Pupiniai augalai laikomi neatsiejama sėjomainos dalimi. Jų pasėliuose sunaudojama daug mažiau azoto trąšų ir pesticidų, o dirvožemis praturtinamas azotą fiksuojančių mikroorganizmų, maisto elementų būsimiems žieminiams pasėliams, kitiems sėjomainos augalams. Rezultatas – padidėja augalų produktyvumas, auga visos sėjomainos sistemos ekonominė nauda.
Pagrindinis pupinių augalų biologijos ypatumas – atmosferinį azotą fiksuojančios Rhizobia bakterijos kaupiasi ant pupinių augalų šaknų ir suformuoja gumbelius. Kuo daugiau ir kuo labiau gumbelių paplitę ant šaknų, tuo daugiau bakterijos fiksuos atmosferinio azoto. Rhizobia bakterijos konvertuoja atmosferinį azotą į amoniaką ir aminorūgštis. Labai svarbu, kad pupiniai augalai suformuotų kuo didesnį ir tankesnį šaknyną, būtų kuo didesnis gumbelių kiekis ir tolygus jų pasiskirstymas ant šaknų.
Sklandžiam procesui vykti yra būtinos tolygios tirpaus fosforo atsargos dirvožemyje. Tai lemia lapų fotosintezės procesą ir spartina augalų ir bakterijų simbiozę – tai turi įtakos biologinio azoto fiksacijos procese. Kai trūksta fosforo, gumbelinės bakterijos silpniau formuoja gumbelius, mažėja jų sklaida augalo šaknyse. Fosforas taip pat didina ankščių skaičių augale, skatina jų vystymąsi, stambumą ir augalų atsparumą ligoms.
Gumbeliai ir jų spalva
Įvairių augalų rūšių gumbelių dydis ir forma skiriasi – didesni yra pupų, mažesni – žirnių, mažiausiai – ant dobilų ar liucernų šaknų. Skirtingų pupinių šeimos augalų šaknyse būna ir gumbeliai išsidėstę skirtingai. Gumbelinių bakterijų skaičių lemia maistinių medžiagų kiekis, dirvožemio struktūra ir deguonies prieinamumas. Neteisinga lyginti skirtingų augalų, pvz., žirnių ir pupų gumbelių skaičių ir dydį.
Gumbeliai ant augalų šaknų pradeda formuotis, kai augalas turi 5-8 lapus. Tolygiai pasiskirstę reguliaraus dydžio gumbeliai geriau fiksuos azotą, nei keli labai dideli gumbeliai. Tik ant pagrindinės šaknies esantys gumbeliai rodo, kad azoto fiksavimas yra sutrikęs. Gumbeliai tik viršutinėje šaknų zonoje reiškia prastą deguonies prieinamumą apatinėje šaknų zonoje.
Iškasę augalą bei kruopščiai atskyrę dirvožemį nuo šaknų turėtumėte rasti apie 15 gumbelių, jeigu dauguma jų vidus yra raudonos spalvos – manoma, kad azotą fiksuojančios bakterijos yra gyvybingos ir atlieka savo funkciją. Aktyviai azotą fiksuojančiuose gumbeliuose yra pigmentinio baltymo, vadinamo legoglobinu. Dėl šio baltymo gumbelio spalva yra raudona. Raudonas gumbelio vidus indikuoja jog gumbelyje esančios bakterijos yra gyvybingos. Negyvų, neaktyvių ar senstančių gumbelių vidus būna pilkai žalias arba rudas.
Ką rodo praktika
Lietuvos biotechnologijų įmonės „Bioversio” pačios kuriamas ir gaminamas mikroorganizmų produktas „Biomas GROW” užtikrina didesnį visų augalų, taip pat ir pupinių, šaknyno vystymasį. Tiksliųjų bandymų Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centre duomenų analizė parodė stiprią koreliaciją tarp šaknų svorio ir ilgio, bei gumbelių skaičiaus ir svorio.
„Biomas GROW” dėka dirvožemyje per visą vegetaciją palaikomas reikiamas tirpaus fosforo kiekis, tad gumbelinės bakterijos geriau formuoja gumbelius, didėja jų sklaida augalo šaknyse, į dirvožemį perduodama daugiau biologiškai fiksuoto azoto. Taip pat didėja ankščių skaičių augale, skatinamas jų vystymąsis, stambumas.
Gamybinių bandymų rezultatai
| 2017 žirniai | 2018 žirniai | 2019 žirniai | 2018 pupos | 2020 pupos | |
| Kontrolinis derlingumas, t/ha | 4,48 | 3,95 | 4,63 | 4,85 | 7,70 |
| Derlingumas su „Biomas”, t/ha | 4,98 | 4,55 | 4,96 | 5,36 | 8,10 |
| Priedas, t/ha | 0.502 | 0.596 | 0.329 | 0.509 | 0.400 |
| Prieaugis, % | 11,20 | 15,08 | 7,10 | 10,49 | 5,19 |
