Введение

Одной из важных проблем экологии является охрана агроэкосистем от негативного воздействия научно-технического прогресса: интенсификации и химизации сельского хозяйства, химического загрязнения окружающей среды, которое вызывает накопление в продуктах растениеводства и животноводства различных токсических веществ, особенно нитратов и нитритов. Наряду с поступлением азота в виде азотных удобрений, примерно такое же количество азота поступает в биосферу в виде окислов от сжигания топлива и с выбросами промышленных предприятий. Вклад нитросоединений антропогенного и техногенного происхождения в общем круговороте азота устойчиво возрастает, что обусловливает увеличение нитрат-нитритной нагрузки на человека.

Известно, что поступление нитратов в больших количествах может вызвать различные нарушения функционального состояния организма - метгемоглобинемию, тканевую гипоксию, установлена также их способность к иммунодепрессивному действию.

Таким образом, разработка мероприятий, направленных на ограничение поступления нитратов в организм человека путем регулирования и качественного контроля по содержанию нитратов в пищевых продуктах, является актуальным и перспективным.

Целью настоящих исследований явилась оценка содержания нитратов в пищевых продуктах растительного происхождения.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

Изучить литературу по данным вопросам;

Провести сравнительный анализ содержания нитратов в пищевых продуктах, приобретенных в супермаркетах города и выращенных на приусадебном участке;

Выявить способы снижения количества нитратов в пищевых продуктах.

Научная новизна и теоретическая значимость данной работы заключается в том, что ранее подобные исследования на территории Симферополя и Симферопольского района не проводились; нами были показаны методы снижения содержания нитратов в сельскохозяйственных овощных культурах.

1. Определение содержания нитратов в растениях

1.1 Превращение соединений азота в почве и растениях

Азот - важнейший элемент питания, необходимый для нормального развития растений. Он входит в состав белков (до 16-18% их массы), нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина, алкалоидов. Соединения азота играют большую роль в процессах фотосинтеза, обмена веществ, образования новых клеток. В формировании почвенного покрова и плодородия экосистем, в повышении продуктивности земледелия и улучшении белкового питания человека азот столь же незаменим, как углерод .

Для растений азот - дефицитный элемент. Если некоторые микроорганизмы способны усваивать атмосферный азот, то растения могут использовать лишь азот минеральный, а животные - только азот органического происхождения. Например, мочевина животным организмом непосредственно не усваивается.

При недостатке азота в среде обитания тормозится рост растений, ослабляется образование боковых побегов и кущение у злаков, наблюдается мелколистность. Одновременно уменьшается ветвление корней, но соотношение массы корней и надземной части может увеличиваться.

Растения для своего развития нуждаются в значительных количествах азота. Запасы азота в почве могут пополняться разными путями. При возделывании сельскохозяйственных культур много внимания уделяют внесению минеральных удобрений. В естественных же условиях основная роль принадлежит специализированным группам микроорганизмов-азотфиксаторов, а также почвенных бактерий, способных минерализовать и переводить азот в доступную для растений форму.

Большинство растений, за исключением бобовых культур, поглощают азот только в виде ионов NH4 и NO3. Рассматриваем пути и формы поступления азота в почву: минеральные удобрения представляют собой соединения, содержащие NH4 и NO3, а в органических удобрениях азот включен в белковые соединения. В такой форме азот не может усваиваться растениями и должен предварительно минерализоваться. Под минерализацией понимают процесс превращения органических соединений азота в неорганические. В общем виде этот процесс можно представить следующей схемой: белки → аминокислоты → аммиак → нитриты → нитраты → молекулярный азот.

Если для облегчения понимания принять, что в органических соединениях азот находится только в составе аминогрупп - NH2, то схема его превращения будет выглядеть следующим образом:− NH2 → NH3 → NO2 → NO3→ N2.

Рассмотрим подробно каждый этап минерализации.

Первая стадия распада органических азотсодержащих веществ до аммиака называется аммонификацией. Она протекает под действием почвенных микроорганизмов (амммонифицирующие бактерии), которые выделяют необходимые протеолитические ферменты. Таким образом, аммонификацию можно отнести к каталитическим процессам. Для объяснения химической сущности этого процесса необходимо написать уравнение реакции гидролиза белка (любой дипептид); превращения аминокислоты в аммиак (схематично): взаимодействия аммиака с углекислотой почвенного раствора:

NН3 + Н2СО3 = (NH4) 3СО3.

