Die Erd-Atmosphäre besteht zu 78 Prozent aus Stickstoff. Pflanzen brauchen Stickstoff für die Fotosynthese. Stickstoff ist der Motor des generativen und vegetativen Wachstums jeder Pflanze.
Der Luft-Stickstoff ist für Pflanzen aber nutzlos. Seine zweiatomigen Moleküle (N2) kann die Pflanze nicht verwerten. Pflanzen nehmen Stickstoff in Ammonium- (NH4) oder Nitrat-Form (NO3-) auf.
Leguminosen sind dank ihrer Fähigkeit zur Symbiose mit Knöllchenbakterien in der Lage, Luftstickstoff zu nutzen. Die Bakterien, die an den Wurzeln der Leguminosen leben, fixieren den Luftstickstoff und stellen ihn den Pflanzen zur Verfügung. Im Gegenzug ernähren sie sich von Assimilaten der Pflanze, welche diese über die Fotosynthese herstellt. Um den Stickstoff aus der Atmosphäre pflanzenverfügbar zu machen, bauen ihn die Knöllchenbakterien zunächst zu Ammoniak und später zu Ammonium um.
Leguminosen sind besonders für Bio-Betriebe ein wichtiges Glied in der Fruchtfolge, da auch die Folgekulturen vom fixierten Stickstoff der Knöllchenbakterien profitieren. Dieser Stickstoff steht den Pflanzen gratis zur Verfügung, während biologische Handelsdünger ein Kostenfaktor sind.
Damit das so bleibt, sind Anbaupausen zwischen Leguminosen zwingend. Bei Erbsen beträgt die Anbaupause beispielsweise sechs Jahre. Befinden sich zu viele Leguminosen in der Fruchtfolge, droht die Leguminose-Müdigkeit.
