Die Stickstofffixierung ist die Umwandlung von atmosphärischem Stickstoff in für Pflanzen nutzbare Verbindungen. Sie erfolgt hauptsächlich auf zwei Wegen: industriell durch das Haber-Bosch-Verfahren und biologisch durch Bakterien, die das Enzym Nitrogenase tragen.

Die biologische Stickstofffixierung ist der ältere Weg. Rhizobien leben in Wurzelknöllchen an Leguminosenwurzeln und erhalten Zucker von der Pflanze im Austausch gegen Ammoniak. Freilebende Bodenbakterien wie Azotobacter und Cyanobakterien in überfluteten Reisfeldern fixieren ebenfalls Stickstoff. Auch einige Nicht-Leguminosen-Pflanzen, wie Erlen und bestimmte tropische Gräser, beherbergen assoziative oder symbiotische Stickstofffixierer.

Warum das auf einem Bauernhof wichtig ist

• Die Fruchtfolge mit Leguminosen liefert Stickstoff für die nachfolgenden Getreidearten.
• Gründüngungspflanzen wie Wicke und Klee binden Stickstoff im Boden.
• Die Fixierung verringert die Abhängigkeit von synthetischem Dünger.
• Es trägt außerdem mit der Zeit zum Aufbau organischer Substanz im Boden bei.

Die Stickstofffixierung ist nicht unbegrenzt. Sie verlangsamt sich bei hohem Stickstoffgehalt im Boden, da die Bakterien weniger Zucker aus der Pflanze aufnehmen. Trockenheit, Phosphormangel und saure Böden reduzieren sie ebenfalls. Die Kontrolle dieser Bedingungen ist entscheidend für das Gelingen dieser Symbiose.