窒素は植物が最も多く必要とする栄養素です。タンパク質、葉緑素、DNAの構成要素でもあります。窒素が不足した作物は、葉が薄い緑色になり、やがて黄色に変色し、成長が遅くなります。一方、窒素が十分に供給された作物は、濃い緑色で力強く育ちます。

大気は78％が窒素ガスで構成されているが、ほとんどの植物はそのままの形では利用できない。マメ科植物だけが、共生細菌を介して直接窒素を固定できる。その他の植物は、土壌中の窒素、化学肥料、あるいは窒素をゆっくりと放出する有機物に依存している。20世紀初頭にドイツで開発されたハーバー・ボッシュ法は、合成窒素肥料の工業規模での製造を可能にし、世界の農業を大きく変革した。

窒素はどこから来るのか

• 合成肥料：尿素、硝酸アンモニウムなど
• 肥料と堆肥
• マメ科植物の輪作と緑肥作物
• 土壌有機物の鉱化作用

窒素もまた汚染物質である。硝酸塩は地下水に浸透し、亜酸化窒素は強力な温室効果ガスであり、流出水は藻類の異常繁殖を引き起こす。作物の需要に合わせて供給量を調整することが、栄養管理における中心的な課題である。