自20世纪40年代以来，采用了同位素氮示踪技术研究农业和其他土壤中的氮转化和循环等课题作物吸收的来源、肥料氮的去向和行为，应用于土壤，土壤和肥料氮的性质和程度损失和肥料氮吸收效率。这些的价值技术对分析灵敏度的影响显而易见，这可能是定义研究主题的关键问题。例如，示踪剂技术是检测微生物或化学固定的唯一手段，或是区分植物对土壤和肥料氮的吸收。大量研究表明，大部分肥料氮（通常在10%到30%之间）在生长季后仍留在土壤中，即使在高度施肥的情况下，土壤本身也往往提供收获时去除的大部分氮。越来越多的证据表明，生物矿化是影响土壤氮有效性和肥料氮需求的关键过程。