俗话说，“种豆得豆，不费人工”。由于豆类作物自身拥有一种“懒惰”的天赋，它们不需要额外的施肥，只需播下种子，便可坐等收获。这种“懒人庄稼”的奥秘在于其根部与土壤中的根瘤菌相结合，形成根瘤。这些根瘤菌具有将空气中的氮元素转化为植物可直接利用的形式的能力，源源不断地供给植物。这就好比每一棵豆科植物都拥有一座小型的氮肥厂，自给自足，绰绰有余。
随着基因工程的兴起，大众产生了一个激动人心的想法：如果将豆科作物的固氮基因转移给水稻、小麦、棉花等作物，将会产生怎样的奇迹呢？这不仅能省去成亿吨的化肥，还能节省大量的劳动力。对于改善土壤结构、保护生态环境也将起到巨大的影响。固氮基因的转移在整个植物基因工程中显得尤为重要，被视为上的明珠。
许多学者正在孜孜不倦地进行研究，希望攻克这一难题。目前，固氮微生物细胞中遗传固氮能力的核心——固氮基因，已经能够在原核生物界细菌之间转移。我国科学家采用基因工程技术，已经选育出了适合我国水稻应用的耐氨固氮菌，这是一种奇妙的“增产菌”。今后，这种耐氨固氮菌将在全国农村大面积推广。
除此之外，我国的生物固氮技术已经取得了令人欣喜的成就。比如红花草用根瘤拌种或泼浇菌液已经在江苏等地农村得到应用，增产效果显著。应用生物技术诱导小麦等非豆科植物结瘤固氮的研究也取得了初步突破。
固氮微生物的种类繁多，根据不同的生物固氮形式，可以分为自生固氮、联合固氮和共生固氮三种。其中，共生固氮微生物与宿主植物形成特定的固氮组织结构，它们相互依存，共同生存。与相应的豆科植物共生固氮的根瘤菌很多，其中约有1/5在生产上得到应用。
固氮菌在沼气发酵中也有重要的影响。加入沼气发酵中的固氮菌可以促进氮循环，进步沼液中氮素含量，增加沼液的肥力。固氮菌还可以与沼液中的有机物质进行共生影响，进步沼气发酵的稳定性和产气量。
生物菌肥是近几年进步起来的新型肥料，利用生物发酵技术生产的有益生物菌活态菌制剂。它可以充分利用有益菌群分泌的生物活性物质分解土壤中不能被植物根系吸收的矿物质，成为能被植物根系吸收利用的矿质营养。生物菌肥最好与有机肥混合施用，这样既能加速有益菌群的繁殖，又能加速有机肥的分解，效果更好。目前市场上有多种类型的生物菌肥，如固氮菌肥、磷细菌肥、硅酸盐细菌肥料等。它们在与土壤、植物的合作中发挥着重要的影响，为农业生产带来可观的效益。
