自生固氮菌（Azotobacteria）是自由生活在土壤或水域中，能独立进行固氮作用的某些细菌。以分子态氮为氮素营养，将其还原为NH3，再合成氨基酸、蛋白质。包括好氧性细菌，如固氮菌属、固氮螺菌属以及少数自养菌；兼性厌氧菌，如克雷伯氏菌属；厌氧菌，如梭状芽孢杆菌属的一些种。还有光合细菌如红螺菌属、绿菌属以及蓝细菌（蓝藻），如鱼腥藻属、念珠藻属等。
生物固氮是固氮微生物的一种特殊的生理功能，已知具固氮作用的微生物约近50个属，包括细菌、放线菌和蓝细菌（即蓝藻），它们的生活方式、固氮作用类型有较大区别，但细胞内都具有固氮酶。不同固氮微生物的固氮酶均由钼铁蛋白和铁蛋白组成。固氮酶必须在厌氧条件下，即在低的氧化还原条件下才能催化反应。固氮作用过程十分复杂，目前还不完全清楚。
固氮作用（nitrogen fixation） 是分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。自然界氮（N2）的固定有两种方式：一种是非生物固氮，即通过闪电、高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；二是生物固氮，即分子态氮在生物体内还原为氨的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。
生物固氮作用（biological nitrogen fixation）：生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。生物固氮只发生在少数的细菌和藻类中。
物固氮概括地说是指某些微生物和藻类通过其体内固氮酶系的作用将分子氮转变为氨的作用。 因地壳含有极少的可溶性无机氮盐，所有生物几乎都需要依赖固氮生物固定大气中的氮而生存，因此生物固氮对维持自然界的氮循环起着极为重要的作用。对固氮生物的研究和利用能为农业开辟肥源，对维持和提高土壤肥力有很大意义。
起固氮作用的化学方程式高温高压催化剂条件下 N2+3H2=2NH3,高温高压下 4NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO2(这个反应速度很快,基本上在实验室里,制出的NO一见空气全部变成红棕色就是NO2)
所谓固氮就是把氮气转化成别的化合物,只要把氮气转化了成别的东西就是固氮固氮有3种方式1.高能固氮,就是闪电了,N2在闪电下,成为NO,再转化成NO22.人工固氮,就是制NH3,N2+H23.生物固氮,就是固氮类的生物,比如根瘤菌,原褐固氮菌等等.
固氮作用与生物固氮的区别将空气中的氮转变为含氮的养料，供豆科植物利用，这属于自然界中的生物固氮现象。生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。自然界中有两类固氮微生物：一类是共生的；另一类是自生的。共生固氮微生物是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物，如根瘤菌（生理特点：专一性，互利共生）。自生固氮微生物是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物，其中，多数是一类叫做自生固氮菌的细菌。自生固氮微生物大多是杆菌或短杆菌，单生或对生。
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