Nitơ chiếm khoảng 78% không khí, nhưng hầu hết các sinh vật không thể sử dụng trực tiếp. Chu trình nitơ vận chuyển nguyên tố này qua khí quyển, đất, nước và các sinh vật sống, chuyển hóa nó thành các dạng mà thực vật và động vật có thể sử dụng. Vi khuẩn thực hiện phần lớn công việc này. Vi khuẩn cố định nitơ, sống tự do trong đất hoặc trong các nốt sần trên rễ cây họ đậu, chuyển hóa nitơ trong khí quyển thành amoniac. Các vi khuẩn khác chuyển hóa amoniac thành nitrat, được thực vật hấp thụ. Động vật nhận được nitơ bằng cách ăn thực vật hoặc các động vật khác. Khi các sinh vật chết, các sinh vật phân hủy sẽ phân giải mô của chúng và giải phóng nitơ trở lại đất.

Hoạt động của con người đã làm tăng gấp đôi lượng nitơ thải vào môi trường. Sản xuất phân bón và đốt nhiên liệu hóa thạch giải phóng các hợp chất nitơ phản ứng. Những hợp chất này có thể ngấm vào nguồn nước, gây ra hiện tượng tảo nở hoa và các vùng chết. Chúng cũng có thể tạo thành oxit nitơ, một loại khí nhà kính mạnh. Quản lý chu trình nitơ là một trong những thách thức môi trường khó khăn nhất vì nitơ rất cần thiết cho sản xuất lương thực. Mục tiêu không phải là loại bỏ nó mà là sử dụng nó hiệu quả hơn.

Các bước chính

• Cố định nitơ: khí nitơ được chuyển hóa thành amoniac.
• Quá trình nitrat hóa: chuyển hóa amoniac thành nitrat.
• Đồng hóa: thực vật và động vật hấp thụ nitơ.
• Khử nitrat: nitrat được chuyển hóa trở lại thành khí nitơ.

Chu trình nitơ tuy vô hình nhưng lại vô cùng thiết yếu. Mỗi protein trong cơ thể bạn đều chứa nitơ đã trải qua chu trình này nhiều lần.