豆科植物能固氮

“庄稼一枝花，全凭粪当家”，植物在生长过程中离不开氮、磷、钾等肥料，如果缺少了这些肥料，尤其是缺少了氮肥，植物就会长得又矮又小。虽然空气中含有大量的氮素，可是绝大部分植物不能直接利用，只有豆科植物有一个特殊的本领，能将它转化成氮肥，供应自己生长的需要。因为在它们的根部，都有一个小小的“地下氮肥厂”。

如果我们拔起一棵大豆或其它豆科植物，仔细地观察它的根，就能发现在那上面长有许多像瘤子一样的东西，别看这些东西疙疙瘩瘩的很不起眼，可它就是豆科植物的“地下氮肥厂”。

在这些被称作根瘤的小疙瘩里，竟还有许多辛勤劳动、专门制造氮肥的“工人”呢。这些用肉眼无法看见的小家伙叫根瘤菌，正是它们通过体内分泌的固氮酶，把空气中游离的氮素还原成能为植物吸收的氨态氮，源源不断地供应豆科植物的生长需要。据科学家测定，一棵豆科植物的根瘤菌，可以为它提供所需要的大部分氮肥，豆科植物有了这些小小的天然“地下氮肥厂”，就不会为缺乏氮肥而发愁了。

根瘤菌为什么除了豆科植物以外，不到其他植物的根部建立“地下氮肥厂”呢？原来，它们和豆科植物之间存在着一种互利的共生关系。豆科植物的根可以分泌出一种特殊的物质，使得土壤中的根瘤菌在它的根系周围大量繁殖，然后钻入豆科植物的根里形成根瘤。在根瘤里，豆科植物把自己吸收的一部分养料和水分供给根瘤菌，而根瘤菌也把自己合成的“化肥”输送给豆科植物。

根据豆科植物和根瘤菌能够巧妙合作的特性，生物学家们设想，如果能将根瘤菌的“地下氮肥厂”移植到小麦、水稻、棉花等农作物的身上，那么，人类不但可以不施化肥或少施化肥，降低生产成本，还可以避免化肥对自然环境的污染。