固氮作用是指将大气中的氮气转化为植物可利用的化合物的过程。它主要有两种方式：工业上，通过哈伯-博世法；生物上，通过携带固氮酶的细菌。

生物固氮是较早的固氮途径。根瘤菌生活在豆科植物根部的根瘤中，以氨作为交换从植物获取糖分。自由生活的土壤细菌，例如固氮菌属和水稻田中的蓝藻，也能固定氮。一些非豆科植物，例如桤木和某些热带草类，也与固氮菌存在共生或关联性。

为什么这对农场很重要

• 豆类作物轮作可为后续谷物提供氮肥。
• 像紫云英和三叶草这样的绿肥可以就地固氮。
• 固氮作用减少了对合成肥料的依赖
• 它还能随着时间的推移增加土壤有机质。

固氮作用并非无限。当土壤氮含量过高时，固氮作用会减缓，因为细菌从植物中获取的糖分减少。干旱、低磷和酸性土壤都会降低固氮作用。控制这些条件是确保这种共生关系有效运作的关键。