Бактерии клубеньков бобовых обладают способностью в своей протоплазме вырабатывать энзимы-катализаторы, вызывающие окисление свободного азота атмосферы кислородом в азотную кислоту.

   Сами эти бактерии живут в почве, причем для их развития требуются: свободный доступ воздуха, наличие углеводов и присутствие оснований, могущих нейтрализовать производимый ими избыток азотной кислоты. Поэтому при культуре бобовых растений, особенно новых в данном районе, полезно в почву внести клубеньковые бактерии, свойственные этим растениям.

   Такое «бактериальное удобрение» - нитрагин - значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Бактерии развивают вокруг себя обильное слизистое вещество, богатое азотом, которое и усваивается протоплазмой бобового. К концу развития клубенька бактерии начинают вырождаться: они дают крупные лопастные (инволюционные) формы и, наконец, отмирают.

   Здесь перед нами случай симбиоза, или сожительства двух организмов. Симбиоз бобовых с клубеньковой бактерией трактуется в науке различно; вероятнее всего, здесь имеет место взаимный паразитизм: бактерии берут у бобовых углеводы, а бобовые потребляют азот бактерий.

   Когда урожай убран, в пашне остаются корневые системы, они гниют, содержимое их переходит в почву; впрочем, избыток азота передается почве и при жизни клубеньков и несущих их корневых систем. Необходимо еще, чтобы почва содержала основания, дающие с азотной кислотой соли.

   Чаще всего таковыми являются соли кальция. Все это говорит за то, что бобовые культуры занимают в нашей системе культур совершенно особое место. В то время как пшеница, кукуруза, рис истощают почву и требуют привода на поля азотистых удобрений, бобовые растения сами вносят в почву азот благодаря своему симбиозу со специальными бактериями.

   Отсюда возникла теория плодосмена или севооборота, которая основана на том, что каждое растение всасывает из почвы определенный состав солей, каждое истощает почву на свой лад, почему надо как можно чаще менять культуру; чем богаче подбор сменяющих друг друга культур, тем меньше требуется удобрений.

   При этом чрезвычайно важно вводить в севооборот бобовые растения, которые увеличивают количество азота в почве. В целях улучшения плодородия почвы рекомендуется высевать бобово-злаковые травосмеси, например, клевер плюс тимофеевка или люцерна плюс житняк.

   При посеве злакобобовой травосмеси бобовое растение обеспечивает обогащение почвы азотом, а многолетний злак своей густой корневой системой улучшает структуру почвы. Корни тимофеевки и житняка разбивают пахотный горизонт на мелкие комки и после своего разложения пропитывают их перегноем, благодаря чему комки приобретают прочность.