Los rayos rompen las moléculas de nitrógeno. Esto permite que las moléculas se combinen con el oxígeno y, juntas, forman óxidos de nitrógeno. Los óxidos de nitrógeno se disuelven en la lluvia y forman nitratos.
El nitrógeno solo reacciona con el oxígeno a altas temperaturas y presiones asociadas con los rayos. Durante una tormenta eléctrica, el NO2, el dióxido de nitrógeno y la forma de óxido nítrico y el óxido de nitrógeno reaccionan con el agua para formar ácido nítrico. El ácido nítrico hace que el agua sea un nutriente adecuado para las plantas.
Hay cuatro procesos en el ciclo del nitrógeno a través de la atmósfera y los microorganismos juegan un papel en cada proceso. Los procesos son la fijación, descomposición, nitrificación y desnitrificación de nitrógeno.
La fijación de nitrógeno es la separación de los átomos de nitrógeno por los rayos. Esta fijación de nitrógeno representa hasta el 8 por ciento del total de nitrógeno fijado.
La siguiente fase en el ciclo del nitrógeno es la descomposición. A medida que las plantas utilizan el agua rica en nitrógeno, el metabolismo de las plantas libera compuestos de nitrógeno que finalmente se devuelven al medio ambiente. Los pequeños organismos descomponen estos compuestos de nitrógeno y los convierten en amoníaco.
El amoníaco es usado a menudo por las plantas, pero gran parte de él se convierte en nitratos. Este es el tercer proceso del ciclo del nitrógeno. Estos nitratos están disponibles para el uso de las plantas y se absorben a través de sus raíces.
El paso final en el ciclo del nitrógeno es la desnitrificación. La desnitrificación convierte los nitratos en gas nitrógeno y este gas se libera nuevamente a la atmósfera.