Komponen Siklus fosfor: pengertian, tahapan, manfaat

Siklus fosfor relatif sederhana, karena tidak memiliki bentuk yang melewati atmosfer dan organisme hanya menggunakannya dalam bentuk ion fosfat.

Fosfor adalah unsur kimia makronutrie penting dalam kehidupan organisme. Ia berpindah dari “geo” bumi ke “bio” makhluk hidup, dan sebaliknya, berulang kali, dalam proses transformatif yang dikenal sebagai siklus fosfor.

Meskipun jumlah fosfor dalam materi hidup rendah, ia memainkan peran penting. Ini adalah unsur kimia kedua dengan kehadiran tertinggi pada manusia (yang pertama adalah kalsium), itu adalah bagian dari DNA mereka dan proses penting lainnya. Berkontribusi pada respirasi seluler dan fotosintesis pada tumbuhan. Dan itu merupakan komponen tulang binatang.

Pengertian

Siklus fosfor adalah proses siklus alami, agak lambat, yang mana fosfor bergerak melalui berbagai lapisan Bumi (litosfer, hidrosfer dan biosfer), mengalami perubahan dan menjadi unsur kimia dasar untuk aktivitas organisme biologis. Jalur fosfor ini, yang juga dibuat unsur-unsur kimia lain yang disebut makronutrien, dikenal sebagai siklus biogeokimia, atau apa yang diebut, interaksi Bumi dengan air dan makhluk hidup.

Fosfor adalah unsur kimia yang penting bagi organisme manusia, misalnya terdapat dalam komposisi fosfolipid, yang merupakan bagian penting dari pembentukan membran, dalam molekul ATP (adenin trifosfat) dan asam nukleat. Bagi tumbuhan, fosfor adalah nutrisi yang membantu pertumbuhan. Selain itu, penting juga untuk menyebutkan pentingnya fosfor sebagai pupuk.

Perlu dicatat bahwa meskipun fosfor penting, namun juga memiliki dampak negatif bila dalam jumlah banyak di lingkungan perairan. Unsur kimiawi ini bisa mencapai lingkungan akuatik melalui penggunaan pupuk, yang akhirnya terbawa ke sungai dan danau, atau dengan pembuangan kotoran manusia, misalnya. Fosfor yang berlebihan dapat menghasilkan pertumbuhan alga yang menyebabkan eutrofikasi, yaitu pengayaan lingkungan akuatik yang menyebabkan penumpukan bahan organik yang membusuk.

Komponen

Siklus fosfor global memiliki empat komponen utama:

  • pengangkatan tektonik dan paparan batuan yang mengandung fosfor pada kekuatan pelapukan;
  • erosi fisik dan pelapukan kimiawi batuan yang menghasilkan tanah dan menyediakan fosfor terlarut dan partikulat ke sungai;
  • pengangkutan fosfor ke danau dan laut ke sungai; dan
  • sedimentasi fosfor yang terkait dengan bahan organik dan mineral dan penguburan dalam sedimen. Siklus dimulai lagi dengan mengangkat sedimen ke dalam area pelapukan.

Cadangan fosfor terbesar ditemukan di kerak bumi. Dalam batuan, atom fosfor berikatan dengan empat atom oksigen yang membentuk garam asam fosfat atau eter yang disebut fosfat.

Fosfat dilepaskan melalui erosi dan pelapukan batuan, baik oleh sebab alami atau disebabkan oleh tindakan makhluk hidup. Berkat gravitasi, laut, hujan, dan perairan gletser, serta udara, angin, dan aktivitas tumbuhan, hewan, dan manusia, erosi atau disintegrasi batuan terjadi. Dalam “permainan” ini, fosfat melintasi tanah dan menjadi bagian dari berbagai ekosistem dan makhluk hidup yang menghuninya.

Di lapisan tumbuhan, fosfat diserap oleh akar tanaman, yang pada gilirannya dikonsumsi oleh hewan dan – mengikuti rantai makanan – menjangkau manusia.

