تعتمد جميع المستهلكات على الكائنات ذاتية التغذية فى تثبيت النيتوجين وادخاله فى البروتينات والاحماض النووية. وتعتمد النباتات على الكائنات التى تمارس البناء الكيميائى والكائات المحللة فى اعادة النيتروجين الى الدورة وبالاتى اكمالها.
ورغم أن غاز النيتروجين يشكل حوالى 78% من الهواء الا انه خاملا ( لا يتفاعل مع عناصر اخرى ) وبالاتى لا يستخدم بشكل مباشر ويمكن للكائنات الاستفاده منه اذا تحول الى مركبات اخرى.
تثبيت النيتروجين
يتم تثبيت النيتروجين الجوى اما عن طريق التثبيت الفيزيائى وهى عملية فيزيائية تنتج عن التاثير المؤين للبرق على غاز N2 الذى يتحول الى نترات No3 والتى بدورها تتساقط مع لامطار على التربة والمياه السطحية . او عن طريق التثبيت الحيوى بواسطة البكتريا والطحالب المثبتة للنتروجين والمتواجدة فى الماء والتربة حيث يتم تحويل النتروجين الجوى الخامل الى مركبات تستطيع النباتات الاسفادة منها مثل الامونيا والنترات التى تعد اهم مصدر لنيتروجين للنبات لسهولة امتصاصها من التربة.
تمثل مجاميع الكائنات الدقيقة التالية المثبتات الحيوية للنتروجين
1 - انواع من البكتيريا حرة المعيشة مثل ازوتوباكتر ( وهى هوائية ) وكلوستريديوم ( لاهوائية ).
2 - انواع من الطحالب الخضراء ـ المزرقة.
3 - البكتريا تكافلية المعيشة والتى تعيش فى العقد الجذرية لعض النباتات مثل عائلة البقوليات.
حيث تقو النبتة بتزويد البكتريا بعناصر الغذاء المختلفة وتقوم البكتريا بتثبيت غاز النيتورجين الخامل وتحويله الى نترات يستفيد منها النبات . وتعد الكبتريا التكافلية ذا تكفاءة عالية فى تثبيت النيتروجين مقارنة بالكائنات الدقيقة الاخر.
4 - البكتريا الزهرية والتى تقوم بعملية التمثيل الضوئى وكذلك انواع من بكتريا التربة .
5 - انواع من الفطريات البسيطة والتى تدعى اكتينومايسيت والتى تعيش فى التربة على جذور انواع من النباتات غير البقولية.
وهناك مصادر اخرى تزود التربة بالمركبات النيتروجينية وهذه المصادر ناتجة عن انشطة الانسان المختلفة وخصوصا الملوثات الصناعية وكذلك الاسمدة الكيماوية النيتروجينية والتى تستعمل عادة فى الزراعة المكثفة او الزراعة العمودية.
وبالرغم من عظم كمية الانتاج الصناعي من الاسمدة الكيماوية كنتيجة لتزايد الانتاج الزراعي يبقى اكبر مصدر للنتروجين المستخدم بواسطة النبات هو النيتروجين المثبت بفعل البكتريا الارضية وخصوصا التكافلية المعيشة .
دورة النيتروجين
تبدا دورة النيتروجين بامتصاص النباتات الخضراء ( بواسطة الشعيرات الجذرية ) للنتروجين القابل للذوبان على شكل نترات وامونيوم واحيانا امونيا وتستخدم فى بناء لاحماض الامينية والبروتينيات .
المسالك الثلاثة للمركبات النيتروجينية
1 - تخزن او تحفظ على هيئة بروتينات او احماض نووية داخل النبات .
2 - تحول الى بروتينات حيوانية من خلال الاستهلاك الحيوان للنبات .
3 - تتحلل الى مربكاتها الاولية عن طريق عمل المحللات على افرازات الكائنات الحية وجثثها .
عملية النترتة
في دورة التحلل وبوجود الاكسجين يتاكسد الامونيوم بواسطة البكتريا الى النيترايت والتى تتاكسد بدورها الى نترات يمتصه النبات وتسمى هذه العملية النترتة .
وتحت ظروف عدم وجود الاكسجين تختزل النترات بواسطة البكتريا الى نيترايت وغاز النيتروجين الذى يتصاعد الى الغلاف الغازى وتسمى هذه العملية عكس النترتة وتشمل البكتريا العاكسة للنترتة .
وقد يفق جزء من النتروجين فى المياه الجوفية نتيجة لغسل التربة بمياه الامطار الا انه يعود للدورة بعد استعمال هذه المياه فى رى المزروعات .