Тема: Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции в помощь студенту

В настоящее время одной из важных проблем, возникших как результат усиления антропогенной нагрузки на экосистемы, является проблема нитратов. Нитраты - основной источник азотного питания, а избыток этих соединений приводит к тяжелым экологическим последствиям, которые влияют на здоровье человека и животных.

Основные причины увеличения производства продукции растениеводства (особенно овощной) с содержанием нитратов, превышающих допустимый уровень, такие:

- использование высоких доз азотных и органических удобрений,

- несбалансированное питание растений макро- и микроэлементами на протяжении вегетации,

- внесение азотных удобрений без учета биологических требований растений,

- не оптимальный способ внесения азотных удобрений в почву.

В настоящее время для большинства культур установлена предельно допустимая концентрация (ПДК), придерживаясь которой не наблюдается негативного воздействия на здоровье, самочувствие, работоспособность и гигиеничные условия жизни населения.

Главную опасность попадания нитратов в организм человека и животных связывают с возникновением метагемоглобинемии, канцерогенных новообразований, иммунодепрессивного действия, а также снижения сопротивляемости организма к влиянию канцерогенных и мутагенных агентов.

Суть метагемоглобинемии заключается в том, что нитраты и нитриты преобразуют гемоглобин в метагемоглобин, не способный переносить кислород, нарушают клеточные мембраны и даже генетичный аппарат.

Установлено, что употребление аскорбиновой кислоты повышает интенсивность разложения нитратов. При нитратных отравлениях значительный эффект дает использование элеутерококка.

Азотный цикл в растении складывается из процессов поступления минеральных соединений азота через корни, транспорта их в надземную часть, ассимиляции в высокомолекулярные соединения - белки. Путь от нитрата до белка лежит через ряд последовательных стадий: нитраты восстанавливаются до нитритов, затем до аммиака, который, взаимодействуя с органическими кислотами, образует белки:

NO₃^-  NO₂^- NH₃  белки

Каждая из стадий связана с деятельностью определенного фермента. Восстановление нитрата до нитрита индуцирует нитратредуктаза.

Процессы метаболизма азота тесно связаны с циклом углерода в растении, в связи с чем отмечается суточная ритмичность в поглощении нитратов, связанная с процессами дыхания в корне. Усиленное поглощение нитратов связано с тем периодом суток, когда происходит отток ассимилятов из надземной части и дыхание корней усиливается. У растений различных семейств периоды максимального поглощения нитратов не совпадают: у пшеницы этим периодом является день, у кукурузы - ночь. Поэтому уборку, например, листовых овощей следует проводить в вечерние часы, так как в это время в них содержится на 30-40% меньше нитратов.

Нитраты - это хорошо растворенные в воде соли азотной кислоты. В растения они попадают из почвы. И чем больше там нитратов, тем больше их будет и в растениях. Но при некоторых условиях эти соединения накапливаются и без внесения высоких норм азотных удобрений. Под влиянием микроорганизмов-нитрификаторов, которые есть в любой почве, осуществляется минерализация органического вещества (гумуса) и органических удобрений (перегноя, торфа), в результате чего образуются нитраты, а сам процесс называется нитрификацией. Оптимальные условия нитрификации - хорошая аэрация почвы, влажность 60-70% ПВ, температура 25-35⁰С, рН 6-8. При таких условиях и высоком содержании органики в почве может накапливаться большое количество нитратов.

Другой источник - азотные удобрения: натриевая селитра - нитратный азот, сернокислый аммоний (NH₄)₂SO₄ - аммонийный азот, карбамид (мочевина) - амидный азот.

На накопление нитратов в растениях влияют не только нормы азота, но и освещения (при высоком уровне освещенности растения поглощают нитратов больше, чем при низком), соотношения питательных элементов в среде, агротехника, погодные условия.

Накопление нитратов различными культурами носит наследственно закрепленный характер, т.е. они обладают сортовой спецификой, которая выявлена у ряда видов овощных и бахчевых культур. Сортовые различия по накоплению нитратов могут быть обусловлены разной реакцией на условия окружающей среды и режимом минерального питания, а также генетически закрепленным уровнем нитратредуктазы, разной продолжительностью периода вегетации сортов. С возрастом содержание нитратов в растении снижается из-за уменьшения запасов минерального азота в почве, а также в связи с увеличением запасов ассимилятов, вовлекающих нитраты в метаболизм.

Технологический путь решения "нитратной" проблемы - локальное применение азотных удобрений под овощные, кормовые культуры. При этом способе внесения дозу азота можно сократить на 25-30% по сравнению с разбросным, при этом уровень продуктивности не снижается, а зачастую и повышается.

Приложение 1