م می‌رسد. در طول رشد گیاه در نتیجه مصرف گیاه مقدار آن کم و گاهی ناچیز می‌شود. بعد از خشک شدن خاک شرایط طبیعی نیتراتی شدن دوباره پیش می‌آید.
پوشش گیاهی و روش‌های کشت و کار نیز در مقدار نیتروژن معدنی خاک مؤثرند. اصولاً در نواحی معتدل مقدار نیتروژن خاک در زمان رویش گیاه کم می‌شود. بعد از برداشت گیاهان یک ساله و در طول پاییز معدنی شدن مواد آلی خاک به تدریج باعث افزایش نیتروژن محلول خاک می‌شود. پوسیدگی ریشه، ساقه، کاه و سایر باقیمانده‌های گیاهی نیز در معدنی شدن نیتروژن آلی موثر است.
خاکهایی که زیر پوشش چمن هستند همیشه از نظر نیتروژن معدنی فقیر می‌باشند. مقدار نیتروژن کانی در آنها در حدود 5 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک است و به ندرت ارقامی‌بالاتر از این گزارش شده است. علت کم بودن نیتروژن معدنی و زیاد بودن نیتروژن آلی خاکهای چمنزار را می‌توان وجود تراکم فوق العاده ریشه و نیاز زیاد این گیاهان به نیتروژن دانست (سالاردینی, 1374).

1-4-2 نیتروژن آلی خاک
بیش از 95 درصد نیتروژن خاک به شکل آلی است. از این رقم 20-40 درصد به گونه ترکیبات پروتئینی (مشتقات اسیدهای آمینه) و 5-10 درصد به صورت قندهای آمینه و ترکیبات گلوکز آمین بوده و بقیه که هنوز چندان شناخته نشده‌اند، در قالب ترکیبات لیگنینی و آمونیومی همراه با مواد کربنی یافت می‌شوند (سالاردینی, 1367).
بیش از 40 درصد نیتروژن خاک که به صورت ترکیبات اسیدها و قندهای آمینه، مجموعه پورین و پریمیدین می‌باشند به سرعت تجزیه می‌شود. در حالی که تجزیه مواد آلی دیگر خاک به دشواری و با مقاومت زیاد انجام می‌گیرد.
معدنی شدن طی سه مرحله گام به گام مطابق واکنش‌های زیر یعنی آمینه شدن، آمونیاک سازی و نیتریتی شدن انجام شده و نهایتاً در مرحله چهارم تبدیل به نیترات می‌گردد. دو مرحله اول با کمک موجودات دگرساز و مرحله سوم به وسیله باکتری‌های خودساز تحقق می‌یابد.

1) آمینه شدن

2) آمونیاک سازی

3) نیتریتی شدن

4) نیتراتی شدن
انجام واکنش‌های دوم و سوم نیاز به اکسیژن مولکولی دارد. بنابراین فعل و انفعالات مزبور تنها در خاک‌هایی که دارای تهویه مناسب هستند انجام پذیرفته و عواملی مانند تراکم یون آمونیوم، جمعیت موجودات نیترات ساز، تهویه، رطوبت خاک و نسبت کربن به نیتروژن در مقدار نیترات مؤثر می‌باشند. ذکر این نکته الزامی است که تحت شرایط مطلوب، سالانه فقط 1 تا 4 درصد از کل نیتروژن خاک معدنی می‌شود (ملکوتی, 1373).
1-5 منابع تأمین نیتروژن
1-5-1 منابع طبیعی نیتروژن
الف – موادآلی خاک
منبع اصلی نیتروژن برای گیاهان، مواد آلی خاک است که در واقع باقیمانده حیوانی و گیاهی قبلی است که به طور طبیعی و یا در نتیجه عمل انسان به خاک داده شده است. معمولاً نیتروژن آلی خاک تبدیل به نیتروژن آمونیاکی و بعد نیتریتی و بالاخره نیتراتی می‌شود و تحت تأثیر همان عوامل و شرایطی قرار می‌گیرد که نیتروژنی که از خارج داده شده است قرار خواهد گرفت. تحت شرایط آزمایشگاهی وقتی که گیاهی وجود نداشته باشد و تلفات از طریق شستشو نیز ملاحظه نشود تقریباً 5 تا 10 درصد نیتروژن آلی خاک در مدت شش ماه به نیتروژن نیتراتی تبدیل می‌شود.

