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. قد يؤدي استخدام الأسمدة النيتروجينية إلى انبعاث أكسيد النيتروز من التربة نتيجة عمليات ميكروبية تحول مركبات النيتروجين بعد إضافتها. أكسيد النيتروز غاز دفيئة قوي وطويل العمر، لذلك ترتبط زيادة كفاءة استخدام النيتروجين وتقليل الفائض غير الممتص بخفض الأثر المناخي للتسميد الزراعي. 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. تؤثر كفاءة استهلاك الوقود مباشرة في تكلفة تشغيل السيارة، ويزداد أثرها كلما ارتفعت المسافة المقطوعة سنويًا. تختلف الكفاءة بحسب المحرك ووزن المركبة وطريقة القيادة والطرق والازدحام، لذلك تكون مقارنة الاستهلاك بين سيارات من الفئة نفسها أدق من الاعتماد على حجم المحرك وحده. تثبيت النيتروجين الحيوي عملية تحول فيها كائنات دقيقة غاز النيتروجين الجوي إلى مركبات يمكن إدخالها في الدورة الحيوية. تعيش بعض البكتيريا في عقد جذور البقوليات بعلاقة تكافلية مع النبات، فتزوده بالنيتروجين المثبت مقابل مواد عضوية، ولذلك استُخدمت البقوليات منذ القدم لتحسين خصوبة التربة.