- 窒素ガス（N2）は、地球の大気の約78％を占めています。ただし、大気窒素は比較的不活性であり、ほとんどの植物や動物では直接使用することはできません。
- 窒素固定菌は、大気窒素をアンモニア（NH3）に変換します。このプロセスは、共生細菌がマメ科植物（豆、エンドウ豆、レンズ豆など）の根に結節を形成し、大気窒素を使用できるアンモニアに変換したり、土壌や水生環境の自由生活の細菌を介して発生する可能性のある土壌で発生する可能性があります。
ステップ2：硝化 ：
- 硝化細菌は、アンモニアを亜硝酸塩（NO2-）および硝酸（NO3-）に変換します。
- ニトロソモナス細菌は、硝化と呼ばれるプロセスを通じてアンモニアを亜硝酸塩に変換します。
- ニトロバクター細菌は、硝酸塩を介してさらに亜硝酸塩を硝酸塩に酸化します。
ステップ3：同化 ：
- 植物は、利用可能な硝酸塩と亜硝酸塩をその根を通して吸収します。
- 植物組織、硝酸塩、亜硝酸塩は還元され、植物の成長に不可欠なアミノ酸、タンパク質、核酸、および他の窒素化合物に組み込まれます。
ステップ4：アンモン化 ：
- 植物や動物が死ぬと、窒素性の有機物（タンパク質、核酸など）は、土壌中の分解因子（主に細菌と真菌）によって分解されます。
- アンモニア化中、微生物は有機窒素化合物を分解し、アンモニアガス（NH3）を放出します。
ステップ5：硝化（再び） ：
- その後、放出されたアンモニアは、ステップ2で説明されている硝化プロセスを通じて、亜硝酸塩と硝酸塩に再変換されます。
ステップ6：脱窒 ：
- 嫌気性条件（酸素レベルが低い）では、特定の細菌が脱窒を行い、硝酸塩を大気中の窒素ガス（N2）に変換します。
- 脱窒は、環境内の窒素の量のバランスをとり、その過剰蓄積を防ぐため、窒素サイクルの重要なステップです。
これらのステップの中で窒素の連続サイクリングにより、植物や動物が成長、発達、および繁殖に必要な必須窒素にアクセスできるようになります。さらに、過度の肥料の用途や産業活動などの人間の活動は、自然な窒素サイクルを混乱させ、地下水硝酸塩汚染や水域の富栄養化などの環境問題につながる可能性があります。
