氮是植物生长不可缺少的“维生素”，是合成蛋白质的主要来源。固氮菌擅长空中取氮，它们能把空气中植物无法吸收的氮气转化成氮肥，源源不断地供植物享用。
在形形色色的固氮菌中，名声最大的要数根瘤菌了。根瘤菌平常生活在土壤中，以动植物残体为养料，自由自在地过着“腐生生活”。当土壤中有相应的豆科植物生长时，根瘤菌便迅速向它的根部靠拢，并从根毛弯曲处进入根部。豆科植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下加速分裂、膨大，形成了大大小小的“瘤子”，为根瘤菌提供了理想的活动场所，同时还供应丰富的养料，让根瘤菌生长繁殖。根瘤菌又会卖力地从空气中吸收氮气，为豆科植物制作“氮餐”，使它们枝繁叶茂，欣欣向荣。这样，根瘤菌与豆科植物结成了共生关系，因此人们也把根瘤叫共生固氮菌。根瘤菌生产的氮肥不仅可以满足豆科植物的需要，而且还能分出一些来帮助“远亲近邻”，储存一部分留给“晚辈”，所以我国历来有种豆肥田的习惯。
还有一些固氮菌，比如圆褐固氮菌，它们不住在植物体内，能自己从空气中吸收氮气，繁殖后代，死后将遗体“捐赠”给植物，使植物得到大量氮肥。这类固氮菌叫自生固氮菌。
氮气是空气中的主要成分，占空气总量的五分之四。然而由于氮气分子被三条“绳索”——化学键所束缚，因此大部分植物只能“望氮兴叹”。固氮菌的本领在于它有一把“神刀”——固氮酶，可以轻易地切断束缚氮分子的化学键，把氮分子变为能被植物消化、吸收的氮原子。
现在人类生产氮肥使用的化学方法，不仅需要高温、高压等非常苛刻的条件，而且还浪费大量原料，氮分子的有效利用率很低。固氮菌每年从空气中约固定1.5亿吨氮肥，是全世界生产氮肥总量的几倍。所以，科学家正在认真研究固氮酶的构成。我国科学家在本世纪70年代仿制出与固氮酶功能相似、能够固氮的分子。相信在不远的将来，人类一定能学会并利用固氮菌“巧施氮肥”的本领。