Вторая стадия - нитрификация - окисление аммиака до NO3, происходящее под действием нитрифицирующих бактерий:

NН3 + 3О2 = 2 Н2О + 2 НNO2;

НNO+ О2 = 2 НNO3.

При этом важно отметить, что в почвенном растворе постоя присутствуют катионы, которые образуют соли с нитрит - и нитратанионами.

Параллельно с аммонификацией и нитрификацией в почве протекает и процесс денитрификации - восстановление нитрат - ионов под действием денитрифицирующих бактерий до молекулярного азота по схеме:

Ca (NO3) 2 →Ca (HCO3) 2+CO2+H 2O+N2.

Таким образом, очевидно, что аммонификация и нитрификация способствуют накоплению в почве доступного для растений азота и повышению урожайности сельскохозяйственных культур; а денитрификация оказывает противоположное, негативное действие.

Нерациональное применение удобрений, как и несоблюдение других агротехнических требований, обуславливает увеличение остаточного содержания нитратов в растениях. В сочетании с нитратами питьевой воды это увеличивает нагрузку загрязнителя на население. Кроме того, нитраты широко используются в различных отраслях промышленности (пищевой, химической, текстильной, резиновой, металлургической) и фармакологии. Нитросоединения, поступая в организм человека с пищей, водой, вдыхаемым воздухом и лекарствами могут вызывать серьезные отравления.

Одним из главных опасных явлений при отравлении нитратами является образование метгемоглобина в крови. Это вызвано тем, что нитраты, попадая в пищеварительную систему человека и восстанавливаясь до нитритов, взаимодействуют с гемоглобином крови, окисляя в нем двухвалентное железо в трехвалентное. В результате чего образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород. Вследствие этого нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма, от чего накапливается молочная кислота, холестерин, резко падает количество белка в организме. Нитраты способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, выделяющей токсины и приводящей к интоксикации организма.

Другая серьёзная опасность - способность нитрит-иона участвовать в реакции нитрозирования аминов и амидов, в результате чего образуются канцерогенные нитрозосоединения.

При остром отравлении нитратами у человека возникает метгемоглобиния различной степени тяжести (вплоть до летального исхода); при хроническом отравлении - рак желудка, нарушение работы нервной и сердечно-сосудистой систем. Чувствительность к нитратам повышают факторы кислородного голодания: высокогорье, повышенная концентрация угарного газа, присутствие окислов азота, алкоголь.

Ключевым ферментом, определяющим ассимиляцию нитратов, является нитратредуктаза. Для растений существует реальная опасность аммиачного отравления, приводящего к хлорозу листьев, подвяданию, угнетению роста и гибели. При усилении нитратного питания активность нитратредуктазы растет до определенного предела и часть нитратов остается невосстановленной, что предохраняет растения от накопления токсичных промежуточных продуктов ассимиляции.

Образование нитратов может быть также связано с окислением избыточного количества аммония в растении, что не только предотвращает нарушение обмена веществ, но и позволяет сохранить азот в минеральной форме для дальнейшего использования в процессах ассимиляции.

Нитраты накапливаются в различных органах растений, а так же в разных концентрациях. К примеру, у злаков отсутствуют в зерновке и сосредоточены, в основном, в листьях и стеблях. Зеленые культуры накапливают большое количество нитратов в стеблях и черешках листьев.

Одной из причин видовых и сортовых различий в накоплении нитратов является физиологическая спелость растения к моменту уборки. Количество нитратов особенно велико, когда период товарной зрелости наступает раньше физиологического созревания.

Причиной накопления нитратов в растениях служат также условия минерального питания, отличающиеся большим разнообразием. Здесь огромная роль принадлежит правильному выбору доз азотных удобрений.

