Buku ini membahas siklus N dalam tanah-tanaman, fungsi hara N bagi pertumbuhan tanaman terutama padi sawah, kontribusi kelebihan N terhadap lingkungan hidup dan kesehatan manusia, dan upaya penurunan emisi dinitrogen oksida dari budi daya padi sawah. Nitrogen (N) adalah salah satu unsur hara essensial yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman maupun ternak. Ketersediaan unsur N dalam tanah relatif kecil, sedangkan di atmosfer N tersedia melimpah, sehingga hara harus ditambahkan dari luar (external input) seperti pemupukan N anorganik, fiksasi N oleh mikroba penambat pada tanaman leguminose, pemberian pupuk organik, pupuk hijau, Azolla. Penggunaan pupuk anorganik meningkat tajam sejak era revolusi hijau untuk meningkatkan produktivitas tanaman, terutama tanaman pangan. Ketersediaan dan aksesibilitas pupuk yang relatif mudah dan murah tersebut mendorong petani cenderung menggunakan pupuk N anorganik berlebihan sehingga penggunaan pupuk menjadi tidak efisien dan berdampak terhadap lingkungan hidup dan kesehatan manusia. Rendahnya efisiensi penggunaan pupuk di pertanaman padi sawah disebabkan oleh tingginya kehilangan N baik melalui proses volatilisasi NH3, nitrifikasi-denitrifikasi, limpasan permukaan, maupun pencucian. Dampak kehilangan N terhadap lingkungan antara lain peningkatan fluks dinitrogen oksida dan amoniak yang memberikan kontribusi terhadap pemanasan global dan perubahan iklim, dan cemaran nitrat dalam air tanah atau badan air lainnya