تتضمن دورة النيتروجين عدة مراحل أساسية، وهي :

1. تثبيت النيتروجين (Nitrogen Fixation):

* هذه هي الخطوة الأولى والأكثر أهمية، حيث يتم تحويل غاز النيتروجين (N₂) الموجود في الغلاف الجوي، والذي لا تستطيع معظم الكائنات الحية استخدامه مباشرة، إلى أمونيا (NH₃) أو أيونات الأمونيوم (NH₄⁺).
* تتم هذه العملية بشكل رئيسي بواسطة:
*

بكتريا تثبيت النيتروجين:

تعيش هذه البكتريا بحرية في التربة أو في علاقة تكافلية مع جذور بعض النباتات (مثل البقوليات). أمثلة على هذه البكتيريا: *Rhizobium*, *Azotobacter*, *Cyanobacteria*.
*

البرق:

الطاقة الهائلة للبرق تُكسر روابط النيتروجين الجزيئي، مما يسمح بتفاعله مع الأكسجين والماء لتكوين النترات.

2. امتصاص الأمونيوم (Ammonification):

* الكائنات الحية الدقيقة (مثل البكتيريا والفطريات) تحلل المواد العضوية (مثل النباتات والحيوانات الميتة وبراز الحيوانات) وتطلق الأمونيوم (NH₄⁺) في التربة.

3. نتره (Nitrification):

* في هذه المرحلة، يتم أكسدة الأمونيوم (NH₄⁺) إلى نتريت (NO₂⁻) ثم إلى نترات (NO₃⁻) بواسطة بكتيريا مُحددة.
* *Nitrosomonas* تحول الأمونيوم إلى نتريت.
* *Nitrobacter* تحول النتريت إلى نترات.

4. امتصاص النترات (Nitrate Uptake):

* النباتات تمتص النترات (NO₃⁻) من التربة من خلال جذورها وتستخدمها في بناء البروتينات والأحماض النووية. الحيوانات تحصل على النيتروجين عن طريق تناول النباتات أو الحيوانات الأخرى.

5. استعادة النيتروجين (Denitrification):

* في ظروف نقص الأكسجين (مثل التربة المشبعة بالماء)، تقوم بعض البكتيريا بتحويل النترات (NO₃⁻) إلى غاز النيتروجين (N₂)، والذي يعود إلى الغلاف الجوي. هذه العملية تكمل دورة النيتروجين.

هذه المراحل مترابطة وتشكل دورة مستمرة، حيث يُعاد تدوير النيتروجين باستمرار بين الغلاف الجوي والتربة والكائنات الحية. يؤثر تدخل الإنسان في هذه الدورة (مثل استخدام الأسمدة النيتروجينية) بشكل كبير على توازنها وقد يسبب مشاكل بيئية، مثل تلوث المياه.