在自然环境中，植物通过多种途径来获取必需的氮素。其中最主要的是通过根系吸收土壤中的无机氮，从而转化为有机形式供植株生长所需。

首先，植物能够吸收土壤中的硝酸盐（NO3-）。这种过程涉及到根毛细胞表面的特定蛋白质，即亲水性蛋白质，它们具有高度选择性的识别能力，可以与硝酸盐分子结合。在微观层面上，这种结合是通过物理力学作用实现的，而不是化学反应。这些蛋白质将硝酸盐从土壤溶液中抽取出来，然后运输至植株内部，在叶绿体进行光合作用时转化为有机形式，如谷氨酰胺（glutamine）和丙氨酰胺（asparagine）。

其次，植物还可以利用土壤中的某些细菌和真菌来间接获得氮素。这一过程称作生物固定 nitrogen 或合成 nitrogen。在这个过程中，一些细菌如拟杆菌属下的Rhizobium会与豆科等特定的植物根部形成互惠共生关系。Rhizobium感染了豆科植物的根部后，将空气中的二氧化碳(N2)转换为可被大部分农作物使用的硫代谢产物，如亚硝基苯甲醇(Ammonia, NH3)，然后由植株吸收并进一步处理成其他有机形式。

除了这些方式之外，还有一些其他路径使得植物能够在没有外源补充的情况下获得足够数量的氮素。一种方法是在低浓度N2环境下，大量存在于地球表面的蓝藻、紫红藻等单细胞藻类利用了一个名为诺伊尔-加德纳循环(Nitrogen cycle）的复杂生物化学过程。这个循环包括N2气体直接进入藻类细胞内，并且以一种非呼吸作用(即不消耗氧气) 的方式被固定成为生物合成所需的一系列简单无机态或含氢态原料。此后的步骤通常涉及到了更高级别的大分子结构构建，这个周期经常伴随着许多微生物活动。

然而，由于现代农业生产需要大量提高产量，因此人工施用化肥尤其是含有氮元素如尿素、硝酸铵等作为补充已经无法完全满足所有需求的地球自然提供的有限资源。这导致了对“氮肥”的广泛依赖，因为它们能迅速增加土地上的可用有效能量，为作物提供丰富能源，使它们能够快速生长并产生更多果实，从而提高总产量。但这种策略同时也带来了潜在的问题，比如过度施肥可能会导致水污染、地下水污染以及对人类健康造成影响，以及对土壤质量造成损害等问题。

因此，对于未来农业发展来说，不仅要考虑如何最大限度地减少对化学制备型尿素等化肥依赖，同时也要探索更多基于天然资源或者新技术手段以实现更节约、高效的人工修正地球自生的系统，以此维护全球生态平衡。如果我们能够找到一种既能满足当前农业需求，又不破坏环境平衡的手段，那么我们就能真正实现可持续发展目标。而这对于解决食物安全问题以及改善世界人民生活水平至关重要。