گزینه‌های تکنولوژیکی پیشرفته برای مدیریت نیتروژن در افق هستند اگرچه در کوتاه‌مدت، کارایی مصرف نیتروژن را می‌توان در سطح کشاورز با هدف قرار دادن کاربرد کود شیمیایی فسفات ، استفاده از کودهای نیتروژن آهسته رهش با استفاده از ابزارهای دقیق کاربرد نیتروژن، به بهترین شکل در سطح کشاورز بهبود بخشید.
پیشرفت‌های زیادی در توسعه فن‌آوری‌هایی برای مدیریت کارآمد نیتروژن حاصل شده است، که همراه با زراعت خوب ثابت شده است که برداشت نیتروژن و کارایی مصرف نیتروژن را با کاهش کمتری افزایش می‌دهد..
چرخه نیتروژن فرآیندی است که از طریق آن نیتروژن از جو به زمین از طریق خاک‌ها حرکت می‌کند و دوباره به اتمسفر آزاد می‌شود و به داخل و خارج از اشکال آلی و معدنی خود تبدیل می‌شود.
با تثبیت بیولوژیکی نیتروژن شروع می شود، که زمانی اتفاق می افتد که باکتری های تثبیت کننده نیتروژن که در گره های ریشه حبوبات زندگی می کنند، مواد آلی را به آمونیوم و سپس نیترات تبدیل می کنند.
گیاهان قادر به جذب نیترات از خاک و تجزیه آن به نیتروژن مورد نیاز خود هستند در حالی که باکتری های نیترات زدایی، نیترات اضافی را دوباره به نیتروژن معدنی تبدیل می کنند که دوباره به اتمسفر آزاد می شود.
این فرآیند همچنین می‌تواند با رعد و برق شروع شود، گرما که پیوندهای سه‌گانه نیتروژن جو را پاره می‌کند و اتم‌های آن را آزاد می‌کند تا با اکسیژن ترکیب شده و گاز اکسید نیتروژن ایجاد کند که در باران به صورت اسید نیتریک حل می‌شود و توسط خاک جذب می‌شود.
نیترات اضافی یا نیترات از دست رفته در اثر شستشو که در آن مواد مغذی کلیدی به دلیل باران یا آبیاری حل می شوند می توانند به جریان های آب زیرزمینی نفوذ کنند و آنها را آلوده کنند.
برای هزاران سال، انسان ها نیازی به نگرانی در مورد نیتروژن نداشتند اما در آغاز قرن بیستم مشخص شد که کشاورزی فشرده نیترات را در خاک کاهش می دهد، که نگرانی هایی را در مورد افزایش جمعیت جهان و یک بحران غذایی احتمالی ایجاد می کرد.
در سال 1908، یک شیمیدان آلمانی به نام فریتز هابر فرآیندی را برای ترکیب نیتروژن و هیدروژن اتمسفر تحت گرما و فشار شدید برای ایجاد آمونیاک مایع – یک کود نیتروژن مصنوعی ابداع کرد.
او بعداً با کارل بوش شیمیدان و مهندس کار کرد تا این فرآیند را صنعتی کرده و آن را به صورت تجاری برای کشاورزان در دسترس قرار دهد. هنگامی که تولید صنعتی شد، کود نیتروژن مصنوعی که در ترکیب با انواع دانه های جدید و پرمحصول استفاده می شد به انقلاب سبز کمک کرد و به طور قابل توجهی تولید کشاورزی جهانی را از اواخر دهه 1960 به بعد افزایش داد.
