Наиболее сильное токсическое действие на азотфиксирующую активность почвы оказывает кадмий, который снижает ее уже при содержании 0,1 мг/кг почвы. Цинк и медь проявляют токсическое действие при концентрации 1—10 мг/кг, а свинец не оказывает влияния на азотфиксацию даже при высоких концентрациях. Ингибирование симбиотической азотфиксации наблюдалось при добавлении тяжелых металлов в песчаную культуру сои, при этом токсичность металлов убывала в ряду Cd, Ni, Си, Zn.
Высокие концентрации большинства распространенных в составе промышленных выбросов тяжелых металлов подавляют активность процессов минерализации азотсодержащих органических соединений и нитрификации, приводя тем самым к уменьшению содержания - в почве подвижного азота минеральных соединений. Устойчивость процессов трансформации азотсодержащих соединений по отношению к токсическому действию тяжелых металлов не одинакова в разных почвах. Так, никель в концентрации 5 г/кг почвы уменьшал активность нитрификации в почве с рН 5,8 на 66%, а с рН 6,9 и 7,6 соответственно на 29 и 30%, при этом в кислой почве наблюдалось накопление аммонийного азота.