ب- بقایای محصول و کود دامی
در کشت و کار صحیح بایستی مقدار قابل توجهی از نیتروژنی را که به وسیله گیاه از خاک خارج می‌کنند با افزودن کودهای آلی و باقیمانده‌های گیاهی به خاک برگردانند. در مورد غلات اگر کاه از زمین برداشت نشود این قسمت از باقیمانده گیاهی و ریشه‌های آن 20 درصد نیتروژنی را که گیاه از خاک خارج کرده است به آن برمی‌گرداند. این رقم به هر حال تابع نوع محصول، شرایط محیطی، عملکرد محصول و سطح نیتروژنی است که گیاه در آن کاشته شده است.

ج- آب باران و آبیاری
آب باران دارای مقداری نیتروژن آمونیاکی و اسید نیتریک می‌باشد. همچنین مقداری نیتروژن آلی نیزدر آن به صورت سلول‌های موجودات زنده و ذرات غبار وجود دارد. نیتروژن آمونیاکی حدود 70 درصد نیتروژن آب باران را تشکیل می‌دهد. آمونیاک اکثراً از مناطق صنعتی که سازنده یا استفاده کننده آمونیاک هستند یا در نتیجه سوخته شدن زغال سنگ تأمین می‌شود. بدیهی است که مقداری آمونیاک نیز بر اثر واکنش‌های شیمیایی بویژه ناشی از مصرف کودهای شیمیایی از خاک به هوا متصاعد می‌شود و با باران به زمین بر می‌گردد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که در مناطق صنعتی 56 تا 75 کیلوگرم در هکتار در سال گاز آمونیاک به وسیله بعضی از خاکها جذب می‌گردد (ملکوتی, 1373).
مقدار کل نیتروژنی که از طریق بارندگی به سطح خاک می‌رسد متغیر است که این خود بستگی به شرایط منطقه دارد. در نواحی روستایی این مقدار بسیار ناچیز (یک کیلوگرم در هکتار در سال) ولی در نواحی نزدیک مراکز صنعتی حداکثر (57 کیلوگرم در هکتار در سال) می‌باشد (سالاردینی, 1374).
آب آبیاری معمولاً دارای مقدار جزئی نیتروژن می‌باشد. بطور کلی مقدار این نیتروژن ناچیز است مگر در آبهایی که از شوره زارهای نیتراتی سرچشمه گرفته باشند. این آبها در نواحی خشک می‌توانند در افزودن نیتروژن به خاک مؤثر باشند ولی در نواحی مرطوب به ندرت آبی با نیتروژن قابل توجه می‌توان یافت.

د- جذب نیتروژن از هوا
گرچه در سالهای 1850 پیشنهاد شده بود که خاک قادر است سالیانه بین 10 تا 40 کیلوگرم در هکتار نیتروژن را جذب کند ولی تشخیص این مورد که آیا واقعاً این نیتروژن بوسیله ذرات خاک تثبیت یافته یا به وسیله میکروب‌های خاک از هوا جذب شده است، مشکل بوده است.
برطبق نظریه اینگهام21 (1940) یک خاک خوب شخم خورده در مدت 12 ماه قادر است آنقدر نیتروژن از هوا جذب کند که نیاز یک محصول ذرت را برآورده کند. خاک مرطوب قادر است مقدار قابل توجهی نیتروژن را به صورت آمونیاک جذب کند و این نیتروژن بلافاصله بوسیله باکتری‌های خاک بخصوص نیتروزوموناس یا به وسیله گیاهان جذب شود و خاک را برای جذب مجدد آزاد گذارد. بهر حال جذب نیتروژن بوسیله ذرات خاک از اتمسفر می‌تواند در بعضی نقاط مهم باشد ولی اصولاً تلفات نیتروژن خاک به حدی است که جز با اضافه کردن کود شیمیایی و آلی نمی‌توان کمبود ازت خاک را جبران کرد.

1-5-2 تثبیت زیستی نیتروژن
الف – تثبیت توسط موجودات غیر همزیست
از سال 1895 که وینو گرادسکی توانست یک باکتری غیر همزیست (آزادزی) تثبیت کننده نیتروژن را به نام کلوستریدیوم22 کشف کند تاکنون تعداد بسیار زیادی موجودات ذره بینی آزادزی کشف شده‌اند که قادر به انجام عمل مشابهی می‌باشند. مهم‌ترین این موجودات باکتری‌های جنس ازتوباکتر23, جلبکهای سبز نوستوک24 و آنابنا25 می‌باشند (سالاردینی, 1374).