В случае несбалансированного питания растений нитраты также накапливаются в различных органах и тканях, так как при этом нарушается нормальный ход ассимиляции азота. Недостаток фосфора косвенно способствует накоплению нитратов потому, что он стимулирует активность нитратредуктазы. Калий, участвуя в процессах углеводного обмена, влияет на синтез белков. В зависимости от доз, условий и содержания прочих элементов калий и фосфор могут стимулировать накапливание нитратов или наоборот подавлять.

Среди факторов внешней среды на содержание нитратов в растении сильное влияние оказывает влажность, свет, температура воздуха и почвы. Интенсивное увлажнение усиливает поглощение нитратов, что в сочетании с пониженными температурами ведет к накоплению нитратов. С другой стороны, высокий уровень нитратов в растении в засушливый период можно снизить поливами, так как они стимулируют рост и способствуют вымыванию нитратов из почвы.

Во многих странах мира были разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в сельскохозяйственной продукции (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Предельно допустимые концентрации нитратов в сельскохозяйственной продукции

1.3 Современные методы анализа овощей на содержание нитратов

нитрат овощ продукт

В промышленных условиях определение нитратов производится с помощью экспресс анализов на специальных приборах, а так же ионометрическим и фотометрическим методом. Последний основан на экстракции нитратов из продукта, восстановлению их до нитритов на кадмиевой колонке с последующим фотометрированием раствора азотсоединения. Данный метод требует сложного технического обеспечения (колориметр фотоэлектрический, спектрофотометр, иономер и пр.).

Сущность ионометрического метода заключается в извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1% или растворомсернокислого калия и последующем определении нитратов в вытяжке с помощью ионоселективного электрода.

Определить содержание нитратов в продуктах можно с помощью индикаторной бумаги. Конечно, ее точность невысока, но необходимые сведения индикаторы дают.

Есть еще один способ. Овощи с очень большим содержанием нитратов имеют, как правило, неестественный вкус. Их неприятно жевать и глотать. Дегустаторы различают тончайшие вкусовые оттенки даже тогда, когда лабораторными исследованиями не удается уловить разницу.

Наиболее простым и эффективным, не требующим сложного материального и технического обеспечения методом определения нитратов является реакция с дифениламином, который в присутствии NO3 аниона образует синюю анилиновую окраску. По интенсивности посинения можно судить об относительном содержании нитратов в исследуемом объекте.

2. Материалы и методы исследования

Экспериментальная часть работы проводилась на базе кафедры ботаники и физиологии растений и биотехнологии Таврического национального университета имени В.И. Вернадского в период с августа по сентябрь 2011 года.

2.1 Объекты исследования

Материалом для проведения исследований служили овощи, выращенные на приусадебном участке и приобретенные в супермаркетах города (морковь, картофель, лук, капуста, свекла) (рис. 2.1).

В экспериментальной части работы использовали общепринятые в физиологии растений методы исследований и статистическую обработку полученных данных.

Рис. 2.1.

2.2 Методы исследования

Материалы и оборудование: 1) 2% раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте в капельнице (хранить в темноте, капельницу поставить на крышку чашки Петри, чтобы предотвратить попадание на стол капель этой едкой жидкости); 2) ножницы; 3) фарфоровые ступки с пестиками; 4) стеклянная палочка; 5) стакан с дистиллированной водой; 6) фильтровальная бумага.

Ход работы.

Помещаем в фарфоровую ступку фрагмент исследуемого объекта, измельчаем его при помощи стеклянной палочки или пестика. Поместить содержимое ступки на предметное стекло, прилить 4-5 капель дифениламина из капельницы (Рис. 2.2).

Рис. 2.2.

Согласно методике наблюдали появление синей анилиновой окраски (рис. 2.3).

Рис. 2.3.

Интенсивность окрашивания исследуемой ткани сравниваем с цветной шкалой и таблицей (табл. 2.2) и определяем концентрацию нитрат-ионов. Результаты вносим в таблицу (табл. 3.1).

Таблица 2.2. Относительное содержание нитратов (в баллах)

3. Результаты и их обсуждение

.1 Определение нитратов в овощах

В ходе проведенных исследований нами было установлено, что количественное содержание нитратов в продукции растениеводства превышают предельно допустимые нормы (Табл.1.1).

