Fixation biologique du diazote

La fixation biologique de l'azote, ou diazotrophie (du grec di, « deux », azo, « azote », et trophos, « alimentation »), est le processus du cycle de l'azote qui permet à un organisme de produire (indirectement) des substances protéiques à partir de l'azote gazeux (N₂) présent dans l'atmosphère et l'environnement.
L'acronyme BNF est parfois utilisé par les anglophones pour résumer l'expression « biological N₂-fixation ».

Elle peut être symbiotique lorsqu'elle est liée à la formation de nodosités, ou asymbiotique lorsqu'elle implique des bactéries diazotrophes qui restent libres dans le sol ou en association plus ou moins étroite avec les plantes, comme colonisateurs épi- ou endophytique^[1]. La fixation par les bactéries symbiotiques, plus efficace, constitue le processus naturel dominant de fixation de l'azote dans la majorité des écosystèmes terrestres, permettant aux espèces pionnières de coloniser des milieux pauvres en azote. La fixation asymbiotique de l'azote qui joue un rôle important dans les milieux gorgés d'eau et les déserts, est estimée de 23 % à 32 % du total d'azote assimilé par les plantes^[2].

Cette stratégie d'acquisition de nutriment met en jeu le processus de réduction enzymatique de N₂ (azote moléculaire) en azote ammoniacal, ou ammoniac (NH₃) : cette forme de N combiné, appelée intermédiaire-clé, représente la fin de la réaction de fixation et le début de l'incorporation de l'azote fixé dans le squelette carboné. Dans le système biologique fixateur de N₂ les conditions optimales de la catalyse biologique correspondent à une pression de 0,2 à 1,0 atm de N₂ et une température de 30-35 °C, alors que les conditions de la catalyse industrielle sont très sévères : pression de 250-1000 atm de N₂ et température de 450 °C^[3].