人类对生物固氮的认识和研究已有100多年的历史

人类对生物固氮的认识和研究已有100多年的历史，一些固氮微生物先后被发现。

但是，早期的研究因限于当时的科技水平，没有很大的进展。

1883年法国农业科学家J.C.Bousingault根据田间试验和农业化学分析结果提出，豆科植物可以从氮素中获得营养
1886年俄国，学者M,C.Bopohhh最先发现豆科植物根瘤中含有微生物，指出根瘤是微生物入侵以后形成的。

1886-1888年德国学者H.Hellreigel等才用砂培试验法证明，豆科植物只有形成根瘤时，才能固定空气中的氮素。

1888年，荷兰学者M.W.Beijerinck证明豆科植物根瘤时由真菌引起的，并分离得了根瘤菌的的培养。

20世纪60年代末迪尔华斯，贝雷斯等发现生物固氮酶有把乙炔还原成乙烯的能力，通过乙烯的生成量就能测出固氮酶的活性。

于是通过乙炔还原法来进行生物固氮的研究，这种方法比15N同位素灵敏一千倍，比凯氏定氮法灵敏一百万倍，操作方便，测定迅速，对推动生物固氮起了极大的作用。

根据固氮生物在土壤中的活动情况及其与植物的相互关系可以把生物固氮分为几种类型：自生固氮，联合共生固氮，结瘤共生固氮。

目前，国外研究生物固氮的途径有很多，包括的内容也很广，澳大利亚科学院把豆科作物的栽培和育种也都列入生物固氮的研究范围。

概括起来有三种途径：化学途径，生物途径，遗传途径。

1960年美国J.E.Carnahan首先从巴氏梭菌中提取出固氮酶的非细胞提取物，经过十多年的研究，发现固氮酶由两种蛋白质组成：一种是组分Ⅰ，钼铁蛋白；二种是组分Ⅱ，铁蛋白。

荷兰M.W.Bejerinck于1901年发现固氮菌，固氮菌本身能直接利用土壤中的氮素，所以土壤中如果含有足够的氮素营养对固氮作用是不利的。

要保证固氮菌在作物根际占据优势，并充分发挥固氮效益是一个相当复杂的问题，对此也正在研究。

美国以自身固氮菌作材料进行基因工程的研究，取得了重大突破。

1972年苏赛克斯大学R.A.Dixon等把固氮菌上的克氏肺炎杆菌染色体上的固氮基因（nif基因）转移到不能固氮的大肠杆菌上面，使大肠杆菌获得了固氮能力，并遗传给后代。

1974年新西兰的科学家把松树根上的菌根与棕色固氮菌进行质体融得到能固氮的菌根，再去接种到松树根上，获得了固氮效果，这一试验成功为固氮微生物与高等植物之间建立新的共生固氮体系开辟了一条重要的途径。

20世纪60年代以来，科学家对生物固氮的机理进行了研究。

为什么有些微生物有固氮能力，而另一些微生物却没有固氮能力呢?1966年，美国科学家布伦等从棕色固氮菌和巴氏梭菌中获得了固氮酶制剂，科学家开始认识到固氮微生物所以具有奇特的固氮本领，主要是因为它们的细胞中含有固氮酶。

有了固氮酶，在细胞外也能将氮还原成氨。

这说明固氮酶是生物固氮的核心。

70年代以来，随着基因工程的发展，固氮微生物细胞中遗传固氮能力的核心——固氮基因，已经能够在原核类微生物之间转移。

美国康乃尔大学和法国巴斯德研究所的科学家成功地将肺炎克氏杆菌(原核微生物)的固氮基因转移到酵母菌(真核微生物)中。

酵母菌虽然是单细胞微生物，但它更接近于高等植物，因此，这一成功标志着生物固氮的基因工程大大地向前迈了一步。

生物固氮已经作为一个新的研究领域，为各国科学家所重视，在能源紧张，化肥不足，农业成本日益增加的情况下，解决生物固更有现实和深远的意义。