Таблица 3.1. Относительное содержание нитратов в исследуемых растениях

Исходя из результатов, представленных в таблице, можно судить о том, что максимальная концентрация нитрат-ионов сосредоточена в свекле и моркови, приобретенной в супермаркете. Овощи, выращенные на приусадебном участке содержат незначительное количество нитратов, не превышает предельно допустимые нормы.

Экспериментальные данные показывают, что содержание нитратов в разных частях исследуемых растений различно. Так, в кожице огурца и свеклы нитратов содержится больше, чем в сердцевине. У моркови нитраты локализованы в срединной части корнеплода.

.2 Практические советы по уменьшению содержания нитратов в пищевых продуктах

1. Тщательное промывание овощей и фруктов уменьшает содержание нитратов на 10%, а механическая очистка на 15 - 20%.

2. Зелень (петрушка, укроп, салат и др.) необходимо поставить, как букет в воду на прямой солнечный свет. В таких условиях нитраты в листьях в течение 2-3 ч полностью перерабатываются и потом практически не обнаруживаются. После этого зелень можно без опасения употреблять в пищу.

Свеклу, кабачки, капусту. Тыкву и другие овощи перед приготовлением необходимо нарезать мелкими кубиками и 2 -3 раза залить водой, выдерживая по 5 -10 мин. (Нитраты хорошо растворимы в воде (особенно теплой) и вымываются из овощей).

Варка овощей снижает содержание нитратов на 50 -8-%.

Квашение, соление, консервирование и маринование способствуют снижению нитратов на 60 -70%.

Нейтрализовать поступившие в организм нитраты могут ягоды черной и красной смородины, зеленый чай, а также аскорбиновая кислота (по 0,3 -0,4 г в сутки).

У огурцов, свеклы, редьки следует срезать оба конца.

Хранить овощи нужно в холодильнике.

1) варка овощей;

2) очистка от кожуры;

) удаление участков наибольшего скопления нитратов;

) вымачивание.

Растениевод должен грамотно вносить азотные удобрения:

а) в строго рассчитанных дозах и в оптимальные сроки;

б) под овощи доза вносимого азота не должна превышать 20 г./м².

Известкование кислых почв способствует снижению в них нитратов в течение четырех последующих лет.

Выращивать овощи, особенно зеленые культуры, надо при хорошей освещенности, оптимальных показателях влажности почвы и температуры.

Минеральные удобрения лучше вносить вместе с органическими в оптимальных соотношениях, не забывая и о микроэлементах.

Отрицательные воздействия на природу обусловлены не самими удобрениями, а неумелым их применением.

Выводы

1. Проведен анализ литературных данных по вопросам превращения азотистых соединений в почве и растениях, а так же их накоплении в продукции растениеводства.

2. Проведен сравнительный анализ количественного содержания нитратов в пищевых продуктах, приобретенных в супермаркетах города и выращенных на приусадебном участке. Показано превышение предельно допустимых концентраций нитратов в овощах, приобретенных в супермаркетах в 1,5-2 раза.

Предложены методы уменьшения содержания нитратов в пищевых продуктах.

Литература

1. Полевой В.В. Физиология растений - М.: Высшая школа, 1989. - 464 с.

Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений /Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; под ред. Н.Н. Третьякова. - М.: Колос, 2000

Среди многих причин, обусловливающих накопление нитратов в растении, следует выделить следующие; видовая и сортовая специфика накопления нитратов; условия минерального питания, почвенно-экологические факторы. Зачастую факторы, способствующие накоплению нитратов, воздействуют в комплексе , что осложняет прогнозирование уровня нитратов в продукции.

Видовые различия растений по накоплению нитратов зачастую обусловлены локализацией нитратов в отдельных органах растений. Выяснение особенностей локализации нитратов в разных органах и тканях представляется важным как для понимания механизмов перераспределения и запасания нитратов в ходе онтогенеза, так и диагностики качества продукции овощных и кормовых культур.

Распределение нитратов в растениях

Знание особенностей распределения нитратов в товарной части урожая продукции представляет особый интерес для потребителя, так как позволяет рационально использовать продукцию как на переработку (варка, приготовление соков, квашение, соление, консервирование), так и в пищу в свежем виде. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение количества нитратов, поступающих в организм человека.

