Nitrogen Dalam Ekosistem Perairan
Arsip Cofa No. C 143
Nitrogen Anorganik di Perairan Tawar dan Masalah Yang Ditimbulkannya
Welch (1952) menyatakan bahwa garam-garam amonium, nitrit dan nitrat memperkaya pasokan nitrogen yang penting dalam rantai makanan organisme. Garam-garam amonium (amonia nitrogen atau amonia bebas) berperanan dalam tahap pertama mineralisasi nitrogen organik. Biasanya dianggap bahwa nitrat memasok nitrogen dalam bentuk yang lebih mudah dimanfaatkan, namun dua bentuk senyawa nitrogen lain, terutama garam-garam amonium, juga banyak dimanfaatkan. Sementara beberapa jenis tumbuhan lebih menyukai nitrat, jenis-jenis vegetasi lain tumbuh sama baiknya dengan memanfaatkan nitrit maupun garam-garam amonium; selain itu ada beberapa tumbuhan, terutama ketika muda, yang lebih menyukai amonia. Variasi konsentrasi nitrogen dalam air adalah berhubungan dengan musim pertumbuhan vegetasi dan suhu yang, sampai beberapa kisaran, mengendalikan aksi bakteri.
Sebenarnya, nitrogen dalam bentuk teroksidasi akhir, yakni nitrat, tidak terdapat dalam jumlah banyak di perairan alami yang belum tercemar. Perairan biasanya akan diperkaya oleh nitrat dan senyawa-senyawa penting lain akibat perubahan-perubahan di daerah tangkapan-airnya yang menyertai aktivitas pertanian. Penelitian terhadap konsentrasi amonia dan nitrat di danau-danau Wisconsin menunjukkan bahwa alga, gulma air dan bakteri pereduksi nitrat merupakan konsumen penting nitrogen dan bahwa bakteri penitrifikasi membantu meningkatkan konsentrasi nitrat (Welch, 1952).
Komposisi Kimia Air, Padatan dan Gas Terlarut
Welch (1952) menambahkan bahwa nitrogen dianggap sebagai salah satu faktor pembatas paling penting dalam perkembangan fitoplankton. Nitrogen merupakan salah satu zat hara yang penting bagi produksi klorofil. Pembentukan klorofil berhenti sangat cepat bila terjadi kekurangan nitrat. Tampaknya ada kasus-kasus keracunan berkaitan dengan nitrogen. Larutan nitrit encer dilaporkan menimbulkan kerusakan pada beberapa jenis tumbuhan namun menguntungkan bagi spesies tumbuhan lain, dan larutan nitrit mungkin dipekatkan sampai ke titik yang berbahaya; larutan nitrit lebih beracun daripada larutan nitrat pada konsentrasi yang sama. Garam-garam amonia yang berlebihan bisa meracuni ikan bila ada bersama karbonat.
Zat-Zat Hara Dalam Sedimen dan Air Danau
Bentuk-Bentuk Nitrogen Dalam Ekosistem Perairan
Boyd (1982) menyatakan bahwa siklus nitrogen merupakan siklus biokimia di mana sebagian besar perubahan bentuk melibatkan reaksi biokimia, dan kebanyakan nitrogen di dalam ekosistem kolam terikat di dalam organisme hidup dan bahan organik busuk. Bentuk-bentuk nitrogen di dalam air meliputi : nitrogen gas, nitrat, nitrit, amonium, amonia dan berbagai bentuk nitrogen organik. Nitrogen organik berkisar dari senyawa terlarut yang relatif sederhana, seperti asam amino, sampai partikel bahan organik kompleks. Nitrogen terdapat di dalam lumpur dengan bentuk yang sama seperti yang ada di dalam air. Pupuk biasanya mengandung nitrogen dalam bentuk amonium atau nitrat. Kedua senyawa ini mudah larut dan ion-ion yang dihasilkan mungkin diserap tumbuhan dan diasimilasi menjadi nitrogen organik – biasanya dalam bentuk protein. Tumbuhan bisa dikonsumsi oleh binatang dan kemudian nitrogennya bisa diasimilasi menjadi protein jaringan binatang tersebut. Akhirnya, nitrogen digabungkan dengan protein tumbuhan atau binatang dan selanjutnya menjadi bahan organik mati yang akan diuraikan oleh mikroorganisme.
