Азотен баланс под бобови растения
При съставянето на азотния баланс в сеитбооборота с бобови растения е важно количеството асимилиран азот в атмосферата от растенията, неговият дял в добива и какъв азотен последик трябва да се разчита при оран на остатъци от стърнища от бобови растения.
За да се определи количеството въздушен азот, усвоен от бобови култури, се сравнява отстраняването му в култури с инокулирани и не инокулирани растения или се сравнява азотното отстраняване от бобови и небобови култури, отглеждани при същите условия. Количеството фиксиран азот в бобовите растения зависи не само от външните фактори, но и от естеството на симбиотичната връзка между растението гостоприемник и бактериите на възлите и от тяхната вирулентност. При неблагоприятни условия на околната среда не всички растения се заразяват и образуват жизнеспособни възли. Колкото по-близо са условията на симбиоза до оптималните, толкова повече възли се образуват върху корените и толкова по-висока е тяхната азотфиксираща активност.
Общоприето е, че всички бобови растения (едногодишни и многогодишни) обогатяват почвата с азот. Трябва обаче да се има предвид, че нито един растителен вид не си поставя задачата да обогати почвата (субстрата) с азот и/или други елементи. В действителност, в еволюционен аспект бобовите растения се "научиха" да усвояват азота във въздуха, за да оцелеят в конкурентната борба за съществуване и да оставят потомство - семена. Защо биха похарчили много енергия (въглехидрати), за да разграждат молекулите азот (N2) и след това да го оставят в почвата върху корените? Еволюцията на живите организми, включително растенията, толкова е „полирала“ протичащите в тях биологични процеси, че сред тях няма нито един, който да е ненужен за организма. Фиксирането на N2 се извършва, тъй като в почвата има голям дефицит на наличен азот в минерална форма. Следователно, веднага щом в почвата се появи достатъчно количество минерален азот, процесът на симбиотично фиксиране на азот, който е енергоемък за растението, веднага спира. Растенията няма да губят енергия от фотосинтеза за фиксиране на азот, ако в почвата има минерален азот.
Импулсите, които завършват своя жизнен цикъл (от семена до семена) за един вегетационен период, не трябва да депонират значително количество азот в корените.
Запазването на дългосрочната продуктивност на многогодишните бобови растения, напротив, се определя от способността на растенията да съхраняват хранителни вещества в корените, включително азот. Следователно, говорейки за обогатяване на почвата със симбиотичен азот, в повечето случаи имаме предвид многогодишни бобови растения - детелина, люцерна, сладка детелина, еспарзета, рога лупина и многогодишна лупина. Преди да заминат за зимата, тези растения съхраняват хранителни вещества в мощна коренова система и коренова шийка (долна част на стъблото, короната) със спящи пъпки, за да осигурят нормален растеж на пъпки и млади издънки през следващата пролет, когато вегетационният период се възобнови, от кои издънки с цветя ще се развият, плодове. По време на вегетационния период в корените се отлагат нови запаси от хранителни вещества, които ще осигурят възстановяването на растежа на растенията от спящи пъпки през следващата година и др. Кореновата система и кореновата шийка на многогодишните треви е склад на хранителни вещества за следващото поколение. Количеството хранителни вещества, необходимо за даден многогодишен растителен вид, е жизненоважно за оцеляването на вида. Кореновата система на детелина и люцерна натрупва съответно 80-110 и 100-140 кг/ха азот. Това е техният осигурителен фонд. Чрез оран на детелини, люцерна и други многогодишни треви, ние „конфискуваме“ техните запаси от хранителни вещества и най-вече азот и ги прехвърляме на други земеделски култури.
Бобовите растения са предимно едногодишни. Цялата стратегия за растежа и развитието им е насочена към формиране на репродуктивни органи - семена и продължаване на вида. Следователно хранителните вещества се натрупват във вегетативните органи (листа, стъбла и корени), за да ги прехвърлят в семената. Например, растенията от грах и фасул и други бобови растения натрупват 45-55% азот от максималното количество, усвоено през вегетационния период от фазата на цъфтеж. С настъпването на фазата на формиране на зърната настъпва рязка промяна в посоката на физиологичните и биохимичните процеси във всички органи на растението. Листата, стъблата и корените сега работят само върху фасула до края на вегетационния сезон. Масата на надземните вегетативни органи и корени вече леко се увеличава. Корените, а оттам и възлите, получават все по-малко въглехидрати. Възлите, изпитващи енергиен глад (дефицит на въглехидрати), намаляват активността на фиксирането на азот, увеличава се изтичането на азот и други елементи от вегетативните към репродуктивните органи, растенията остаряват и започват процеса на самоунищожение. Растението мобилизира всички ресурси, за да произведе възможно най-много качествени семена. Около 70-80% от азота, натрупан преди цъфтежа във вегетативни органи (листа, стъбла и корени), бобовите растения се преразпределят в семена. За разлика от детелината, люцерна и други многогодишни бобови растения, едногодишните бобови култури до края на вегетационния период силно изчерпват кореновата система, премахвайки всичко, което може да бъде премахнато от нея. През периода на прибиране на реколтата в корените на бобовите култури остава около 20-30 кг/ха азот. Това е приблизително същото, което съдържа в корените на небобови култури. При надземни растителни остатъци в полето остава около същото количество азот, което се съдържа в скелетните корени на растението по време на периода на прибиране на реколтата.
Важно е да се отбележи, че ако бобовите растения се събират за зелена маса по време на фазата на цъфтеж или в началото на формирането на фасула, тогава корените им, в зависимост от добива, съдържат средно 2 пъти повече азот (40-60 кг/ха ), отколкото с пълна зрялост. Естествено е нерационално да се събират бобови култури през тази фаза, тъй като по това време те натрупват не повече от половината от реколтата. На практика обаче фията и грахът често се засяват в чисти и смесени култури за зелена маса.