Интенсивность фиксации азота, наблюдаемая в культурах или в природных условиях, выражается разными показателями.
В чистых культурах водорослей при выращивании их на безазотистых средах определяется количество азота в клетках водорослей и в культуральной среде, накопленное за период опыта. Приведены максимальные величины азотфиксации, известные для того или иного вида (включены только виды, выделенные из почв и рисовых полей).
Самую высокую величину азотфиксации приводит Аллен для Anabaena cylindrica — 140 мг азота в сутки на 1 л интенсивной культуры; правда, эта цифра получена из расчета, что A. cylindrica дает ежедневный прирост 2 г сухого веса на 1 л среды и что сухое вещество содержит 7% азота.
В некоторых работах фиксированный азот выражают в процентах от сухого веса водорослей, выращенных на безазотистой среде.
При исследовании азотфиксации изотопным методом результаты выражают обычно атом-процентами фиксированного азота N15. Этим методом получены следующие цифры: от 0.82 атом-% за 2 месяца культивирования для Anabaenopsis circularis до 7.64 атом-% за 8 дней у Nostoc muscorum. Наконец, Эллисон с соавторами, наблюдавшие азотфиксацию у N. muscorum в темноте, относят накопленный азот к использованной глюкозе, как это делают для гетеротрофных азотфиксаторов, и приводят цифру 10—12 мг азота на 1 г глюкозы.
Разноречивость приведенных цифр в какой-то степени объясняется методическими причинами, но в основном они отражают действительные колебания азотфиксирующей способности, связанные с двумя явлениями: с зависимостью азотфиксации от условий культивирования и с существованием физиологических рас в пределах вида, вследствие чего штаммы одного и того же вида, взятые из разных местообитаний, показывают разную активность.
Третьякова изучала многочисленные штаммы Nostoc muscorum, выделенные из разных почв СССР, и нашла, что этот вид содержит штаммы, различающиеся по морфологии и по скорости роста.
Как видно, различная скорость накопления азота определялась скоростью роста. Накопление азота на единицу веса водоросли выражалось сходными цифрами. Наиболее активным штаммом оказался штамм 3, выделенный из мощного чернозема Курской обл.
Изученные 5 штаммов Nostoc punctiforme были однородны по морфологии, но различались по скорости роста и азотфиксации (1.6—7.7 мг азота на 100 мл среды за 60 дней). Среди трех штаммов Tolypothrix tenuis не было существенной разницы ни в морфологии, ни в количестве накопленного азота (5.7—5.8 мг азота на 100 мл среды за 60 дней).
Для выяснения влияния водорослей на азотный режим почвы большое значение имеет культивирование азотфиксирующих водорослей не в водных питательных средах, а в естественной почве. В немногочисленных вегетационных опытах получены первые данные о накоплении азота в почве, инокулированной водорослями.
Размеры азотфиксации в почве, инокулированной водорослями, определяются прежде, всего численностью водорослей, которая в свою очередь зависит как от величины инокулята, так и от свойств почвы и от конкурирующей микрофлоры. Панкратова показала, что при внесении Nostoc muscorum в нестерильную дерново-подзолистую почву прибыль азота составила за 4 месяца всего 1.2 мг на 100 г почвы. В такой же, но стерилизованной почве обнаружены пышный рост водорослей на поверхности почвы и одновременно накопление азота в количестве 26.7 мг на 100 г почвы.
По данным Перминовой, внесение удобрений улучшало рост водорослей в дерново-подзолистой почве, что можно было наблюдать визуально, и соответственно увеличивало накопление азота. Однако высокие дозы внесенного минерального азота подавили азотфиксацию.