A nitrogén fontos összetevője a növényi és állati fehérjékben, ezért nélkülözhetetlen minden életben. Noha a nitrogén a legelterjedtebb elem a levegőben, a legtöbb organizmus nem tudja felhasználni a nitrogént a légkörben. A nitrogénciklus a légköri nitrogént biológiailag használható formává alakítja. Ezt a természetes folyamatot azonban műtrágyák használata negatívan megváltoztathatja.
A levegő 78% nitrogént tartalmaz.Nitrogén rögzítés
A nitrogénciklus azon biológiai folyamatokkal kezdődik, amelyek felhasználhatatlan légköri nitrogént vesznek át és rögzített formává alakítják. Csapadék és hüvelyes növények, például lucerna és bab nitrogént juttatnak levegőből a talajba és a vízi utakba. A baktériumok és az algák ötvözik a nitrogént hidrogénnel, ammóniát képezve.
Abszorpció
Néhány növény az ammóniát használja a talajban, de az ammónia mérgező a legtöbb organizmus számára. A talajban lévő baktériumok folytatják a nitrogénciklusot az ammónia átalakításával a használhatóbb és kevésbé mérgező nitritré és nitráttá. A növények ezeket a nitrogénvegyületeket gyökereik révén veszik fel. Az állatok és más organizmusok felszívják a nitrogénvegyületeket a növények etetésével, vagy más állatok és organizmusok etetésével, amelyek evették a növényeket. A baktériumok a fel nem használt nitrátokat atmoszferikus nitrogénré alakítják.
A ciklus folytatódik
A nitrogénciklus újrakezdődik, amikor az állati hulladék, a pusztuló növények és állatok nitrogént raknak a talajba, míg a csapadék a légköri nitrogént a talajba engedi. A baktériumok és algák ismét átalakítják a nitrogént ammóniává, és a ciklus folytatódik.
Problémák
A nitrogénciklus egy természetes folyamat, amely nitrogént ad a talajhoz. A műtrágyák használata azonban növeli a felhasználható nitrogén mennyiségét a talajban. Az extra nitrogén a mezőgazdaság szempontjából vonzónak tűnik, hogy a talajban lévő több tápanyag nagyobb terméshozamú növényeket jelent. Sajnos az ökoszisztémák - beleértve a növénytermesztés révén létrehozott ökoszisztémákat is - korlátozott nitrogénszükséglettel rendelkeznek. A növények által fel nem vett, a baktériumok által nem képes atmoszférikus formává alakuló többlet mélyebben szivárog be a talajba és a ciklusból, szennyezi a talajvízellátást és ösztönzi a mérgező algák virágzásának növekedését.
