Przemiany związków azotowych w glebie mają istotny wpływ na ogólny przyrodniczy obieg azotu. Równowaga tych przemian ustala warunki żywienia roślin azotem, a także decyduje o stopniu wykorzystania przez nie nawożenia azotowego.
Na niezwykle bogaty zespół przemian, prowadzących do różnorodnych przekształceń organicznych i mineralnych związków azotowych w glebie, składają się:
- naturalne warunki glebowe i czynniki agrotechniczne (mechaniczna uprawa gleby, nawadnianie, dobór roślin uprawnych , nawożenie i stosowanie środków ochrony roślin)
- procesy związane bezpośrednio z funkcjonowaniem organizmów żywych, bądź reakcje biochemiczne sterowane przez enzymy, wydzielane przez żywe komórki lub dostające się do gleby po ich rozkładzie.
- mniej lub bardziej złożone reakcje chemiczne i procesy fizykochemiczne
Gleba jako środowisko przemian biologicznych, a także reakcji chemicznych, ma przy tym swoją specyfikę wybitnie komplikującą ich przebieg. Składa się na nią trójfazowy charakter o zmiennym udziale i układzie przestrzennym fazy stałej, ciekłej i gazowej oraz związana z tym niehomogeniczność gleby. Trudno jest, więc określić, jakie procesy biologiczne lub reakcje chemiczne zachodzą aktualnie w glebie bądź są potencjalnie możliwe i jakich efektów można po nich oczekiwać.
Drobnoustroje obecne w glebie są zdolne do wiązania azotu atmosferycznego (cząsteczkowego, o wzorze N2). Biologiczne wiązanie azotu może być przeprowadzane przez mikroorganizmy wolno żyjące oraz symbiotyczne. Przykładem tych pierwszych są bakterie z rodzaju Clostridium, natomiast drugich – Rhizobium. Drobnoustroje wolno żyjące w stosunkowo niewielkim stopniu przyczyniają się do zwiększenia zawartości azotu w glebie. Szacuje się, że rocznie wiążą około 6-12 kg N na ha. Wśród organizmów symbiotycznych ważną grupę stanowią te żyjące w symbiozie z roślinami bobowatymi. Dzięki aktywności tych drobnoustrojów rocznie asymilowane może być nawet kilkaset kg N na ha (część składnika zostaje odprowadzona z plonem roślin). Więcej azotu gromadzone jest w glebach pod uprawami roślin wieloletnich niż jednorocznych. Wiązaniu azotu sprzyja mała zawartość azotu w glebie (wymusza to na roślinie „szukanie” innych źródeł tego składnika).
