Assimilation bezieht sich auf den Prozess, bei dem Pflanzen und Tiere das NO3 integrieren, während sie durch Stickstofffixierung und Nitrifikation Ammoniak bilden. Pflanzen nehmen diese Arten von Stickstoff in Form von Nitriten über ihre Wurzeln auf und integrieren sie in Pflanzenproteine und Nukleinsäuren. Tiere erhalten diese Formen von Stickstoff, indem sie sich von Pflanzengeweben ernähren.
Stickstoff ist lebensnotwendig, da er einen Hauptbestandteil von Amino- und Nukleinsäuren darstellt. Darüber hinaus ist es ein wichtiger Bestandteil von ATP, dem grundlegenden Energiemolekül für Lebewesen. Tiere und Pflanzen können Stickstoff nicht direkt aus der Atmosphäre beziehen. Es wird jedoch durch Stickstoffkreislaufprozesse verfügbar gemacht. Der Stickstoffkreislauf ist ein komplexer Prozess, der fünf Schritte umfasst: Stickstofffixierung, Nitrifikation, Assimilation, Ammonifikation und Denitrifikation.
Stickstofffixierung beinhaltet die Umwandlung von gasförmigem Stickstoff in Ammoniak (NH3 oder NH4+) durch biologische Fixierung oder Nitrat durch einen physikalischen Prozess mit hohem Energieaufwand. Die Nitrifikation ist ein zweistufiger Prozess und beinhaltet die Umwandlung von NH3/NH4+ in NO3-. Der dritte Schritt im Stickstoffkreislauf ist die Assimilation. Ein weiterer Prozess, der am Stickstoffkreislauf beteiligt ist, ist die Ammonifikation. Es beinhaltet das Aufbrechen der großen Mengen an organischem Stickstoff, der bei der Assimilation, Ammoniak, entsteht. Das Ammoniak wird in die Umwelt ausgeschieden und steht auch zur Assimilation oder Nitrifikation zur Verfügung. Denitrifikation beinhaltet die Reduktion von NO3- zu gasförmigem N2 durch anaerobe Bakterien.
