Bacteriile de fixare a azotului combină azotul elementar cu hidrogen sau oxigen pentru a crea compuși necesari pentru creștere, inclusiv amoniac și nitrați. Unele bacterii de fixare a azotului funcționează independent, în timp ce altele lucrează cu leguminoase pentru a finaliza transformare. Bacteriile care fixează azot convertesc peste 90% din plantele de azot.
Algele albastre-verzi sunt un exemplu de bacterii care fixează azot care funcționează independent. Fixatorii independenți de azot transformă mai puțin de 5 kilograme de azot pe acru, dar reprezintă o sursă importantă de azot pentru orez.În leguminoase, bacteriile de fixare a azotului intră în sistemul radicular al plantei. Infecția determină formarea unui nod pentru depozitarea azotului. Planta furnizează hrana necesară pentru a menține bacteriile vii în această relație simbiotică. În lucernă, nodurile se formează în structuri manuale, cu palmă și degete de aproximativ 1/2 inch în diametru. Atâta timp cât condițiile de creștere rămân favorabile, bacteriile continuă să transforme azotul în restul sezonului de creștere.
La fasole, mazăre și arahide, nodurile sunt rotunde în formă și aproximativ mărimea unui mazăre mare. O singură plantă de arahide formează până la 1000 dintre aceste noduri. Totuși, stresul asupra plantei determină încetarea fixării azotului. În timp ce agricultorii pot schimba unele dintre condițiile responsabile de stres din cauza condițiilor de sol, ele au puțin control asupra temperaturii sau a lipsei de umiditate. Legumele produc până la 25 de kilograme de azot fix pe acru.
