Stickstoff ist
u. a. für den Aufbau von Eiweißen in allen Organismen unentbehrlich.
Die Pflanzen als Erzeuger (Produzenten) können aber den Luftstickstoff
(ca. 78 % der Luft) nicht direkt nutzen, denn sie können die starke Bindung im Stickstoffmolekül (
) nicht aufbrechen. Pflanzen können Stickstoff nur in Form von gelösten Mineralstoffen aufnehmen.
Die wichtigste Quelle ist der durch die Zersetzer
(Destruenten) vorgenommene Abbau abgestorbener
Lebewesen durch Fäulnis
und Verwesung. Dabei entstehen im Boden vor allem Ammoniak und Ammonium-Ionen.
Diese stickstoffhaltigen Verbindungen werden durch Bakterien in andere
stickstoffhaltige Stoffe (Nitrite und diese in Nitrate) umgewandelt. Die
Nitrate stehen den Pflanzen, den Produzenten, im Boden als Mineralsalze
(Nährstoffe) wieder zur Verfügung. Ein Teil der Nitrate wird
von Stickstoff freisetzenden Bakterien wieder in molekularen Stickstoff () umgewandelt, das in die Luft zurückkehrt.
Eine weitere Rolle im Stickstoffkreislauf spielen Luftstickstoff bindende Bakterien (z. B. Knöllchenbakterien der Schmetterlingsblütengewächse, z. B. Klee) und Blaualgen. Sie wandeln den Luftstickstoff ebenfalls in Ammoniak und Ammonium-Ionen um, so dass die Pflanzen, die in Symbiose mit ihnen leben, diese Stoffe als stickstoffhaltige Nährstoffe nutzen.
Im Stickstoffkreislauf spielen also Mikroorganismen eine entscheidende Rolle.
Von den Pflanzen (Produzenten) gelangt der Stickstoff in die Verbraucher (Konsumenten), indem sich z. B. die Tiere von den Pflanzen ernähren. Sterben die Verbraucher, erfolgt abermals die Bildung von Ammoniak, Nitriten und Nitraten. Diese stehen den Pflanzen wiederum zur Verfügung. Der Kreislauf beginnt von Neuem.