Selain itu, air membawa garam-garam ini ke anak sungai yang berbeda. Di laut, dan juga dalam arus air tawar, sebagian tetap di permukaan melayani organisme seperti fitoplankton, yang kemudian memakan alga dan spesies air lainnya. Lagi-lagi pria memakan ikan yang kaya akan fosfor. Bagian lain dari fosfat menuju ke dasar laut, di mana mereka membentuk batuan sedimen baru yang harus dikikis oleh arus.

Bagaimana dia kembali ke bumi?

Burung laut dan ikan mengeluarkan guano (kotoran) yang terakumulasi di pantai dan batu digunakan sebagai pupuk karena kaya akan kandungan fosfor, kalium dan nitrogen. Ketika tumbuhan dan hewan mati, mereka membusuk dan oleh aksi mikroorganisme prokariotik (bakteri), unsur-unsurnya kembali ke bumi. Fosfor melakukannya dalam bentuk fosfat larut. Begitu di bumi rantai dimulai lagi.

Karakteristik siklus fosfor

Fosfor menghadirkan batuan sebagai reservoir besar dan siklusnya melibatkan tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Karena hadir terutama di batuan, siklus ini dimulai ketika elemen ini tersedia di tengah melalui aksi agen seperti hujan, matahari dan angin (proses pelapukan). Setelah tersedia di lingkungan, unsur tersebut digunakan oleh tumbuhan untuk melakukan aktivitas metabolisme dan ditularkan ke organisme lain melalui rantai makanan. Makhluk hidup memanfaatkan fosfor dalam bentuk ion fosfat.

Setelah ada dalam tubuh organisme hidup, fosfor kembali ke lingkungan untuk digunakan kembali. Pada saat itu, bakteri fosfolisasi bekerja, yang bertindak dalam penguraian bahan organik. Bakteri ini membuat fosfor tersedia sebagai senyawa yang dapat larut, yang mudah diangkut dan larut dalam air. Fosfor, kemudian, dapat dibawa ke sungai, danau dan laut, misalnya. Di lingkungan perairan, fosfor mengendap dan dimasukkan ke dalam batuan yang sedang terbentuk.

Bentuk penting lain dari pengembalian fosfor terjadi melalui aksi burung laut. Burung-burung ini memakan ikan dan mengeluarkan elemen tersebut di darat. Kotoran burung yang menumpuk sejak lama disebut guano.

Karakteristik utama dari siklus fosfor adalah:

  • Siklus fosfor adalah sedimen. Ini adalah jumlah dari proses produksi dan dekomposisi. Karena karakteristik elemen kimia, siklus berkembang perlahan, tidak dapat disamakan dengan volatilitas air atau karbon.
    Fosfor dalam bentuk aslinya tidak berguna bagi organisme. Kemajuan siklus tidak hanya memungkinkan kelayakan penggunaannya, tetapi juga penggunaan kembali berulang-ulang sebagai nutrisi dasar dan sumber energi bagi makhluk hidup.
  • Pengaturan untuk siklus fosfor pada dasarnya adalah kerak bumi. Dikatakan sebagai biogeokimia karena organisme biologis berinteraksi dengan bumi dan komponen-komponennya. Itu tergantung pada rantai makanan dari berbagai ekosistem, yang bertanggung jawab untuk mentransfer nutrisi dari satu spesies ke spesies lain, dari satu lapisan Bumi ke yang lain, dan interaksi dengan elemen lain.

