La fijación simbiótica del nitrógeno:

La fijación más eficaz del nitrógeno la realizan las bacteria simbióticas de los géneros Rhizobium y Bradyrhizobium, que formas nódulos (bacteriorrizas) en las raíces de las leguminosas (hecho al que se debe su gran riqueza en proteínas). Este proceso fue puesto de manifiesto por Beuerinck, en 1888, al conseguir aislar y cultivar las bacterias de los nódulos y comprobar que semillas libres de bacterias producían plantas con nódulos cuando eran tratadas con las bacterias de los cultivos.
Los rizobios penetran por los pelos radicales e infectan las células del córtex de la raíz, en donde quedan englobados en vacuolas, recibiendo el nombre de bacteroides.
Las Rhizobium son bacilos Gram negativos móviles, que necesitan molibdeno como catalizador y la presencia de una forma especial de hemoglobina, la leghemoglobina, (caso único en vegetales), que se encuentra en el citoplasma de las células de las raíces. La misión de esta proteína es fijar el oxígeno que llaga a las células para mantener una presión parcial baja, condición que necesitan las nitrogenasas bacterianas para actuar. Ni la bacteria ni la planta son capaces, independientemente, de sintetizar leghemoglobina.
Las Rhizobium fijan grandes cantidades de nitrógeno molecular, que, a través de xilema, circula en forma de amoníaco hacia los órganos aéreos de las plantas. Parte del nitrógeno se difunde por el suelo que rodera a las raíces (rizosfera), sobre todo al degradarse los nódulos viejos. En cultivos de alfalfa o trébol puede estimarse en 150-400 Kg por hectárea y año el nitrógeno que acumulan los órganos aéreos y subterráneos de estas leguminosas.
En la actualidad, se consideran cultivos bacterianos para inocular semillas antes de la siembra. Por su importancia económica, hay acuerdo en considerar que esta práctica es la mayor contribución de la bacteriología a la agricultura. Existen bacterias de otros géneros, y de los grupo actinomicetes, que establecen nudosidades simbióticas que fijan el nitrógeno atmosférico. Árboles como cycas, gingkos o alisos presentan nudosidades radicales.