（二）氮循环简介及生物固氮的意义
氮素在自然界中有多种存在形式。其中数量最多的是大气中的氮气，总量约3.9×1015t。除了少数原核生物以外，其他所有的生物都不能直接利用氮气，必须通过以生物固氮为主的固氮作用才能被植物吸收利用，动物直接或间接以植物为食获取氮。
构成氮循环的主要环节是：生物体内有机氨的合成，氨化作用、硝化
作用、反硝化作用和固氮作用。
植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程叫做生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排泄物的残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程叫做氨化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机盐，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。大气中的分子态氮被还原成氨，这一过程叫做固氮作用。没有固氮作用，大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用。
地球上固氮作用的途径有三种：生物固氮、工业固氮和大气固氮。据科学家估算，每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右，可见，生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用。
（三）生物固氮在农业生产中的应用
氮素是农作物从土壤中吸收的一种大量元素，土壤每年因此要失去大量的氮素。大量施用氮素化肥能保证植物的生长需要，使粮食增产，但同时又造成土壤板结和环境污染。所以人们研究生物固氮，通过生物固氮这条途径使土壤中的氮素得到补充，有利于环保和可持续发展。
根据生物固氮原理，以下措施可以提高土壤的含氮量：
（1）将圆褐固氮菌制成菌剂，施到土壤，可提高农作物产量。
（2）对豆科植物进行根瘤菌拌种，也能提高豆科植物产量。
（3）用豆科植物做绿肥可以增加土壤含氮量，有利于农作物的增产。
（4）通过转基因技术，可将固氮基因转到非豆科植物中。