Tahapan siklus fosfor

Siklus fosfor dapat diringkas dalam tiga fase atau tahapan berikut:

  • Pelepasan fosfat, yang terjadi di kerak bumi dari proses geologi eksternal: erosi, pelapukan cuaca, transportasi dan sedimentasi.
  • Penyerapan dan transfer eter asam fosfat. Tumbuhan adalah yang pertama kali memberi makan fosfor di tanah, mereka tumbuh dan dikonsumsi oleh hewan herbivora yang kemudian berfungsi sebagai makanan bagi karnivora, sehingga fosfat berpindah dari satu rantai trofik ke rantai lainnya. Fosfat yang dilepaskan dari batuan juga dapat berakhir di laut besar, diserap oleh organisme akuatik, atau pergi ke dasar air sampai menjadi bagian dari sedimen atau batuan lainnya.
  • Daur ulang unsur kimia atau nutrisi. Fosfor memainkan peran penting dalam organisme biologis dan dalam satu atau lain cara ia selalu kembali ke bumi untuk digunakan kembali. Tumbuhan – di tanah dan air – memberi makan hewan yang mengeluarkan fosfat melalui kotoran, limbah yang menyuburkan tanah. Dan bahkan ketika mereka mati, tumbuhan dan hewan membusuk dalam proses alami yang akhirnya mengembalikan fosfat larut ke bumi. Bentuk lain dari daur ulang, tetapi dalam jangka waktu yang sangat lama, adalah fosilisasi sisa-sisa organik dan pergerakannya ke ambang batas bumi.

Perubahan

Fosfor “keluar” ke permukaan bumi sebagai bagian dari siklus alami. Namun, intrusi manusia ke lingkungan mengubah proses. Pembakaran batu bara, praktik penambangan, dan penggunaan pupuk buatan, di antara aktivitas manusia lainnya, menghasilkan sejumlah besar fosfat di bumi, air, organisme hidup, dan juga di atmosfer.

Fosfor tersuspensi di bebatuan dan bersirkulasi di atmosfer – yang meningkatkan nitrogen – mengalir ke laut, memberi makan ganggang dan organisme lain yang berkembang biak dengan cepat hingga tidak hidup berdampingan karena berkurangnya oksigen. Mereka mati dan akhirnya menjadi bagian dari pencemaran lingkungan

Percepatan siklus fosfor yang disebabkan oleh tindakan manusia juga mengganggu siklus penting lainnya seperti karbon. Tanah subur mendorong pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang cepat dan fiksasi karbon dioksida (CO2) yang lebih besar.

Manfaat

Meskipun jumlah fosfor dalam materi hidup sangat kecil, ia memainkan peran mendasar. Unsur kimia hadir dalam DNA dan RNA, berpartisipasi dalam sintesis protein yang menentukan perkembangan dan fungsi organisme hidup. Lebih lanjut, fosfat terserap membentuk fosfolipid, komponen penting dari membran sel, yang bertanggung jawab untuk transportasi dan penyimpanan energi dalam sel.

Fosfor adalah unsur kimia paling lazim kedua pada manusia, yang pertama adalah kalsium. Pada hewan itu merupakan tulang dan gigi; dan pada tanaman, ia berpartisipasi dalam proses vital seperti fotosintesis dan degradasi karbohidrat.

Siklus fosfor di laut

Sebagian dari fosfat dibawa oleh air dan sisa-sisa hewan laut mengendap di dasar laut. Di sana mereka terbentuk dalam proses lambat batuan fosfat kaya bahan organik. Batuan yang akan terlihat hanya setelah lipatan dan fraktur orogenesis, atau kenaikan sedimen laut.

Bagian lain dari fosfat yang tersimpan di perairan – sebagaimana telah diumumkan – diserap oleh organisme hidup, berpartisipasi dalam pertumbuhan dan perkembangannya dan dikembalikan ke alam melalui kotoran, yang disebut ikan dan unggas air, guano, kompos.

Siklus biogeokimia

Siklus biogeokimia memastikan bahwa elemen tertentu terus didaur ulang dan dapat digunakan kembali. Fosfor adalah unsur yang, seperti sebagian lainnya, memiliki siklus biogeokimia, yaitu unsur ini bersirkulasi melalui organisme hidup dan lingkungan terestrial.

Related Posts