Siklus Fosfor: Konsep, Manfaat, dan Tahapan

Alam memiliki caranya sendiri untuk menyeimbangkan ekosistemnya. Salah satunya dengan menerapkan siklus biogeokimia. Siklus biogeokimia disebut juga dengan daur organik-anorganik merupakan siklus unsur atau senyawa kimia yang berasal dari komponen abiotik menuju ke komponen dan kembali lagi ke komponen abiotic.

Medium penyalurannya terdiri dari organisme yang dibantu oleh reaksi-reaksi kimia dalam lingkungan abiotik. Adapun siklus biogeokimia terdiri dari siklus air, siklus sulfur (belerang), siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus fosfor.

Fungsi dari siklus biogeokimia adalah mengembalikan unsur-unsur kimia yang telah dipakai oleh seluruh komponen di bumi baik berupa biotik ataupun abiotik. Sehingga, kelangsungan hidup di bumi akan terjaga.

Dalam tulisan ini akan dipaparkan mengenai siklus fosfor mulai dari konsep sampai tahapannya. Grameds dapat menyimak sekaligus melihat rekomendasi buku untuk belajar mengenai lingkungan.

Konsep dan Peran Siklus Fosfor dalam Kehidupan

Mengutip dari laman Detik.com, fosfor merupakan elemen penting yang dibutuhkan seluruh makhluk hidup sebagai sumber energi untuk metabplisme sel dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Wujud dari fosfor beragam seperti ion fosfat yang berada di tanah, air, dan sedimen.

Adapun fosfor dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) diartikan sebagai zat, organik ataupun anorganik, cair atau kristal yang mampu berpendar. Sementara siklus fosfor merupakan siklus biogeokimia yang menggambarkan transformasi dan translokasi fosfor dalam tanah, air, serta bahan organik hidup dan mati.

Fosfor memiliki dua bentuk senyawa, di antaranya sebagai berikut.

1. Senyawa Fosfat Organik

Senyawa foafat organik merupakan senyawa yang terkandung dalam kandungan makhluk hidup seperti hewan, tumbuhan, dan manusia.

2. Senyawa Fosfat Anorganik

Senyawa anorganik merupakan senyawa fosfat yang dapat ditemukan di suatu lingkungan seperti air, tanah, dan batu.

Alasan terjadi penambahan fosfor ke tanah karena degradasi serta dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan hewan). Atau proses ketika fosfor bergerak melalui litosfer, biosfer, dan hidrosfer. Misalnya tanah di Australia secara alami memiliki persediaan fosfor yang rendah sehingga diperlukan nutrisi tambahan dalam sistem peternakan komersialnya.

Fosfor memegang peranan penting dalam kehidupan. Ia menjadi penjunjang proses evolusi pada makhluk hidup. Tidak hanya itu, fosfor juga menjadi sumber energi, ia berperan sebagai pembentuk membrane sel.

Pada hewan, fosfor digunakan untuk menyokong tulang dan gigi. Ia tidak hanya penting bagi makhluk hidup. Tetapi, juga dalam proses ekologis, yakni membentuk bakteri fotosintetik dan ganggang sehingga menghasilkan oksigen.

Sifat dan Ketersediaan Fosfor dalam Siklus Fosfor

Siklus fosfat dapat dilihat secara fisika dan kimia. Berikut penjelasan keduanya.

1. Sifat Fisika

Terkadang, fosfor tidak memiliki warna, tetapi dapat juga berwarna merah atau putih dengan unusr yang sama. Ia memiliki titik didih sebesar 2.770⁰ C (5.500 K) dan titik leleh sebesar 44,20⁰ C (317,30 K).

Adapun massa jenisnya terdiri dari fosfor merah sebesar2,34 g/cm³, fosfor putih sebesar 1,823 g/cm³, dan fosfor hitam sebesar 2,609 g/cm³. Dalam keadaan murni, fosfor akan berubah menjadi transparan atau tidak memiliki warna. Biasanya membentuk padatan putih dengan sifat lengket dan memiliki bau yang tidak sedap.

Fosfor putih lebih mudah menguap dan larut dalam pelarut nonpolar benzene. Sedangkan, fosfor merah memiliki sifat tidak mudah larut dalam seluruh jenis pelarut.

2. Sifat Kimia

Fosfor putih memiliki sifat yang sangat reaktif, mudah terbakar ketika di udara, dapat memancarkan cahaya, dan sangat beracun. Ia berfungsi sebagai bahan baku utama pembuatan asam fosfat di suatu industri.

Adapun fosfor merah berssifat tidak reaktif dan kurang beracun. Fungsinya sebagai bahan campuran pembuatan bidang gesek korek api dan juga pasir halus.

Setelah mengetahui sifat fosfor secara fisika dan kimia. Grameds dapat menyimak ketersediaan fosfor dalam tanah untuk tanaman pada beberapa jalur yang dapat dipulihkan. Berikut rinciannya.

1. Bakteri

Bakteri dapat mengubah fosfor yang ada di tumbuhan sehingga bentuk organik selanjutnya tidak akan tersedia lagi. Meskipun bakteri lain akan membuat fosfor tersedia dengan mineralisasi yang kontibusinya sangat kecil.

2. Adsorpsi

Fosfor anorganik dapat terikat secara kimia (teradsorpsi) ke partikel tanah yang membuatnya tidak tersedia lagi untuk tumbuhan. Keadaan akan berbeda ketika fosfor mengalami desorpsi (pelepasan fosfor teradsorpsi dari kondisi terikat ke dalam larutan tanah).

