Отношение к калию.
Растения ячменя требуют много калия в начальный период роста. Ячмень отзывчив на любые формы калийных удобрений. Калий вносят в виде калийной соли, хлористого калия. Сульфат калия уступает им. Так же возможно внесение калия в виде нитрофосок. Калийные удобрения используют при основном внесении (Ненайденко, Иванов,1994,).
Калию принадлежит большая роль в стабилизации режима азотного питания ячменя. Поэтому для получения высококачественного пивоваренного зерна, в зарубежных странах практикуют внесение в дозах до 100-160 кг/га д.в. Урожайность при этом не повышается, но зерно приобретает отличное качество (Неттевич,1981). Средней дозой для дерново-подзолистой почвы является 40-45 кг/га д.в. (Беляков,1990).
Подкормки на ячмене применяют при выращивании по интенсивной технологии, на программируемый урожай более 30-35 ц/га зерна. Используют аммиачную селитру или мочевину в дозе 20-30 кг/га д.в. в фазу кущения- выхода в трубку (Ненайденко, Иванов, 1994,). Так же подкормки можно применять при размещении ячменя на бедных почвах или при недостаточном количестве удобрений (Беляков, 1990).
При необходимости вносят известковые удобрения. Их применяют под зябь или перепашку, в полных дозах, определенных по величине гидролитической кислотности (Ненайденко, Иванов, 1994). Необходимо учитывать, что ячмень лучше использует последействие извести, чем ее прямое действие (Беляков,1985).
Эффективный способ внесения удобрений - ленточный, имеющий преимущество перед разбросным. В интенсивной технологии применяют еще более эффективный способ - локальное внесение, когда гранулы удобрений укладываются на 5-6 см глубже и на 3-6 см в сторону от семени. (Ненайденко, Иванов, 1994,).
В зависимости от цели выращивания зерно должно быть определенного качества, которое можно изменить применением удобрений (Конарев, 1976, Лебедева,1991, Завалин, Сергалиев, 2000). По данным многочисленных опытов установлено, что при увеличении азотного питания белковость зерна возрастает, а содержание крахмала снижается. Усиленное снабжение калием при низком уровне азотного питания способствует накоплению в зерне крахмала, растворимых сахаров. Для получения зерна на пищевые цели оптимальным является следующее соотношение элементов N1 P2O51 K2O 0,5.Это способствует увеличению урожая зерна с максимальным содержанием белка. Для получения высококачественного пивоваренного зерна необходимо, чтобы уровень калийного питания преобладал над азотным и фосфорным. При этом формируется зерно с высоким содержанием крахмала, растворимых сахаров и солерастворимых фракций белка, возрастает экстрактивность, общее содержание белка не превышает 9-12 % (Панников, Минеев,1987).
Биологическая фиксация азота - одна из кардинальных проблем современного земледелия и растениеводства, так как резкое сокращение применения минеральных и органических удобрений приводит к снижению продуктивности и ухудшению качества растениеводческой продукции, падению плодородия почвы. В связи с поиском путей увеличения производства растениеводческой продукции при одновременном снижении доз минеральных удобрений и улучшении экологической обстановки, возрос интерес к препаратам, созданным на основе высокоэффективных штаммов ассоциативных микроорганизмов, применяемых для инокуляции семян злаковых культур. Положительное влияние инокуляции на растение обусловлено не только улучшением азотного питания растений, при внедрении в их ризосферу диазотрофов, но и воздействием микроорганизмов через физеологически активные вещества и микробиологический эффект (Завалин, 1999).
После открытия способности азотфиксирующих микроорганизмов вступать в ассоциации с не бобовыми растениями, во всем мире были начаты и стремительно развиваются исследования ассоциативной (несимбиотической) азотфиксации. Результаты недавних исследований показали, что инокуляция микробными препаратами может улучшать урожаи сельскохозяйственных культур, не вызывая значительных изменений естественной ризосферной микрофлоры (Кожемяков, Хотенович,1997,O`Gara,Nuti,1995). Были получены положительные результаты инокуляции различными видами микроорганизмов таких культур, как рис, сахарный тростник, картофель, пшеница, кукуруза (Базилинская,1989).
При инокуляции колосовых культур ассоциативными диазотрофами увеличение продуктивности обычно составляет 10-30% (Кожемяков,1989). У сортов, отзывчивых на обработку биопрепаратами прибавка может достигать 40% (Сергалиев, 1997,1998). Следует отметить, что при этом не оказывается существенного влияния на качество сельскохозяйственной продукции (Завалин и др. 97, Виноградова и др , 1997, Сергалиев, 1997, Воробьева и др, 1997, Лыцук,1997, Никулина и др, 1998, Алметов, Бердников, 1998, Завалин, 1998).
