氮僅占植物干重的一小部分，而含N化合物在生理上極為重要。植物中的結構蛋白和貯藏蛋白，酶，氨基酸和酰胺，核酸以及植物激素均含有N。在生理活性最大的組織和器官中，例如在葉子和發育中的果實和種子中氮的濃度很高，而某些組織中無活性的氮含量低如心材。
氮以硝酸根或銨離子的形式被吸收，或者很少以有機形式被吸收。如果硝酸鹽被吸收，則其在根部或葉片中或在兩個器官中均被還原為氨。氨一旦還原，就被同化為谷氨酰胺，隨后同化為其他氨基酸。植物中最重要的含N化合物中的氨基酸是通過肽鍵連接形成的蛋白質，可以在植物的結構，存儲和催化作用中發揮作用。
構成核酸（DNA，RNA），核苷酸（如AMP，ADP和ATP）和煙酰胺核苷酸（NAD和NADP）的取代的嘌呤和嘧啶堿基也含有N。生物堿是另一類含氮化合物，雖然似乎沒有必要的生理作用，但在許多植物中都發現了。某些生物堿化合物已廣泛且非常成功地用于人類醫學中。
植物氮的同化作用直接通過硝酸鹽的還原而參與氨基酸的合成和轉化。在此階段，一些關鍵酶例如硝酸還原酶（NR），谷氨酰胺合成酶（GS），谷氨酸脫氫酶（GDH），谷氨酰胺合成酶（GOGAT），天冬酰胺合成酶（AS）和天冬氨酸氨基轉移酶（AspAT）參與了這些過程。該蛋白質通過氨基酸在植物細胞中被同化，并通過修飾，分類，運輸和儲存等過程成為植物有機體的一部分。
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