菌種保藏氮素是核酸及蛋白質的主要成分，是構成生物體的必需元素。雖然大氣體積中約有 78％是分子態氮，但所有植物、動物和大多數微生物都不能直接利用。初級生產者植物需要的銨鹽、硝酸鹽等無機氮化物，在自然界中為數不多，是初級生產者最主要的生長限制因子。只有將分子態氮進行轉化和循環，才能滿足植物體對氮素營養的需要。因此氮素物質的相互轉化和不斷地循環，在自然界十分重要。
 
　　自然界中的氮素循環
 
　　氮素循環包括許多轉化作用，包括空氣中的氮氣被微生物及微生物與植物的共生體固定成氨態氮，并轉化成有機氮化物；存在于植物和微生物體內的氮化物被動物食用，并在動物體內被轉變為動 物蛋白質；當動植物和微生物的尸體及其排泄物等有機氮化物被各種微生物分解時，又以氨的形式釋放出來；氨在有氧的條件下，通過硝化作用氧化成硝酸，生成的銨鹽和硝酸鹽可被植物和微生物吸收利用；在無氧條件下，硝酸鹽可被還原成為分子態氮返回大氣中，這樣氮素循環完成。氮素循環包括微生物的固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用以及植物和微生物的同化作用。