Dans le cycle de l'azote, les légumineuses forment une relation symbiotique avec certains types de bactéries qui sont impliquées dans un processus connu sous le nom de "fixation de l'azote". Les légumineuses fournissent aux micro-organismes l'énergie nécessaire pour initier la processus, tandis que les bactéries fixent l'azote capturé dans l'air sous une forme utilisable, qui est absorbée par les légumineuses pour se nourrir.
L'azote est un composant important dans la production d'acides aminés et de protéines qui alimentent les processus vitaux essentiels. Le cycle de l'azote fait référence au mouvement de l'azote de l'atmosphère vers les organismes vivants, où l'azote finit par revenir dans l'environnement. Les organismes supérieurs, tels que les plantes et les animaux, ne peuvent pas utiliser directement la forme d'azote qui est abondante dans l'air. L'azote doit être fixé par les bactéries et les algues avant de pouvoir être utilisé dans le corps.
Le cycle de l'azote est divisé en trois étapes : la fixation de l'azote, la nitrification et la dénitrification. Les principaux participants à la fixation de l'azote sont les légumineuses, telles que la luzerne, le trèfle et le soja, et les bactéries fixatrices d'azote, telles que le rhizobium, le bradyrhizobium et l'azorhizobium. Les bactéries infectent les légumineuses pour former des nodules racinaires. Une fois fermement ancrées dans les nodules, les bactéries deviennent immobiles. Les nodules sont les sources des squelettes carbonés, ou photosynthate, dont la bactérie a besoin pour piloter le processus de fixation de l'azote. Après avoir fourni l'énergie, ces micro-organismes captent l'azote de l'air et le transforment en ammoniac. Les légumineuses absorbent l'ammoniac pour être utilisées comme nutriments.