تثبيت النيتروجين هو تحويل غاز النيتروجين الجوي إلى مركبات يمكن للنباتات استخدامها. ويحدث ذلك بطريقتين رئيسيتين: صناعياً، من خلال عملية هابر-بوش، وبيولوجياً، من خلال البكتيريا التي تحمل إنزيم النيتروجيناز.

التثبيت البيولوجي هو الطريقة الأقدم. تعيش بكتيريا الريزوبيا في عُقيدات على جذور البقوليات، حيث تحصل على السكريات من النبات مقابل الأمونيا. كما تقوم بكتيريا التربة الحرة، مثل الأزوتوباكتر والبكتيريا الزرقاء في حقول الأرز المغمورة، بتثبيت النيتروجين. وتستضيف بعض النباتات غير البقولية، مثل أشجار الألدر وبعض الأعشاب الاستوائية، أنواعًا من البكتيريا المثبتة للنيتروجين بشكل تكافلي أو ارتباطي.

لماذا يُعدّ ذلك مهماً في المزرعة

• تساهم دورات زراعة البقوليات في توفير النيتروجين للحبوب اللاحقة
• تعمل الأسمدة الخضراء مثل الكرسنة والبرسيم على تثبيت النيتروجين في مكانه.
• يقلل التثبيت من الاعتماد على الأسمدة الاصطناعية
• كما أنه يزيد من المادة العضوية في التربة بمرور الوقت

عملية تثبيت النيتروجين ليست غير محدودة، فهي تتباطأ عندما يكون مستوى النيتروجين في التربة مرتفعًا، لأن البكتيريا تحصل على كمية أقل من السكر من النبات. كما أن الجفاف، وانخفاض مستوى الفوسفور، وحموضة التربة، كلها عوامل تُقلل من هذه العملية. وتُعدّ إدارة هذه الظروف جزءًا أساسيًا من نجاح هذه الشراكة.