질소 고정은 대기 중 질소 가스를 식물이 이용할 수 있는 화합물로 전환하는 과정입니다. 이는 크게 두 가지 방식으로 이루어지는데, 산업적인 방법으로는 하버-보쉬 공정을, 생물학적인 방법으로는 질소고정효소(nitrogenase)를 가진 박테리아를 이용하는 방식이 있습니다.

생물학적 질소 고정은 더 오래된 경로입니다. 리조비아 박테리아는 콩과 식물의 뿌리혹에 서식하며 식물로부터 당을 얻는 대신 암모니아를 제공합니다. 아조토박터와 같은 자유생활성 토양 박테리아와 침수된 논에 서식하는 남세균도 질소를 고정합니다. 오리나무나 특정 열대 초본과 같은 일부 비콩과 식물도 공생 또는 연관 질소 고정균을 품고 있습니다.

농장에서 이것이 중요한 이유

• 콩과 작물 윤작은 후작물 재배에 질소를 공급합니다.
• 베치와 클로버 같은 녹비 작물은 질소를 고정시킵니다.
• 고정화는 합성 비료에 대한 의존도를 줄여줍니다.
• 또한 시간이 지남에 따라 토양 유기물을 증가시킵니다.

질소 고정은 무한하지 않습니다. 토양 질소 함량이 이미 높으면 박테리아가 식물로부터 얻는 당분이 줄어들기 때문에 질소 고정 속도가 느려집니다. 가뭄, 인 부족, 산성 토양 모두 질소 고정을 감소시킵니다. 이러한 환경 조건을 관리하는 것이 질소 고정과 식물 간의 공생 관계를 원활하게 유지하는 데 중요합니다.