Fiksasi nitrogen adalah proses pengubahan gas nitrogen atmosfer menjadi senyawa yang dapat digunakan oleh tumbuhan. Proses ini terjadi melalui dua cara utama: secara industri, melalui proses Haber-Bosch, dan secara biologis, melalui bakteri yang membawa enzim nitrogenase.

Fiksasi biologis adalah jalur yang lebih lama. Bakteri Rhizobia hidup di dalam bintil pada akar tanaman polong-polongan, menerima gula dari tanaman sebagai imbalan amonia. Bakteri tanah yang hidup bebas seperti Azotobacter dan sianobakteri di sawah yang tergenang air juga memfiksasi nitrogen. Beberapa tanaman non-polong-polongan, seperti pohon alder dan rumput tropis tertentu, juga menjadi inang bagi bakteri fiksasi asosiatif atau simbiosis.

Mengapa hal itu penting di sebuah pertanian

• Rotasi tanaman polong-polongan menyediakan nitrogen untuk tanaman serealia berikutnya.
• Pupuk hijau seperti vetch dan semanggi mengikat nitrogen di tempatnya.
• Fiksasi mengurangi ketergantungan pada pupuk sintetis.
• Hal ini juga meningkatkan kandungan bahan organik tanah seiring waktu.

Fiksasi nitrogen bukanlah proses yang tak terbatas. Proses ini melambat ketika kadar nitrogen dalam tanah sudah tinggi, karena bakteri mendapatkan lebih sedikit gula dari tanaman. Kekeringan, rendahnya kadar fosfor, dan tanah asam semuanya mengurangi fiksasi nitrogen. Mengelola kondisi-kondisi tersebut merupakan bagian dari keberhasilan kerja sama ini.