葉圏
葉圏にはよく微生物以外の生物が生息している。葉圏の地衣類には以下の種類がある。
葉圏から窒素固定菌は一定の確率で単離される。これまで単離された葉圏微生物はアゾトバクター属、Beijerinkia属、Derxia属、シュードモナス属、Azotomonas属、Flavobacteriuem属、Klebsiella属、バシラス属、クロストリジウム属、Cyanophyceae属、Lichens属などである。葉圏における窒素固定の現場は植物表面のほかにもある。クサネムAeschynomene indicaやSesbania属の茎粒、およびある種の木本植物の皮目粒では共生的、および半共生的窒素固定が行われている。
特に熱帯雨林では葉圏微生物による窒素固定が植物の重要な窒素供給経路であることが指摘されている。熱帯雨林では湿度が高くて葉圏微生物数が大きく、また、植物の生産性の高さに対して土壌中の窒素分が少ないためである。一般に窒素固定にはC/N比が高い環境が望ましく、熱帯性植物の葉茎面溶出物のC/N比が高いことも、熱帯雨林で窒素固定が活発な理由と考えられている。熱帯性植物Guatemala grass(Tripsacum lexum Nash)の葉鞘水のC/N比は658と大きく、窒素固定能が顕著に高い(8×10mg-N/植物体/5日間、263g-N/h/4日間)。
一方でAbrilら(2005)によると、熱帯雨林と比べて湿度が低いステップ気候の森林においても、葉圏微生物による窒素固定の重要性は高い。以上の研究結果から、葉圏細菌による窒素固定は森林における普遍的な窒素供給源であることが示唆される。