Blitze brechen Stickstoffmoleküle auf. Dadurch verbinden sich die Moleküle mit Sauerstoff und bilden zusammen Stickoxide. Die Stickoxide lösen sich im Regen auf und bilden Nitrate.
Stickstoff reagiert nur bei hohen Temperaturen und Drücken, die mit Blitzeinschlägen verbunden sind, mit Sauerstoff. Bei einem Gewitter bilden sich NO2, Stickstoffdioxid und Stickoxid und Stickoxide reagieren mit Wasser zu Salpetersäure. Salpetersäure macht Wasser als Nährstoff für Pflanzen geeignet.
Es gibt vier Prozesse beim Stickstoffkreislauf durch die Atmosphäre und Mikroorganismen spielen in jedem Prozess eine Rolle. Die Prozesse sind Stickstofffixierung, Zerfall, Nitrifikation und Denitrifikation.
Stickstofffixierung ist das Auseinanderbrechen von Stickstoffatomen durch Blitze. Diese Stickstofffixierung macht bis zu 8 Prozent des gesamten fixierten Stickstoffs aus.
Die nächste Phase im Stickstoffkreislauf ist der Zerfall. Da das stickstoffreiche Wasser von Pflanzen verwendet wird, setzt der Stoffwechsel der Pflanzen Stickstoffverbindungen frei, die schließlich an die Umwelt zurückgegeben werden. Kleine Organismen bauen diese Stickstoffverbindungen ab und wandeln sie in Ammoniak um.
Ammoniak wird oft von Pflanzen verwendet, aber ein Großteil davon wird in Nitrate umgewandelt. Dies ist der dritte Prozess des Stickstoffkreislaufs. Diese Nitrate stehen Pflanzen zur Verfügung und werden über ihre Wurzeln aufgenommen.
Der letzte Schritt im Stickstoffkreislauf ist die Denitrifikation. Die Denitrifikation verwandelt Nitrate in Stickstoffgas und dieses Gas wird wieder in die Atmosphäre abgegeben.
