窒素（N）はすべての植物に必要な必須マクロ元素です。窒素は光合成をはじめ、植物の健全な生長に必要な重要な生化学反応をサポートする重要な触媒として作用します。たとえば、窒素はクロロフィルの重要な元素成分であり、植物が光からエネルギーを吸収して生長を促進することを可能にする生体分子です。光合成は光エネルギーを利用して、アデノシン三リン酸（ATP）と呼ばれる高エネルギーの化学構造を含む他の窒素含有分子を生成します。ATPは細胞が代謝で放出されたエネルギーを保存および使用して、内部エネルギー伝達をサポートするために必要なすべての生化学反応を促進することを可能にし、植物のライフサイクル全体を通して細胞分裂（すなわち生長）を促します。
ほとんどの植物は一生涯を通じて窒素を摂取し続け、植物のサイズが大きくなるにつれて窒素の摂取量も増加するのが普通です。植物は健康な生長のための十分な窒素を取り込みやすくするために、広範囲な根系を確立しなければなりません。根が十分に発達していない植物では、土壌中に十分な窒素が存在しても、窒素欠乏の兆候が見られることがあります。窒素不足の植物は生長に必要な構造物質や遺伝物質を効果的に製造できないため、生長が遅くなります。窒素欠乏症の植物はクロロフィルが十分に発達しないため、淡い緑色や黄色がかった色に見えることがあります。基本的に新しい葉の生長のために窒素が使われるため、古い葉は枯れることがあります。
窒素の種類と役割
植物が利用できる窒素は、有機窒素化合物、アンモニウム（NH4 +）イオン、硝酸塩（NO3-）イオンの3つの一般的な形態で存在します。土壌微生物を利用して、無機栄養素を継続的に循環させ、植物が利用できる形に戻し、植物の窒素吸収量を大幅に増やすことができます。
有機栽培では、植物が利用できる窒素の最大99％が 1.植物残渣、2.生きた土壌生物（土壌バクテリア・菌類など）、3.より複雑な有機物分子のいずれかとして有機形態に結合しています。有機窒素は植物が直接利用できるわけではなく、微生物によって植物が利用できる形に変換される必要があります。
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