Ammonifikation ist ein zentraler Prozess im Stickstoffkreislauf und beschreibt die Umwandlung organischer Stickstoffverbindungen in Ammonium (NH₄⁺) durch mikrobiellen Abbau. Dieser Vorgang ist essenziell für die Stickstoffverfügbarkeit in Ökosystemen, da Stickstoff in der Atmosphäre in Form von N₂ vorkommt und für viele Organismen, insbesondere Pflanzen, in dieser Form nicht nutzbar ist. Durch Ammonifikation wird der Stickstoff aus abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Materialien sowie aus tierischen Ausscheidungen freigesetzt und wieder in eine Form überführt, die entweder direkt oder nach weiteren Umwandlungsprozessen für Pflanzen verfügbar ist.

Der Prozess der Ammonifikation findet primär im Boden statt und wird von einer Vielzahl spezialisierter Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen durchgeführt. Diese Mikroorganismen nutzen die organischen Stickstoffverbindungen, wie Proteine, Nukleinsäuren und Harnstoff, als Energie- und Nährstoffquelle und zerlegen sie in einfachere Verbindungen. Dabei wird der Stickstoff aus diesen Verbindungen als Ammoniak (NH₃) freigesetzt, der sich mit Wasser zu Ammonium (NH₄⁺) verbindet. Diese Umwandlung ist besonders wichtig, da Ammonium-Ionen in vielen Böden leicht verfügbar sind und von Pflanzen durch ihre Wurzeln aufgenommen werden können.

Ein wesentlicher Aspekt der Ammonifikation ist ihre Bedeutung im Zusammenhang mit der Bodenfruchtbarkeit und der Nährstoffversorgung von Pflanzen. Da Pflanzen Stickstoff für den Aufbau wichtiger Biomoleküle wie Aminosäuren, Proteine und Nukleinsäuren benötigen, ist die ständige Versorgung des Bodens mit Ammonium oder anderen pflanzenverfügbaren Stickstoffverbindungen entscheidend. In natürlichen Ökosystemen unterstützt die Ammonifikation den Nährstoffkreislauf und trägt zur Stabilität und Produktivität der Vegetation bei. In landwirtschaftlich genutzten Böden ist die Ammonifikation ebenfalls von großer Bedeutung, da die kontinuierliche Verfügbarkeit von Ammonium und Nitrat, das durch Nitrifikation aus Ammonium entsteht, eine gleichmäßige Pflanzenentwicklung und hohe Ernteerträge fördert.

Die Geschwindigkeit und Effektivität der Ammonifikation hängt von mehreren Umweltfaktoren ab, darunter die Temperatur, der pH-Wert des Bodens, die Verfügbarkeit organischen Materials und die Sauerstoffkonzentration. In sauerstoffreichen (aeroben) Bedingungen verläuft die Ammonifikation in der Regel langsamer, während sie in sauerstoffarmen (anaeroben) Bedingungen beschleunigt werden kann, da bestimmte anaerobe Bakterien besonders aktiv bei der Umwandlung von organischem Stickstoff in Ammonium sind. Eine optimale Temperatur und ausreichende Feuchtigkeit fördern die mikrobielle Aktivität und somit die Ammonifikation.

Die freigesetzten Ammonium-Ionen können jedoch nicht nur von Pflanzen genutzt, sondern auch durch Nitrifikationsbakterien weiterverarbeitet werden. Diese Bakterien oxidieren das Ammonium zu Nitrit (NO₂⁻) und anschließend zu Nitrat (NO₃⁻), das ebenfalls eine wichtige Stickstoffquelle für Pflanzen darstellt. Nitrat kann jedoch leicht aus dem Boden ausgewaschen werden, was zu Stickstoffverlusten und möglichen Umweltproblemen, wie der Nitratauswaschung ins Grundwasser, führen kann. Daher spielt die Ammonifikation auch in der Umweltforschung und der Landwirtschaft eine Rolle, da sie zur Minimierung von Stickstoffverlusten und zur Verbesserung der Stickstoffeffizienz in Agrarsystemen beitragen kann.

Insgesamt ist die Ammonifikation ein komplexer, mikrobieller Prozess, der die Stickstoffverfügbarkeit in Ökosystemen reguliert und somit einen wesentlichen Beitrag zur Fruchtbarkeit des Bodens und zum Nährstoffhaushalt der Pflanzen leistet. Sie bildet einen grundlegenden Teil des globalen Stickstoffkreislaufs und ermöglicht die Wiederverwertung von Stickstoff, was das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen und somit auch die Stabilität von Ökosystemen sicherstellt.