窒素は空気の約78パーセントを占めていますが、ほとんどの生物はそれを直接利用することはできません。窒素循環は、この元素を大気、土壌、水、そして生物を通して移動させ、植物や動物が利用できる形に変換します。この過程の大部分は細菌によって行われます。土壌中やマメ科植物の根粒に生息する窒素固定細菌は、大気中の窒素をアンモニアに変換します。他の細菌はアンモニアを硝酸塩に変換し、植物はそれを吸収します。動物は植物や他の動物を食べることで窒素を得ます。生物が死ぬと、分解者がその組織を分解し、窒素を土壌に戻します。

人間の活動によって、環境中に流入する窒素の量は倍増しました。肥料の生産や化石燃料の燃焼によって、反応性の高い窒素化合物が放出されます。これらは水路に流れ込み、藻類の異常繁殖やデッドゾーン（生物が生息できない水域）を引き起こす可能性があります。また、強力な温室効果ガスである亜酸化窒素を生成することもあります。窒素は食料生産に不可欠であるため、窒素循環の管理は最も困難な環境課題の一つです。目標は窒素を排除することではなく、より効率的に利用することです。

重要なステップ

• 固定化：窒素ガスがアンモニアに変換される。
• 硝化作用：アンモニアが硝酸塩に変換される過程。
• 同化作用：植物や動物が窒素を吸収する。
• 脱窒作用：硝酸塩が窒素ガスに変換される。

窒素循環は目に見えないが、生命維持に不可欠である。体内のあらゆるタンパク質には、この循環を何度も経た窒素が含まれている。