氮是植物所需量最大的营养元素。它是蛋白质、叶绿素和DNA的组成成分。缺氮的作物会先变成浅绿色，然后变黄，生长缓慢。而氮充足的作物则颜色深绿，生长旺盛。

大气中78%是氮气，但大多数植物无法直接利用这种形式的氮气。只有豆科植物能够通过其细菌伙伴直接固定氮气。其他植物则依赖土壤中已有的氮、矿物肥料或缓慢释放氮的有机物。20世纪初德国开发的哈伯-博世法使合成氮肥的工业化生产成为可能，并重塑了全球农业。

氮的来源

• 合成肥料：尿素、硝酸铵等
• 粪肥和堆肥
• 豆科作物轮作和绿肥作物
• 土壤有机质矿化

氮也是一种污染物。硝酸盐会渗入地下水，一氧化二氮是一种强效温室气体，径流还会促进藻类大量繁殖。如何使氮的供应与作物需求相匹配是养分管理的核心挑战。