В результате исследований установлено, что при использовании биопрепаратов необходимо учитывать генотипические особенности растений. Инокулирование низкоактивных по nis-признаку генотипов может привести к снижению биомассы растений (Степаненко,1989). Применение в сельском хозяйстве биопрепаратов чистых культур азотфиксирующих бактерий часто дает непредсказуемые результаты. Более эффективным считается применение естественных смешанных ризосферных культур (консорциумов) бактерий. Инокуляция этим консорциумом семян ячменя в полевых вегетативных опытах давала 10 % прибавки, в то время как обработка каждым компонентом в отдельности не давала значительного увеличения урожая (Злотников,1996). Отмечается, что уровень нитрогеназной активности в корневой зоне того или иного растения определяется генотипом данного растения (Емцев, 1991). Факт штаммовых различий при инокуляции ячменя в зависимости от генотипических особенностей отмечается и другими авторами (Танцева, Черемисов, 1992, Завалин и др 1999).
Фиксировать молекулярный азот воздуха могут только прокариотные микроорганизмы – бактерии, цианобактерии, актиномицеты. В год биологическим путем связывается около 169-269*106 т азота (Мишустин, Черенков, 1989, Базилинская, 1989).Помимо фиксации азота из атмосферы, асоциативные диазотрофы продуцируют физеологически активные вещества- ауксины, гибберелины, цитокинины, способствующие увеличению массы корней и усилению их поглотительной способности, а так же способны активизировать развитие репродуктивных органов и подавлять фитопатогенных микроорганизмов, обитающих на корнях растений.(Базилинская,1989). Согласно современным представлениям ассоциативные азотфиксаторы - это микроорганизмы, образующие эндоризосферные ассоциации с корнями не бобовых растений (Умаров,1986, Базилинская, 1988). На долю фиксированного ассоциативными и свободноживущими микроорганизмами азота приходится около 30 % от общего числа.
Суть ассоциативной азотфиксации- трофические и энергетические взаимодействия организмов, выражающиеся в протокооперации (Шумный, 1993). Следует отметить, что образование ассоциаций возможно на поверхности листьев (филосфера), корней (ризосфера), стеблей (каулосфера). Возникновение ассоциаций зависит от генотипических способностей растения и обозначена как признак nis.Этот признак лучше развит у С-4 растений (кукуруза, сорго). У них накопление первичного продукта фотосинтеза- малата и перемещение его к корням способствует усилению фиксации атмосферного азота. С-3 растения ( пшеница, ячмень, рожь, овес)- у них фотосинтез идет менее интенсивно, активность нитрогеназы ниже. Следует отметить, что образование ассоциаций растений с диазотрофными микроорганизмами контролируется несколькими генами, которые помимо этой функции осуществляют контроль за иммунитетом и высотой стеблей. Под воздействием генов короткостебельности возрастает интенсивность поступления фотоассимилянтов в ризосферу, что обеспечивает увеличение численности микроорганизмов, способных к ахотфиксации. Установлено что азотфиксирующие ассоциации образуются между растениями и микроорганизмами различной таксономической принадлежности, и в зависимости от вида растений и экологических условий, в ризосферных сообществах доминируют определенные виды диазотрофов. Одно из условий существования микрофлоры в ризосфере - поступление корневых выделений и опада. Известно, что вещества, содержащиеся в корневых выделениях (аминокислоты), могут являться аттрактантами для ризосферных бактерий (Жулин, Игнатов, 1986).
Механизм движения бактерий к корню растения основан на явлениях хемотаксиса и аэротаксиса. Корни растения при дыхании активно потребляют кислород, и вблизи создается градиент концентрации кислорода. Так же в результате корневых выделений в зоне корней создается градиент концентрации веществ, входящих в состав этих выделений (Чумаков,1997). Бактерии, благодаря набору разнообразных рецепторов движутся в сторону повышения градиентов. Следующий этап в образовании ассоциации - размножение бактерий на поверхности корня, в ризоплане (Чумаков,1997). Для размножения важны бактериальные факторы подавления других микроорганизмов (антибиотики, ксенобиотики, бактериоцины), и устойчивость к антибиотикам, которые выделяет растение- хозяин. Следующий этап- инфекцирование , он проходит в несколько стадий- неспецифическая и специфическая адсорбция (Котусов и др, 1984). Следующим этапом является инфекция корневого волоска и образование инфекционной нити (Ремпе, 1951).