根据有关研究人员的最新报告，当受氮肥影响几年时间后，固氮菌即根瘤菌朝着越来越不利于豆类方向演变—而豆类恰是他们应当服务的对象。
发表于《进化》刊物这一发现可能引不起农民什么兴趣。因为他们通常只种植一种作物并且总是施用更多化肥来促进植物生长。但是在与化肥流失农田相连接的的自然区域，或者在化石燃料燃烧产生氮氧化物的地方，土壤中根瘤菌质量变化可能已经产生“深远的生态和环境后果”，研究人员写道。
“我们施于农田的氮并不呆在那些田地里，发电厂产生的大气氮沉降也并非不动。” 伊利诺伊大学植物生物学教授凯蒂希思说，他与密歇根州立大学珍妮佛主持这一研究。“所以这项工作不仅仅是关于一块施过肥的大豆田，世界范围内，氮循环是闭合的。我们已经基本上改变了这一循环。”
然而就在此前，在工业化肥发明和化石燃料广泛使用之前，土壤氮是稀缺商品。有些植物，豆科植物，找到了从根瘤菌方式来获得他们所需要的宝贵氮。
“根瘤菌固氮——把我们呼入呼出的大气中的氮变成植物可利用的形式。”希思说，“植物不能直接从大气中吸收氮，必须以硝酸盐或铵的形式来吸收”
作为回报，豆科植物在根部为根瘤菌提供庇护并供应碳。这种伙伴关系使细菌受益，并让豆类植物在含氮低的土壤中表现出优势。以前的研究已经表明，氮肥可以影响自然区域的物种多样性，希思说。以受化肥流失影响污染区为例，豆类退化而其他植物变得越来越普遍。
在一个新的研究中，希思和他的同事观察了密歇根州立大学的凯洛格生物站6个长期生态研究田，六个不同田地，每个田地设2个实验地。每个田地中的一个实验地为已经施氮肥超过二十年，另外一个实验地作为控制地块，从没有施过肥。
在施过肥和未施过肥的地块，研究人员从豆科植物根瘤中分离根瘤菌。在温室试验中，他们测试了这些细菌是如何影响豆科植物的生长和健康。研究人员发现与未施肥实验地的植物相比，暴露于氮肥的根瘤菌上生长的植物减少17-30%生物量，叶绿素比显著减少，
对微生物的基因分析表明，在施肥和未施肥的实验地细菌种群的组成是相似的：同一科的各种根瘤菌在每块田地都出现了。但施肥实验地根瘤菌以一种使他们对豆科植物不那么有用的方式在演化，希思说道。
“这项研究告诉我们一些关于互利共生和它们是如何进化的情况”她说。”互利共生依赖于伙伴间的这种平衡交易，例如这种土壤中特殊的氮碳经济。当经济变化了——比如氮不再稀缺了，这种互利共生就可能消失了。
