氮是蛋白質的基本組成元素之一(有關蛋白質的知識見第9章)。所有生物體均含有蛋白質，所以氮的循環涉及到生物圈的全部領域。氮是地球上極為豐富的一種元素，在大氣中約占78％。氮在空氣中含量雖高，卻不能為多數生物體所直接利用，必須通過固氮作用。固氮作用的兩條主要途徑，一是通過閃電或化學合成等高能固氮，形成的硝酸鹽和氨，隨降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤油菌可使氨氣轉變為硝酸鹽等。植物從土壤中吸收銨離子(銨肥)和硝酸鹽，并經復雜的生物轉化形成各種氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白質。動物以植物為食而獲得氮并轉化為動物蛋白質。動植物死亡后的遺骸中的蛋白質被微生物分解成銨離子、硝酸根離子和氨，雙回到土壤和水體中，被植物再次吸收利用。
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