Ekologi dan Agronomi
Cendawan Arbuskula Mikoriza.USU. Repository. Medan.Heddy, Suasono
dan Metikurniati, 1994.Prinsip-Prinsip Dasar Ekologi.Malang : Raja
Grafindo Persada.Mc Naugthon, S.J dan Larry L. Wolf .1998. Ekologi
Umum. Yogyakarta : Gadjah Mada University
Press.Prof.DR.R.Respsoedarmo Soedjiran MA.1984. Pengantar ekologi.
Bandung.REMADJA KARYA.Ramli, Dzakri. 1989. Ekologi. Jakrta:
DEPDIKBUD, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi.Stiyati, Nopi P.
2008. BahanKuliah Masalah-masalah Lingkungan Global. Banjarbaru:
Universitas Lambung Mangkura.