دورة النيتروجين هي انتقال هذا العنصر بين الغلاف الجوي والتربة والكائنات الحية والمياه عبر عمليات متتابعة. تشمل تثبيت غاز النيتروجين إلى مركبات قابلة للتفاعل، وتحويل الأمونيوم إلى نترات، وامتصاص النباتات للنيتروجين، ثم إعادته إلى التربة أو الغلاف الجوي بعمليات التحلل ونزع النيتروجين. النيتروجين عنصر غذائي أساسي للنبات، يدخل في تكوين الأحماض الأمينية والبروتينات والكلوروفيل والمواد الوراثية. ورغم وفرة غاز النيتروجين في الغلاف الجوي، لا تستطيع معظم النباتات استخدامه مباشرة، بل تمتصه الجذور أساسًا في صورة نترات أو أمونيوم بعد تثبيته وتحوله في التربة. المعالجة الحيوية تقنية تستخدم كائنات دقيقة مثل البكتيريا والفطريات لتفكيك ملوثات كيميائية في التربة والمياه أو تحويلها إلى مواد أقل ضررًا. يمكن تحفيز الميكروبات الموجودة طبيعيًا بإضافة الأكسجين أو المغذيات، أو استخدام كائنات مختارة. تنجح الطريقة خصوصًا مع بعض المشتقات النفطية والمذيبات. تقع "محمية واتربرغ للمحيط الحيوي" في جنوب أفريقيا، واعترفت بها "اليونسكو" ضمن شبكة محميات المحيط الحيوي. شهدت المنطقة مشروعات لإصلاح المراعي المتدهورة وإعادة الحياة البرية إلى أراضٍ كانت تستخدم للرعي، فاستعادت أنواعًا كبيرة مثل الزراف ووحيد القرن والنو الأزرق حضورًا في أجزاء من الإقليم. الأمونيا هي المادة الوسيطة الأساسية في صناعة معظم الأسمدة النيتروجينية المعدنية، وتُنتج صناعيًا من النيتروجين والهيدروجين. يمكن استخدامها لصنع اليوريا ونترات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم ومركبات أخرى، لذلك تربط صناعة الأمونيا بين النيتروجين الموجود في الهواء والنيتروجين الذي يصل إلى المحاصيل.