Ein Großteil der Nitratbelastung erfolgt über den diffusen Eintrag aus landwirtschaftlichen Flächen (Oberflächenabfluss, Drainagen und über das Grundwasser). Als Abbauprodukt natürlicher Stoffwechselvorgänge wird Nitrat auch im Gewässer selbst gebildet (Nitrifikation), in den Sedimenten wird es bei der Denitrifikation zu elementarem Stickstoff abgebaut. Nitrifikation und Denitrifikation werden technisch in der Abwasserreinigung in Kläranlagen eingesetzt.

Für Fließgewässer ist Phosphor der limitierende Nährstoff. Stickstoff entfaltet seine wachstumsbeschleunigende Wirkung in langsam fließenden und stehenden Abschnitten (Seen, Küstengewässern und Staustrecken). Im Grundwasser gilt eine aus dem Trinkwasserschutz abgeleitete Umweltqualitätsnorm für Nitrat von 50 mg/l (dies entspricht 11,3 mg/l NO3-N). In der FGE Weser ist die Reduzierung von Stickstoff vor allem mit der starken Eutrophierung der Küstengewässer in Verbindung zu bringen.

Die Nitratwerte zeigen wie das Ammonium eine ausgeprägte jahreszeitliche Abhängigkeit (s. Abb.), die allerdings im Wesentlichen durch die vorherrschenden Abflüsse geprägt ist. Im Winter gelangen über Niederschläge und Abschwemmungen verstärkt diffuse Einträge ins Gewässer (Wintermaximum). Sinkende Abflüsse, steigende Temperaturen (Einsetzen von Abbauprozessen) und der Beginn der Vegetationsperiode und damit erhöhtem Nährstoffverbrauch, führen  zu niedrigeren Sommerwerten.

Auffällig ist der hohe Nitratwert Anfang August. Diese Spitze findet sich ebenso bei den Ammonium- und den Phosphorwerten und ist auf eine überdurchschnittliche Erwärmung des Wasserkörpers zurückzuführen. Die Spitze kennzeichnet das Ende einer Algenblüte (Absterben von Biomasse und Freisetzung von Nährstoffen). Leider liegen für den Zeitraum vom 26. Juli bis 12. August keine pH-Messungen vor. Die mit einer Algenblüte korrespondieren hohen pH-Werte konnten so nicht dokumentiert werden.

Die Langzeitauswertung der Nitratbelastung zeigt für alle Messstellen im Flächenmessnetz der Weser und ihrer Quell- und Nebenflüsse nur einen schwachen Trend zu geringeren Konzentrationen. Belastungsschwerpunkte liegen in den intensiv landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebieten an Aller und Leine, sowie in der Werre, der Großen Aue und der Hunte. Eine geringe Verbesserung der Belastungssituation in den letzten 10 Jahren ist nur an einzelnen Stellen festzustellen.