Kvælstof er en vigtig komponent i plante- og dyreproteiner og derfor vigtig for alt liv. Selvom nitrogen er det mest rigelige element i luften, kan de fleste organismer ikke bruge nitrogenet i atmosfæren. Kvælstofcyklussen omdanner atmosfærisk nitrogen til en biologisk anvendelig form. Imidlertid kan denne naturlige proces ændres negativt ved brug af gødning.
Luften er 78 procent nitrogen.Nitrogenfiksering
Kvælstofcyklussen begynder med de biologiske processer, der tager ubrugelig atmosfærisk nitrogen og omdanner det til en fast form. Udfældnings- og bælgplanteafgrøder som lucerne og bønner afsætter kvælstof fra luften til jord og vandveje. Bakterier og alger kombinerer nitrogen med brint og danner ammoniak.
Absorption
Et par planter bruger ammoniak i jorden, men ammoniak er giftig for de fleste organismer. Bakterier i jorden fortsætter nitrogencyklussen ved at omdanne ammoniakken til det mere anvendelige og mindre giftige nitrit og nitrat. Planter optager disse nitrogenforbindelser gennem deres rødder. Dyr og andre organismer absorberer nitrogenforbindelserne ved at spise planterne eller ved at spise andre dyr og organismer, der spiste planterne. Bakterier omdanner ubrugte nitrater tilbage til atmosfærisk nitrogen.
Cyklussen fortsætter
Kvælstofcyklussen begynder igen, når animalsk affald og råtnende planter og dyr afsætter nitrogen i jorden, mens nedbør afsætter atmosfærisk nitrogen i jorden. Bakterier og alger omdanner igen nitrogen til ammoniak, og cyklussen fortsætter.
Problemer
Kvælstofcyklussen er en naturlig proces, der tilføjer nitrogen til jorden. Brug af gødning har dog øget mængden af anvendeligt nitrogen i jorden. Det ekstra kvælstof ser ud til at være tiltalende fra landbrugssynspunktet, at flere næringsstoffer i jorden betyder afgrøder med højere udbytte. Desværre har økosystemer, herunder dem, der er skabt gennem afgrødeproduktion, begrænset kvælstofbehov. Overskydende kvælstof, der ikke er optaget af planter og ikke kan omdannes til atmosfærisk form af bakterier, der udvaskes dybere ned i jorden og ud af cyklussen, kontaminerer grundvandsforsyningen og tilskynder til vækst af giftige algeopblomstringer.
