Biologinen typensidonta

Palkokasvit pystyvät sitomaan symbioottisesti typpeä juurinystyröissä elävien lajispesifien Rhizobium-bakteerien avulla. Bakteerit muodostavat kasvin juureen läpimitaltaan 0,5 – 3 mm kuroutumia, jotka ovat aktiivisessa typensidontavaiheessa väriltään vaalean punaisia. Punainen väri on peräisin biologiselle typensidonnalle välttämättömästä leghemoglobiinista. Eri palkokasvien typensidontapotentiaali vaihtelee kasvien satotason typpipitoisuuden ja typensidontatehon mukaan ollen sinimailasella suurin ja herneellä pienin:

• sinimailanen 50 – 300 kg N/ha v
• apilanurmet 50 – 200 kg N/ha v
• virnat 50 – 120 kg N/ha v
• härkäpapu 50 – 100 kg N/ha v
• herne 40 – 80 kg N/ha v

Aluskasvina viljassa oleva apila sitoo typpeä 20 – 60 kg/ha vuodessa ja heinäkasvien juurenpinnassa elävät bakteerit 5 – 30 kgN/ha vuodessa. Mahdollisimman typpiomavaraisesti toimivassa viljelykierrossa on palkokasveja noin 30 – 60 %.

Biologinen typensidonta alkaa juurissa kun maan lämpötila ylittää + 7 °C ja on tehokkaimmillaan maan lämpötilan ollessa + 15 – + 25 °C. Pellon toimiva vesitalous ja sopiva pH varmistavat biologisen typensidonnan tehokkuuden. Juurinystyrä toimii typpitehtaana, joka sitoo typen kasville aurinkoenergian avulla. Typensidontaan erikoistunut bakteeri saa kasvilta energiaa yhteyttämisen tuloksena syntyneiden sokereiden avulla ja vastapalveluna luovuttaa kasville typpeä valkuaisaineiden muodostamiseen. Typensidonnan varmistamiseksi palkokasvin siemen kannattaa ympätä eli tartuttaa siemen lajille sopivalla Rhizobi-bakteerilla. Siemeniä saa myös valmiiksi ympättynä. Ympättyä siementä kannattaa aina käyttää, kun viljellään palkokasveja ensimmäistä kertaa peltolohkolla. Lisäksi ymppäystarvetta on vasta raivatuilla pelloilla ja happamilla mailla, koska typensidonnan minimi pH-vaatimus on kivennäismailla 6 ja eloperäisillä mailla 5,5. Valkoapilalla, ja lupiinilla pH-vaatimus on n. 0,5 yksikköä edellisiä alempi. Yleisimmät Rhizobium –bakteerit jaetaan ryhmiin isäntäkasvinsa perusteella.

Rhizobium-bakteeri / Isäntäkasvi

• R. trifolii / apilat
• R. lguminosarum / herneet, virnat, härkäpapu, linssit
• R. lupin / lupiinit
• R. meliloti / sinimailanen, mesikät

Varsinkin monivuotisilla palkokasveilla typensidonnan tehoa voidaan parantaa pitämällä kasvusto niitoin mahdollisimman vahvassa vegetatiivisessa kasvussa, jolloin muodostuu uusia juuria ja nystyröitä. Typensidonta on tehokkaimmillaan kukinnan alkuvaiheessa.

Herneen ja härkäpavun typensidonta on suurimmillaan palkojen täyttymisvaiheessa. Kasvuston tuleentuessa typensidonta lakkaa ja typpi siirtyy kypsyviin herneisiin. Päätteettömän kasvutavan vihantaherneet ja -härkäpapu jatkavat kasvuaan ja sitovat typpeä myöhään syksyyn saakka.