窒素は生命に必須の元素である.人類は,「大気中に豊富に存在する反応性に乏しい窒素分子から,いかにしてこの窒素を獲得するか」の難題の克服に向けて,化学と生物学の両面から果敢に挑戦してきた.本書は,化学的窒素固定研究の第一人者が,この分野の歴史から最先端の研究動向と将来展望までをわかりやすく解説し,進化する「窒素固定の科学」の全容を明らかにしたものである.

プロローグ
第1章　窒素肥料と農業
1.1　生命に必須の窒素元素
1.2　植物と肥料
　1.2.1　植物の必須元素
　1.2.2　窒素、リン酸、およびカリ肥料
1.3　地球上での窒素の循環と炭素の循環
　1.3.1　窒素の循環
　1.3.2　硝化と脱窒反応
　1.3.3　炭素の循環
第2章　工業的な空中窒素固定法
2.1　食糧問題解決への化学者の貢献
2.2　石灰窒素法
2.3　電弧法
2.4　ハーバー・ボッシュ法:開発の歴史
2.5　アンモニア合成の反応機構および触媒
2.6　ハーバー・ボッシュ法の改良に向けての最近の研究
2.7　アンモニア合成の原料ガス
2.8　アンモニアから合成される窒素肥料
2.9　有用な合成窒素化合物の窒素供給源としてのアンモニア
2.10　エネルギー源としてのアンモニア
第3章　新しい窒素固定の化学
3.1　窒素分子と一酸化炭素
3.2　窒素錯体の合成と発展の歴史
　3.2.1　新しい窒素固定の化学の誕生
　3.2.2　窒素分子の金属への配位
3.3　金属に結合した窒素分子「配位窒素」の反応性:アンモニア生成とN-N結合の開裂
3.4　ハーバー・ボッシュ法に代わるアンモニア合成法の開発
3.5　窒素から窒素有機化合物の直接合成
3.6　窒素固定酵素の化学的モデル
　3.6.1　1970～80年代の初期の研究
　3.6.2　ニトロゲナーゼの活性部位の機能解明を目指して
第4章　微生物による窒素固定とその機能解明
4.1　窒素固定を行う微生物
4.2　窒素固定酵素ニトロゲナーゼの構造と窒素固定機能の解明
　4.2.1　Moニトロゲナーゼ
　4.2.2　その他のニトロゲナーゼ
4.3　ニトロゲナーゼに含まれる特異な金属-硫黄クラスターの構造と機能
4.4　ニトロゲナーゼのPクラスターとFeMo cofactorの化学的合成
4.5　生物的窒素固定の反応機構
4.6　植物が関与する窒素固定システム
　4.6.1　マメ科植物と根粒菌の共生
　4.6.2　非マメ科植物と根粒菌の共生およびその他の窒素固定システム
4.7　窒素固定遺伝子
第5章　窒素肥料と環境への影響
5.1　窒素肥料と食糧生産、エネルギー消費
5.2　窒素肥料による環境汚染
　5.2.1　窒素の問題
　5.2.2　環境汚染の具体例
5.3　環境に優しい農業を目指して
5.4　環境保全と窒素固定共生系
エピローグ
参考・引用文献(総説、書籍など)
主な最近(2000年以降)の引用研究論文
索　引