Распределение нитратов связано с физиологической специализацией и морфологическими особенностями отдельных органов возделываемых культур, типом и расположением листьев, размером листовых черешков и жилок, диаметром центрального цилиндра в корнеплодах. Распределение нитратов тесно связано с видом растения. Так, нитраты практически отсутствуют в зерне злаковых культур и в основном сосредоточены в стеблях и листьях. Зеленые культуры накапливают большое количество нитратов, как правило, в стеблях и черешках листьев. В листовой пластинке зеленых культур нитратов содержится в 4-10 раз меньше, чем в стеблях. Высокое содержание нитратов в стеблях и черешках вызвано тем, что они являются местом транспорта нитратов к другим органам растений, где они ассимилируются до органических соединении азота. Способность же ткани накапливать нитраты связана с целым комплексом факторов как внутренних, так и внешних. Наибольшее их количество находится в нижней 11 части листа, минимальное - в его верхушке.

Накопление нитратов меняется в зависимости от типа органа растения. В клубнях картофеля низкий уровень нитратов обнаружен в мякоти клубня, тогда как в кожуре и сердцевине их содержание возрастало о 1,1-1.3 раза. Сердцевина, кончик и верхушка столовой свеклы отличаются от остальных его частей повышенным содержанием нитратов. Поэтому у столовой свеклы необходимо отрезать верхнюю и нижнюю части корнеплода.

В белокочанной капусте наибольшее количество нитратов находится в верхушке стебля (кочерыжке). Верхние листья кочана содержат их в 2 раза больше, чем внутренние. И так же как у зеленых овощей, черешки листьев капусты отличаются более высоким содержанием нитратного азота, чем листовые пластинки.

Само по себе присутствие нитратов в растениях - нормальное явление, т. к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т. к. они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека и домашних животных.

Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах.

Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в его сердцевине;

в капусте - в кочерыжке, в толстых черешках и в верхних листьях.

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего нитратов содержится в их кожице.

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы (2):

со средним содержанием (300 – 600 мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокочанная капуста, хрен, морковь, огурцы;

С физиологической точки зрения количество нитратного азота в растениях определяется соотношением:

процессов поглощения;

транспорта;

ассимиляции;

распределения его в разных органах и частях растения.

И все эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов.

Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса причин:

от биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта “Красный великан” по сравнению с другими её сортами (“розовый с белым кончиком”, “жара” и др.).

от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.

от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий - в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах.

Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (по словам руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т. С. Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растениеводства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988 – 89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь - не более 3%.

от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):

чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;

при влажном и холодном лете количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.

при повышении температуры до 20 °С количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше.

При употреблении фруктов в пищу мы должны внимательно следить за их качеством. Чтобы яблоки дольше хранились, их покрывают эмульсионным налётом и насыщают консервантами. Такие яблоки внешне очень привлекательны, но порой в них нет ни вкуса, ни запаха, ни живой сочности, а консерванты в них убивают в кишечнике человека полезную микрофлору. Такие же консерванты используются и для хранения других продуктов (растительного масла, сосисок, колбас). Поэтому надо внимательно следить за сертификатами импортных продуктов.

Вопрос накопления нитратов в растениях нашей области стал изучаться СахНИИ с/х с 1989 года, сотрудники которого выяснили, что на Сахалине в связи с особыми агрометеорологическими условиями содержание нитратов в растениях увеличивается:

большое количество дней, частые туманы;

заниженная солнечная радиация;

более низкие температуры воздуха и почвы;

Впрочем, "вдруг" - только для непосвященных. Ученые давно знали, что некоторые растения способны накапливать эти вещества, представляющие собой соли азотной кислоты, иначе называемые селитрами. Селитра же, как известно, была сырьем для производства пороха. На этом основании французский ученый С. Белль еще в середине XVIII века предлагал использовать свеклу (обладающую свойством особенно активно накапливать нитраты) для... производства пороха, уверяя, что путем переработки калийной селитры, добываемой из свекольной патоки, можно получить пороха столько, сколько потребуется для обороны Франции!

Почему же сейчас проблема так обострилась? Давайте разберемся.

