Planter og dyr på havbunden optager nitrogenforbindelser, når de vokser. Når de dør, bliver nitrogen langsomt frigivet igen med hjælp fra bakterier.

De bakterier der omdanner nitrit til frit nitrogen (N₂) hedder denitrificerende bakterier. Når det regner meget kommer der flere nitrogenforbindelser til havet, idet der sker en større udvaskning fra marker. Derfor er tilførslen til havet meget forskellig fra sommer til efterår og i det hele taget fra år til år.

Alger og planter i havet skal have lys for at lave fotosyntese. Om vinteren er manglende lys en såkaldt begrænsende faktor for vækst.

Alger og planter skal have nitrogenforbindelser (næringsstoffer) for at vokse. Om sommeren er manglende næringsstoffer en begrænsende faktor for vækst. 

Kurven nedenfor viser hvordan fire forskellige faktorer svinger i vandmiljøet, når der er årstider:

Når organisk stof nedbrydes, bliver dét nitrogen, der oprindelig var bundet i det organiske materiale frigivet.  Det sker primært som ammonium (NH₄⁺), der således kan blive produceret ved havbunden. Herefter kan det blive frigivet til vandet. Det kan blive optaget af planter eller alger. Eller det kan blive omdannet til nitrat af bakterier (nitrifikation).

Planter er det første led i næsten alle fødekæder på land. I havet er alger det første led i næsten alle fødekæder. Planter og alger bliver kaldt primærproducenter, fordi de er det første led i næsten alle økosystemer. De er nemlig føde for det næste led i fødekæden, som mikroorganismer og små dyr.

Andre fødekæder starter med nedbrydningen af dødt organisk materiale – det kalder man nedbryderfødekæder.

Både planter og alger kan lave fotosyntese. Med hjælp fra lys kan de nemlig opbygge organisk stof ud fra kuldioxid i omgivelserne. Primærproducenterne er afhængige af lys for at lave fotosyntese, men de lige så afhængige af nitrogen (kvælstof) for at vokse og formere sig.

Det er ganske få organismer, der kan udnytte det frie nitrogen (N₂). Andre organismer kan kun optage nitrogen, når det indgår i kemiske forbindelser. Der er således stor forskel på, hvordan bakterier, alger, planter og dyr får dækket deres nitrogenbehov.

Når organismer i havet dør vil de synke til bunds. Derfor synker det bundne nitrogen i organismerne også. Der findes to processer, der kan bringe nitrogen retur til atmosfæren. Disse processer hedder: Denitrifikation og anammox. Processerne kan kun forgå, når der ikke er oxygen til stede. I havet sker det derfor mest nær havbunden og i andre zoner, hvor der er mangel på oxygen.

Det er bakterier, der laver denitrifikation og anammox-processen. Disse bakterierne kan ånde med henholdsvis nitrat og ammonium, hvis der ikke er nok oxygen tilstede. På den måde bliver nitrat og ammonium til frit nitrogen:

Denitrifikation: NO₃^–   → NO₂^–  → NO → N₂O → N₂

Anammox: NH₄⁺  +  NO₂^–  → 2H₂O + N₂

Reaktionen beskriver hvordan kvælstof (N) i begge tilfælde bliver fjernet fra havet.

Bakterier, der kan omdanne nitrat til frit nitrogen, anvender man også på rensningsanlæg Man kalder det biologisk rensning,  da det er bakterier, der renser spildevandet.  

Se mere her:  https://www.youtube.com/watch?v=PfqvACMyg68