闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这也是一种自然固氮。自然固氮远远满足不了农业生产的需求。

自然固氮方程式

1)N2+O2===2NO

2)2NO+O2===2NO2

3)3NO2+H2O===2HNO3+NO

豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能使空气里的氮气转化为氨，再进一步转化为氮的化合物。固氮酶的作用可以简述如下：

除豆科植物的根瘤菌外，还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原核低等植物——固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶，这些酶有固氮作用。这一类属自然固氮的生物固氮。

人工固氮长期以来，人们期望着农田中粮食作物能像豆科植物一样有固氮能力，以减少对 化肥的依赖。70年代首先实现了细菌之间的固氮 ... 目前主要在合成氨中实现人工固氮。 所有的含氮化学肥料也主要是由氨加工制成的。

人称这种合成氨方法为"哈伯－博施法"，这是具有世界意义的人工固氮技术的重大成就。 是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑。合成氨的原料来自空气、煤和水， 因此是最经济的人工固氮法，从而结束了人类完全依靠天然氮肥的历史。