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氮是蛋白质的基本组成元素之一，所有生物体内均含有蛋白质，所以氮的循环涉及到生物圈的全部领域。氮在大气中约占79％，含量虽高却不能为多数生物体所直接利用，必须通过固氮作用。固氮作用的两条主要途径，一是通过闪电等高能固氮，形成氨和硝酸盐随降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤菌，具有将氮气转化成氨的能力。