3. pH

Senyawa fosfor anorganik yang telah larut dibutuhkan oleh tanaman. Keadaan tersebut dipengaruhi oleh tingkat keasaman (pH) suatu tanah. Jika tanah memiliki pH kurang dari 4 atau lebih besar dari pH 8 maka fosfor mulai terikat dengan senyawa lain. Keadaan tersebut tidak baik untuk tanaman.

Banyak sekali tumbuhan yang membutuhkan lebih banyak fosfor sehingga penyerapannya dalam tanah menjadi berkurang. Ketika tumbuhan dipanen, ia tidak akan meninggalkan vegetasi yang membusuk sebagai ganti fosfor yang telah diserapnya.

Oleh sebab itu, petani akan mengganti fosfor di tanah. Caranya dengan menambahkan pupuk atau limbah sebagai pengganti fosfor yang telah diambil oleh tumbuhan.

Tahapan Siklus Fosfor

Melansir dari laman Kompas.com, siklus fosfor terdiri dari beberapa tahapan di antaranya sebagai berikut.

1. Pelapukan Batuan

Fosfor dapat ditemukan di kerak bumi terutama di batuan sedimen yang mengandung mineral fosfat. Kemudian, batuan-batuan tersebut akan mengalami pelapukan seiring dengan berjalannya waktu. Ketika pelapukan bertemu dengan hujan maka akan melarutkan batuan dan melepaskan ion fosfat anorganik ke tanah dan juga air.

Tidak hanya batuan sedimen sebagai sumber fosfor, abu mineral dan abu vulkanik juga menjadi sumber unsur fosfor bumi.

2. Tanaman Menyerap Fosfor

Kemudian, siklus fosfor melewati bagian biotik, yang mana senyawa fosfat dalam air dan tanah diserap oleh tanaman. Dengan tanaman, senyawa fosfat diubah menjadi materi genetik brupa DNA dan RNA bersama gula deoksiribosa dan basa nitrogen.

Setelah diserap oleh tanaman, fosfor akan masuk ke dalam rantai makanan. Herbivora akan memperoleh fosfor dari tanaman, sedangkan karnivora melalui herbivora. Adapun, manusia memperoleh unsur fosfor dengan cara mengonsumsi hewan dan tumbuhan. Dengan begitu, unsur fosfor diserap oleh seluruh makhluk hidup selama kehidupannya.

3. Dekomposisi

Ketika makhluk hidup mati maka sisa-sisa tubuhnya akan mengalami dekomposisi. Dekomposisi dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) berarti proses perubahan menjadi bentuk lebih sederhana; penguaraian; tindakan pemecahan sistem ke dalam komponen yang lebih kecil untuk menyederhanakan dan mempermudah desain dan pengembangannya.

Yang mana dekomposer atau detrivitor akan menguraikan sisa-sisa tubuh dari makhluk hidup menjadi lebih sederhana, termasuk unsur fosfor. Pada tahap tersebut, unsur fosfor yang dikonsumsi oleh makhluk hidup kembali ke tanah dalam bentuk senyawa fosfor organik.

4. Mineralisasi

Selanjutnya, siklus fosfor memasuki tahapan mineralisasi. Fosfat organik dalam tanah akan dipecah oleh bakteri menjadi bentuk senyawa fosfat anorganik. Proses mineralisasi tersebut, dapat menjadikan unsur fosfor dapat digunakan kembali oleh tumbuhan.

5. Masuk ke Lautan

Tidak semua fosfor kembali ke tanah dan langsung digunakan kembali. Mayoritas unsur fosfor terbawa oleh limpasan air ke sungai dan berakhir di lautan. Unsur fosfor yang terbawa air ataupun sisa organisme hidup yang tenggelam akan membentuk lapisan sedimen yang mengandung fosfor.

Lapisan sedimen yang mengandung fosfor ada di dasar lautan dan memerlukan proses geologis berupa pengangkatan untuk dapat kembali ke daratan. Proses geologis tersebut memerlukan waktu yang lama sehingga unsur fosfor rata-rata yang berada di dasar laut selama 20 sampai 100 ribu tahun.

Dari rata-rata tahun sedimentasi fosfor akan secara stabil hilang ke dalam laut dan tidak dapat digunakan dalam waktu dekat. Hal tersebut, membuat unsur fosfor yang berada dalam siklus yang tidak seimbang atau tidak sempurna.

6. Tidak Melalui Komponen Atmosfer

Fosfor tidak melalui komponen atmosfer seperti siklus biogeokimia lainnya (seperti siklus karbon, belerang, dan nitrogen). Hal tersebut disebabkan fosfor tidak memiliki fase gas. Sehingga, senyawa fosfor tidak dapat ditemukan di atmosfer.

Ketidakseimbangan siklusnya membuat persediaan fosfor menjadi sedikit. Hal tersebut berdampak pada petani yang harus menggunakan pupuk fosfor untuk memenuhi kebutuhan nutrisi tumbuhan.

Manfaat Siklus Fosfor

Fosfor memiliki beberapa manfaat bagi kehidupan. Berikut rinciannya yang dirangkum dari laman Rimbakita.com.

• Untuk membantu proses dalam tubuh seperti metabolisme karbohidrat, lemak, dan asam nukleat.
• Untuk sel-sel protoplasma dan jaringan tulang serta saraf.
• Untuk pembuatan pupuk, bahan peledak, pasta gigi, kembang api, detergen, korek api, dan pestisida.
• Untuk membersihkan, melunakkan air, dan menjaga korosi pipa.
• Fosfat memiliki pengaruh secara biologis pada komponen nukleotida dan asam nukleat pembentuk DNA dan RNA tubuh.
• Fosfor juga mengambil peranan penting sebagai agen penyangga tubuh dalam menjaga homeostatis asam basa tubuh.
• Fosfor memiliki pengaruh terhadap DNA makhluk hidup.