植物生長存活和必要的氮元素（Nitrogen），主要是經由固氮作用（Nitrogen fixation）將氮元素轉化成氨（Ammonia），但是只有非常少數的植物，例如豆科植物（豌豆、綠豆、扁豆等），能夠將空氣中的氮氣經由固氮細菌轉換成氨。絕大多數的植物必須從土壤中獲得氮元素，包括了目前世界上廣植的大部分作物，而這意謂著農業必須仰賴化學合成的肥料。