Ekskresi Nitrogen dan Amonia : Pengaruh Faktor Biotik dan Lingkungan
Masukan Nitrogen dan Fosfor ke Estuaria Dari Daratan Sekitarnya
Correll et al. (1991) melaporkan bahwa studi interdisiplin jangka panjang terhadap estuaria Sungai Rhode dan daerah aliran airnya di dataran pesisir Mid-Atlantik di Amerika Utara telah dilakukan untuk mengukur masukan nitrogen dan fosfor dari ekosistem-ekosistem yang terkait secara hidrologis ke dalam estuaria ini. Ekosistem-ekosistem tersebut adalah hutan, lahan pertanian dan padang rumput yang semuanya ada di dataran tinggi; hutan tepi-sungai; rawa dataran banjir; dataran lumpur dan rawa pasang surut berair payau; dan teluk di estuaria. Air limpasan permukaan dari lahan pertanian mengandung nitrogen per hektar jauh lebih banyak daripada hutan dan padang rumput. Bagaimanapun, hutan pohon berkayu berdaun-gugur yang terletak di antara lahan pertanian dan sungai akan menyerap lebih dari 80 % nitrat dan total fosfor yang ada dalam air limpasan lahan pertanian, dan menyerap sekitar 85 % nitrat yang terkandung air bawah tanah dangkal dari lahan pertanian. Meskipun demikian, buangan zat hara dari hutan tepi sungai yang terletak di bawah (hilir) lahan pertanian masih lebih tinggi dibandingkan buangan dari padang rumput dan hutan lain.
Correll et al. (1991) menambahkan bahwa rasio atom nitrogen terhadap fosfor yang masuk ke estuaria dari daerah tangkapan airnya adalah 9 untuk total zat hara dan 6 untuk fraksi zat hara anorganik. Rasio N : P yang rendah seperti ini akan menyebabkan nitrogen lebih menjadi faktor pembatas daripada fosfor bagi pertumbuhan fitoplankton di estuaria. Rawa-rawa pasang surut di daerah estuaria menjebak zat-zat hara partikulat dan melepaskan zat hara terlarut. Hamparan lumpur subtidal (zona di bawah garis pasang-surut terendah) di bagian atas estuaria menjebak partikel fosfor, melepaskan fosfat terlarut, dan mengkonsumsi nitrat. Hal ini menyebabkan penurunan rasio N : P anorganik terlarut dalam estuaria. Bagaimanapun, estuaria bagian hulu merupakan tempat penenggelaman utama untuk total fosfor akibat penimbunan sedimen di daerah subtidal. Disimpulkan bahwa buangan nitrogen dan fosfor ke dalam Sungai Rhode, walaupun merupakan sebagian kecil dari beban total daerah tangkapan air, adalah cukup besar untuk menyebabkan masalah pengayaan zat hara (eutrofikasi) yang parah di estuaria bagian hulu.
Pengaruh Aerasi Terhadap Konsentrasi Nitrogen Terlarut
Ludwig dan Gale (1991) mengevaluasi dua metode aerasi untuk mengoksigenasi pasokan air dalam hatchery. Dalam penelitian mereka, air dan gas oksigen dialirkan dengan arah yang berlawanan. Sejalan dengan peningkatan aliran gas oksigen, konsentrasi oksigen terlarut dalam air arus-keluar meningkat dari sekitar 100 menjadi 290 %, sedangkan konsentrasi nitrogen terlarut menurun dari 102 menjadi 60 %; tekanan gas total dalam air arus-keluar bervariasi dari 101 sampai 108 %. Pada metode lain, oksigen dimasukkan secara langsung ke saluran pasokan air hatchery. Pada laju aliran air yang konstan 660 liter/menit dan aliran gas oksigen antara 5 dan 8 liter/menit, konsentrasi oksigen terlarut bertambah dari 68,6 menjadi 224 %, sedangkan konsentrasi nitrogen terlarut berkurang dari 108,4 menjadi 85,0 %. Mereka menyimpulkan bahwa kedua metode oksigenasi ini merupakan cara yang efisien untuk meningkatkan konsentrasi oksigen terlarut dan menurunkan konsentrasi nitrogen terlarut dalam pasokan air hatchery.
Respon Ikan dan Udang Terhadap Amonia
Peran Nitrogen Dalam Penguraian Bahan Organik di Kolam
Menurut Boyd (1982) peranan nitrogen dalam penguraian menjelaskan beberapa fenomena yang umum diamati di kolam. Kolam berair asam cenderung menimbun sejumlah besar bahan organik karena penguraian oleh bakteri terhambat dan sebagian besar penguraian dilakukan oleh jamur. Ketika mati akibat herbisida, tumbuhan-mencuat terurai lebih lambat daripada tumbuhan-tenggelam. Tumbuhan air tenggelam terurai lebih lambat daripada fitoplankton. Kandungan nitrogen meningkat dengan urutan : tumbuhan air mencuat < tumbuhan air tenggelam < fitoplankton. Bahan organik tertimbun lebih cepat di dalam lumpur kolam yang tak dipupuk daripada dalam lumpur kolam yang dipupuk karena nitrogen yang ditambahkan di dalam pupuk mendorong penguraian residu.
diposting oleh Yuli Astuti @ 07.49
0 Komentar
0 Komentar:
Posting Komentar
Berlangganan Posting Komentar [Atom]
<< Beranda