Прежде всего нужно помнить, что нитраты - естественные компоненты любого растения и в допустимых концентрациях никакого вреда не приносят. Но под действием некоторых факторов, о которых пойдет речь, накопление нитратов в растении, в плоде усиливается, концентрация их растет. Растение от этого не чувствует себя хуже, а вот для человека опасность есть: нитриты, в которые нитраты превращаются в процессе пищеварения, могут стать причиной серьезных заболеваний и даже отравлений, особенно у детей.

В чем причины накопления нитратов в растениях? Прежде всего - в излишках азотных удобрений. Именно они способствуют получению более высоких и ранних урожаев, потому садоводы-любители нередко стараются внести в почву побольше минеральных и особенно азотных удобрений. Тут их "щедрость" и оборачивается вредом. Отсюда первый практический вывод: давайте удобрения лишь в том случае, если они действительно необходимы растениям для нормального роста и развития. Пусть урожай ваш будет не так велик, петрушка не так пушиста, а огурцы не столь крупны, зато здоровье не пострадает!

Настоятельно советуем полностью отказаться от аммиачной и натриевой селитры! А вот мочевина и сульфат аммония, как утверждают ученые, не способствуют накоплению нитратов, их можно применять на участке в количествах, указанных в инструкции. Еще лучше органические удобрения, но и они, даже навоз,- в меру! Ни в коем случае не вносите в почву свежий навоз, лучшее удобрение - торфонавозный компост, "зрелый", пролежавший в штабеле не менее 3-4 месяцев и перелопаченный 2-3 раза. Старайтесь вносить компост в теплую погоду. Если хотите использовать в качестве органического удобрения птичий помет, смешайте его с двойной дозой торфа.

Особенно чувствительны к азотным удобрениям огурцы и кабачки. Дайте под них компост из расчета 5-6 кг на квадратный метр, желательно вместе с минеральными удобрениями, только следите, чтобы азот в них был сбалансирован с другими элементами питания (лучшее соотношение азота, фосфора и калия соответственно 1:1,5:1,2). Например, на 100 кв. м почвы внесите 2-3 кг сульфата аммония, 4-8 кг суперфосфата, 4-6 кг калийной соли, 10-15 кг древесной золы. Причем % всех компонентов внесите под основную обработку почвы, а локально, во время посадки. Когда сеете корнеплоды, советую сыпать гранулы суперфосфата прямо в рядки (5-10 г на кв. м), затем засыпать их на 2 см землей, а потом уже вносить семена.

Вносить удобрения нужно равномерно: нарушение даже такого, казалось бы, несущественного условия может привести к накоплению излишнего азота в растении.

Очень нежелательны поздние азотные подкормки растений . Тем более что и растению приносят мало пользы, ведь те используют азот только в начале вегетации, когда растут. Лучшие сроки подкормки - конец июня - начало июля. Достаточно будет дать по 10 г мочевины на 10 литров воды, и то только тем растениям, которые испытывают в подкормках недостаток. Поздние азотные подкормки затянут рост растения, замедлят синтез Сахаров и сухих веществ, а концентрация нитратов при этом резко усилится. Кстати говоря, овощи и плоды с избыточным содержанием нитратов не хранятся долго, быстрее портятся.

Ну, а если в почве уже много нитратов? Можно ли ее "оздоровить"? Да, с помощью промежуточных культур, например, трав, особенно люцерны. Она обладает способностью "поднять" нитраты даже с 4-метровой глубины, так далеко уходят ее корни, и впитать их в себя!

Для выращивания "безнитратных" растений более благоприятны почвы некислые, но и не переизвесткованные. Полезна доломитовая мука: кальций и магний, которые входят в ее состав, направляют обмен веществ в растениях нужным образом.

На содержание нитратов в растениях влияют и другие причины: сроки посадки и уборки, резкие перепады температур, влажность, освещенность... Если лето дождливое, прохладное, да к тому же растениям не хватает солнца, нитратов накапливается порой больше, чем при внесении излишнего азота! Особенно велика такая опасность в районах, где лето коротко. По той же причине в овощах и зелени, выращиваемых в теплицах, нитратов больше, чем в выращенных под открытым небом.

