Daur Nitrogen, Daur Fosfor, Daur Karbon, dan Daur Sulfur

Daur biogeokimia merupakan daur unsur atau senyawa dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Pada saat Ujian Nasional, materi daur biogeokimia selalu muncul dari tahun ke tahun. Berikut adalah penjelasan daur biogeokimia, yang meliputi daur Nitrogen, daur Sulfur, Daur Karbon, dan daur Fosfor.

Daur Nitrogen
Daur nitrogen terdiri dari dua tahapan, yakni: 

1) Transfer nitrogen dari atmosfer ke dalam tanah melalui air hujan atau proses fiksasi nitrogen secara biologis yang dibantu oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan tumbuhan polong-polongan, bakteri Azotobacter, dan bakteri Clostridium. Fiksasi nitrogen juga dapat dilakukan oleh alga biru yang hidup di air. Fiksasi nitrogen mengubah nitrogen menjadi nitrat. 

2) Nitrat yang dihasilkan dari tahap pertama digunakan oleh tumbuhan (produsen) dan diubah menjadi molekul protein. Kemudian, berpindah ke hewan (konsumen) melalui proses makan dan dimakan. Apabila tumbuhan dan hewan mati maka terjadi proses amonifikasi dimana mikroorganisme pengurai merombaknya menjadi gas amonia (NH3) dan garam amonium yang larut dalam air (NH4+). Kemudian, senyawa amonia dan amonium diubah oleh bakteri Nitrosomonas menjadi nitrit, dan nitrit diubah menjadi nitrat oleh bakteri Nitrobacter. Jika oksigen di dalam tanah terbatas, maka melalui proses denitrifikasi, nitrat dengan cepat ditransformasikan (diubah) menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen.

Daur Fosfor
Fosfor merupakan unsur yang penting untuk pembentukan asam nukleat, protein, ATP, dan senyawa organik penting lainnya. ATP merupakan bahan bakar (energi) bagi makhluk hidup.
Cadangan fosfat yang dapat larut digunakan langsung oleh tumbuhan sebagai zat hara primer dalam sintesis protein. Kemudian, melalui rantai makanan, fosfat dapat beralih ke tingkat trofi yang lebih tinggi. Apabila organisme mati, maka fosfor dikembalikan ke tanah melalui proses penguraian.
Selain itu, fosfor dikembalikan ke lingkungan dari kelebihan fosfat yang diekskresikan burung dan ikan dalam tinjanya. Contohnya, guano (deposit kotoran burung) merupakan akumulasi fosfor yang dikembalikan ke daratan.


Daur Karbon
Reservoir utama karbon yaitu dalam bentuk karbon dioksida yang terdapat di atmosfer. Karbon organik dimiliki oleh bumi dalam bentuk batu bara, minyak bumi, tumbuhan, dan hewan.
Tumbuhan dan berbagai jenis bakteri mampu mensintesis senyawa organik dari karbondioksida diatmosfer. Karbondioksida dan air yang diserap oleh tumbuhan, kemudian diubah menjadi glukosa pada proses ftosintesis. Proses ini juga menghasilkan oksigen.
Ketika tumbuhan dan hewan melakukan respirasi (pernapasan), karbondioksida dilepaskan kembali ke atmosfer. Selain itu, karbondioksida dilepaskan ke atmosfer dari hasil hasil penguraian tumbuhan dan hewan yang sudah mati oleh bakteri.

Daur Sulfur
Sulfur banyak terdapat di kerak bui dan diambil tumbuhan dalam bentuk sulfat. Selain itu, sulfur dapat diprediksi oleh bakteri menjadi sulfida. Di alam, sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik, kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida.
Beberapa jenis bakteri mampu mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat kembali. Ion sulfat lalu diserap tumbuhan dan diubah menjadi protein. Seperti halnya dengan itrogen, hewan bergantung kepada tumbuhan untuk memperoleh sulfur. Jika tumbuhan mati atau hewan mati maka tubuhnya akan diuraikan oleh bakteri yang mampu menguraikan protein menjadi hidrogen sulfida, kemudian mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat kembali.


Selain daur biogeokimia yang telah diuraikan di atas, ada juga daur air (hidrologi). Di dalam soal ujian nasional, biasanya disediakan bagan daur biogeokimia yang rumpang. Tugasnya yaitu mengidentifikasi tahap-tahap yang terjadi pada proses daur biogeokimia tersebut.