在土壤中有一类根瘤菌，它们体内存在着有生物活性的固氮酶，能将大气中的氮气还原成植物可以直接利用的氨，植物学家将这个过程称为生物固氮作用。由于土壤中的根瘤菌侵入豆科植物的根部细胞后，引起根部细胞强烈分裂和生长，从而在根部形成一个个“小瘤子”。
每个人都希望自己有个健康的身体，其实对于植物来说，农民伯伯们又何尝不是这样希望的呢？你们注意到没有有些豆科植物的根部会长小瘤子，莫非他们也像人一样患有什么疑难杂症，其中的原因是什么呢？
如果要保证植物正常生长，三大营养元素氮、磷、钾是不可缺少的。尤其是氮元素，对作物生长起着非常重要的作用。它是植物体内氨基酸的组成部分，氨基酸是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。
众所周知，在我们周围的空气中，几乎含有70%以上的氮气。这样大量的氮完全能满足植物生长的需要，可惜，绝大多数植物无法直接吸收空气中的氮气，只能依靠施氮肥才能保证作物的生长和发育之需。但有一类豆科植物却与众不同，可以直接利用空气中的氮。
我们很熟悉的黄豆、豌豆、蚕豆、扁豆等，都属于豆科植物的果实或种子。为什么豆科植物能够利用空气中的氮呢？原来，在土壤中有一类根瘤菌，它们体内存在着有生物活性的固氮酶，能将大气中的氮气还原成植物可以直接利用的氨，植物学家将这个过程称为生物固氮作用。由于土壤中的根瘤菌侵入豆科植物的根部细胞后，引起根部细胞强烈分裂和生长，从而在根部形成一个个“小瘤子”。当豆科植物和根瘤菌之间的共生关系建立后，植物供给根瘤菌生存所需要的矿质营养和能源，而根瘤菌能固定住大气中的游离氮气，为植物生长提供所需的氮元素，这是一种相互依赖的双赢关系。
其实，土壤中还有很多具有固氮作用的微生物，根据它们的习性通常分为两类：一类是在土壤中能独立生活的自生性固氮微生物；另一类是需要与植物共生的共生性固氮微生物，如与豆科植物共生的根瘤菌。
在实际的农业生产过程中，为使豆科植物多生小瘤子，可用根瘤菌制成的菌肥拌种。有时候为了提高作物产量，还可以将豆科作物与其他庄稼作物轮作，因为种过豆科植物后，土壤中可直接被其他植物利用的氮素会有所增加。值得注意的是，一种豆科植物通常只能与一种或少数几种相应的根瘤菌系共生，如豌豆根瘤内的根瘤菌只能在豌豆、蚕豆等根部形成根瘤，大豆只能从大豆根瘤中的根瘤菌形成根瘤。
生物固氮是一个重要的生命活动现象，它能在常温常压下完成固氮过程。因此，科学家都非常注重研究这一现象和机理，希望有一天能够人工模拟这一过程制造氮肥，使非豆科植物也能参与共生固氮。
二圃式轮作是指一年麦类、一年休闲的种植方式
三圃式轮作是指把地分为3区，每区按照冬谷类→春谷类→休闲的顺序轮换，3 区中每年有1区休闲、2区种冬、春谷类。
①选用抗性作物品种，利用间套作技术，保持基因和生物多样性，创造有利于天敌繁殖不利于害虫生长的环境。 ②禁止使用转基因产物及技术。 ③建立包括豆科植物在内的作物轮作体系，利用秸秆还田，施用绿肥和动物粪便等措施培肥土壤保持养分循环，保持农业的可持续性。 ④采取物理的和生物的措施防治病虫草害，将对环境和食品安全的影响降到最低。 ⑤采用合理的耕种措施，保护环境防止水土流失。
1. 是土壤养分的主要来源。有机质中含有作物生长所需的各 种养 分，可以直接或简接地为作物生长提供氮、磷、钾、钙、镁、硫和各种微量元素。特别是土壤中的氮，有95%以上氮素是以有机状态存在于土壤中的。因为土壤矿物质一般不含氮素，除施入的氮肥外，土壤氮素的主要来源就是有机质分解后提供的。土壤有机质分解所产生的二氧化碳，可以供给绿色植物进行光合作用的需要。此外，有机质也是土壤中磷、硫、钙、镁以及微量元素的重要来源。
2. 促进作物的生长发育。有机质中的胡敏酸，可以增强植物呼吸，提高 细胞膜的渗透性 ，增强对营养物质的吸收，同时有机质中的维生素和一些激素能促进植物的生长发育。
3. 提高土壤的保肥能力和缓冲性能。土壤有机质中的有机胶体，带有大量负电荷，具有强大的吸附能力，能吸附大量的阳离子和水分，其阳 离子交换 量和吸水率比黏粒要大几倍、甚至几十倍，所以它能提高土壤保肥蓄水的能力，同时也能提高土壤对酸碱的缓冲性。
4. 促进土壤微生物的活动。
5. 提高土壤养分性。有机质中腐殖质具有络合作用，有助于消除 土壤的污染 。对低产田来说，通过增加有机质含量可以培肥土壤，提高地力水平。对高产田来说，由于有机质不断分解，也需要不断补充有机质。腐殖质能和磷、铁、铝离子形成络合物或螯合物，避免难溶性磷酸盐的沉淀，提高有效养分的数量。
植物保护在农业生产中的作用：
一是保障农业生产安全；
二是防灾减灾；
三是有效控制病虫草鼠害；
四是增产增收。