Что же предпринять, если света не хватает? Расположить посадки там, где они смогут максимально "ухватить" редкие солнечные лучи. Не сажать растения густо, - тогда они получат больше света и воздуха, лучше будет проходить обмен веществ. Стараться всеми силами продлить сезон: сажать раньше, убирать урожай позже. Картофель, к примеру, лучше сажать проращенными и прогретыми клубнями. Каждый день имеет значение! Ученые подсчитали: на 10 дней позже посадим, - на 6 мг нитратов больше в каждом килограмме урожая.

Среди ранних сортов овощей трудно порекомендовать какие-либо, накапливающие нитратов меньше других. Зато в поздних сортах явная тенденция к их снижению. Если говорить о капусте, то отдадим предпочтение сорту Амагер: при прочих равных условиях там нитратов меньше всего.

Еще практический совет: пряную зелень - петрушку, укроп, сельдерей - срывайте не раньше 15 часов, то есть во второй половине дня. Имейте в виду, что в ее листочках нитратов меньше, чем в черешках. Особенно рекомендую развести на своих грядках кресс-салат: он очень полезен, имеет высокое содержание йода, а концентрация нитратов в нем весьма незначительна.

Существует несколько путей образования и накопления нитратов с растениях:

В результате чрезмерного потребления азота растением, когда поступление их преобладает над ассимиляцией

При несбалансированном с другими макро- и микроэлементами азотном питании

При снижении активности фермента нитратредуктазы

При прорастании семян вследствие гидролиза белков и накопления аммония, который при окислении переходит в нитратную форму

Поступая в клетку, нитраты перераспределяются на два фонда: цитоплазматический (активный) и вакуолярный (запасной) и участвуют в обменных процессах с неодинаковой скоростью. Соотношение фондов сильно варьирует и изменяется в зависимости от многих факторов, в т.ч. от условий минерального питания и видовых особенностей растения: при азотном голодании синтез аминокислот проходит за счет запасных нитратов.

Среди причин накопления нитратов в растении можно выделить следующие: видовая и сортовая специфика накопления нитратов; условия минерального питания; почвенно-экологические факторы. Часто они воздействуют комплексно, что усложняет прогнозирование содержания нитратов в продукции.

Видовая и сортовая специфика. Различные семейства высших растений аккумулируют различное количество нитратов. Например, больше всего накапливают редька белая, свекла столовая, салат, шпинат, редис; томаты, перец сладкий, баклажаны, чеснок, горошек отличаются низким содержанием нитратов. Одна из причин видовой специфики накопления нитратов – несоответствие размеров поглощения нитратов из почвы и ассимиляции, зависит от активности нитратредуктазы в разных органах. Накопление нитратов носит наследственно закрепленный характер. Другая причина видовых и сортовых различий – физиологическая спелость растения к моменту уборки: товарная зрелость зачастую наступает раньше физиологического созревания. С возрастом количество нитратов в растении снижается, т.к. в обмен включаются запасные резервы из-за снижения количества минерального азота в почве.

Видовые различия растений по накоплению нитратов часто обусловлены локализацией нитратов в отдельных органах растений. Уровень нитратов в черешках превышает в 1,5 – 4 раза их количество в листовой пластинке. Проводящие пучки содержат повышенное количество нитратов. Нитратов практически нет в зерне злаковых и много их в вегетативных органах (лист, стебель) и в сочных плодах овощных и бахчевых культур

Рассмотрим распределение нитратов в различных органах, частях и в целом растении.

Арбуз. В мякоти плодов арбуза нитраты распределены равномерно, наибольшее их количество содержится в кожуре

Горох овощной. Наибольшее количество нитратов содержится в молодых плодах гороха. По стеблю их содержание растет снизу вверх. Листья содержат нитратов немного.

Гречиха. Наибольшим содержанием отличаются стебли растения, меньшим – листья, соцветия занимают промежуточное положение. Количество нитратов в стебле растет снизу вверх.

Дыня. Максимум нитратов – в семенной камере плодов.

Кабачок. Содержание нитратов в плодах уменьшается от плодоножки к верхушке, в семенных камерах их меньше, чем в мякоти или коре.

Капуста белокочанная. Больше всего – в верхушке стебля. Верхние листья кочана содержат в 2 раза больше нитратов, чем внутренние; внутренние и внешние литься содержат нитратов в 4,5 раза больше, чем средние. В жилке листа их в 2-3 раза больше, чем в пластинке. Количество нитратов убывает от основание к верхушке листа.

Картофель. В клубнях низкий уровень нитратов обнаружен в мякоти, в кожуре и сердцевине их содержится больше.

Кукуруза. Количество нитратов в стебле убывает от основания к верхушке. Нижние литься содержат их больше, чем верхние. Обертки початков содержат мало нитратов.

Морковь. В верхушке и кончике корнеплода нитратов много, в сердцевине их больше, чем в коре.

Овес. В стебле количество нитратов снижается к его верхушке, в нижних листьях больше, чем в верхних; метелке присутствуют в следовых количествах.

Пшеница озимая. Также, как и у овса. Наименьшим количеством нитратов отличается колос.

Свекла столовая. Высокое содержание нитратов – у верхушки корнеплода и в кончике корня, меньшее – в средней части корнеплода.

Ячмень. Листья содержат нитратов больше, чем стебли; ещё меньше их в корнях. В колосьях нитратов минимальное количество.

Итак, неравномерное распределение нитратов в растении объясняется низкой активностью нитратредуктазы в зонах их накопления, разной специализацией тканей, выполняющих транспортную или синтетическую функции, непропорциональным поступлением нитратов в запасной и активный фонды, скоростью их передвижения в сосудисто-проводящих системах к месту их восстановления и т.д.

Условия минерального питания. Растения накапливают нитраты при большом количестве минерального азота в почве или при несбалансированном питании основными элементами, когда нарушается нормальных ход ассимиляции нитратов. Например, фосфор косвенно способствует накоплению нитратов, т.к. влияет на активность нитратредуктазы. Но в одних случаях применение фосфорных удобрений приводило к снижению уровня нитратов, в других – к накоплению их. Калий участвует в процессах углеводного обмена и косвенно влияет на синтез белков. При совместном внесении азота и калия в растении растет содержание органического азота, а минерального (нитратов) – снижается; такая закономерность была обнаружена на пойменной почве с капустой, морковью и столовой свеклой. В то же время в других случаях применение калийных удобрений повышало содержание нитратов в растении. Одна из причин неоднозначного влияния фосфора и калия на накопление нитратов в растении – широкий спектр их доз, соотношений, а также различие запасов подвижных форм этих элементов в почве. Приведу два примера влияния несбалансированного питания:

1. С естественного луга взяли образцы травы и проанализировали ее на содержание нитратов. Оказалось, что в образцах их находится больше предельно допустимых количеств. Но удобрения там никто не вносил. Однако питание растений оказалось несбалансированным и это привело к избытку нитратов.

2. В опыте с черной смородиной изучали различные дозы минеральных удобрений - от отсутствия («нулевой контроль») до очень высоких в различных соотношениях. Но нитраты выше допустимых количеств были обнаружены контрольном варианте - без удобрений. А на делянках с высокими дозами удобрений, но в правильных соотношениях, получили самый большой урожай ягод без нитратов.

Почвенно-экологические факторы. Наибольшее влияние на содержание нитратов в растении оказывают влажность, свет, температура воздуха и почвы, а действуя в комплексе, перечисленные факторы усиливают или ослабляют друг друга. Интенсивное увлажнение почвы усиливает поглощение нитратов, а в сочетании с пониженными температурами приводит к избыточному их накоплению. Но с другой стороны, высокий уровень содержания нитратов в растении в засуху можно снизить поливами овощных культур: они стимулируют рост и частично вымывают нитраты из верхних горизонтов почв. Большему накоплению нитратов способствует также выращивание растений в затемненных условиях и при пасмурной погоде, когда затухает процесс фотосинтеза, являющийся донором электронов для восстановления нитратов наряду с дыханием. Увеличение же интенсивности света, достаточно низкие температуры и умеренное азотное питание приводят к снижению содержания нитратов в растении. При воздействии высоких температур увеличивается количество нитратов, т.к. снижается активность НР из-за снижения интенсивности фотосинтеза.