При утилизации сточных вод животноводства рекомендуется ограничить использование их в неразбавленном виде. Наиболее приемлемым и целесообразным является обязательное разбавление стоков водой в 1,5 раза при обязательном внесении в почву фосфорных и калийных удобрений в дозах, необходимых для полною обеспечения растений в фосфоре и калии н сбалансированных к количеству азота, применяемого в сточных водах.

С целью предупреждения избыточной аккумуляции нитратов в природных подах, сохранения и прогнозирования изменения качества воды необходимо наладить региональный и местный контроль за их содержанием как в природных, так и в сбросных водах, установив при этом научно обоснованные нормативы предельно допустимых концентраций во всех видах вод.

11. Нитраты как источник азотного питания растений

Природный цикл азота, имеющий глобальный характер, включает образование, транспорт и аккумуляцию нитратов в различных компонентах биосферы, среди которых одно из главных мест принадлежит растительному организму.

Основы учения об азотном питании растении были разработаны Д. Н. Прянишниковым (1945) и в дальнейшем развиты его учениками. Было показано, что аммонийная (NH +) и нитратная (NO ) формы азота равноценны, но их соотношение может быть обусловлено видовой спецификой выращиваемой культуры, а также факторами окружающей среды. Так, на фоне калия растения лучше используют нитраты, на фоне кальция — аммоний, нитраты лучше усваиваются в кислой среде, тогда как аммоний — в щелочной. Но поскольку и амидная и аммонийная формы азота в почве подвергаются нитрификации, переходя в нитратную в течение 10—15 дней, то все-таки преобладающей формой минерального азота, поступающей в растения, являются нитраты. Надо отметить, что имеется определенная специфика в поведении различных форм азотных удобрении в почве и отзывчивости на них растений.

Запасы и доступность азота в почве зависят от скорости и направленности осуществляемых микроорганизмами процессов превращения азотистых соединений. Потребность культур в азоте зависит от биологических особенностей видов и сортов растений, уровня их потенциальной продуктивности, которые, в свою очередь, сопряжены с влиянием экологических факторов. При урожайности пшеницы и ячменя в пределах 50 ц/га примерная потребность растений в азоте составляет 150 и 130 кг/га. Урожай картофеля и сахарной свеклы в 400 и 500 ц/га растения требует в течение вегетации 200 и 250 кг/га азота, а кукуруза и травы при урожае зеленой массы в 600 ц/га потребляют 200 и 300 кг/га азота. Максимальный урожай капусты белокочанной, шпината и салата формируется при потреблении 250—350, 200— 250 и 100 кг/га азота соответственно. Однако большинство почв не в состоянии обеспечить полностью потребности культур в азоте, поскольку скорость и величина образования минерального азота в почве не совпадают с режимом азотного питания растений. Поэтому получение устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в различных почвенно-климатических зонах обеспечивается лишь дополнительным внесением азота в виде минеральных или органических удобрений. Среднестатистическая прибавка урожая зерна от 1 кг азота минеральных удобрений составляет обычно 8—15 кг, корнеплодов сахарной свеклы — 40—60 кг, клубней картофеля — 50—60 кг, сухой массы кормовых трав — 15— 20 кг.

Размеры использования азота удобрений варьируют в широких пределах от 20 до 85% от внесенного количества, составляя в полевых условиях в среднем 30—50%. Размеры потребления азота растениями зависят от биологических особенностей вида и сорта, гидротермического режима, водно-физических и агрохимических свойств почвы, технологических операций, проводимых в ходе возделывания культур.

Исследования показали, что овощные и кормовые культуры используют от 35 до 50% азота удобрений.

При этом в общей потребности азота основное количество (60—62%) занимает азот почвы. Применение азотных удобрении в оптимальных для каждого вида растений дозах способствует дополнительному накоплению азота почвы в урожае по сравнению с безазотным фоном (экстра-азот) за счет прямого минерализующего действия азотных удобрений на азотсодержащие органические соединения почвы и стимулирующего влияния на рост и развитие растении. Этот факт требует обязательного учета при применении азотных удобрении под овощные и кормовые культуры с высокой потенциальной способностью к накоплению нитратов. Процесс усвоения азота растениями имеет экологическое значение, поскольку в ходе онтогенеза корневая система растений поглощает нитраты, которые в противном случае легко вымываются из почвы, что ведет к загрязнению природных вод. Своеобразная роль растений как биогеохимического барьера при миграции нитратов проявляется а способности к их накоплению в определенных почвенных условиях и режимах минерального питания.

В основных овощных и кормовых культурах в виде нитратов накапливается значительное количество азота, которое достигает 38—43 кг/га N—NO -, а в некоторых случаях 47 кг/га. При учете количества нитратов, содержащегося в побочной продукции, общий вынос N—NO - такими культурами, как редис, столовая и кормовая свекла, увеличивается в 1,2—1.5 раза. Размеры потерь азота с внутрипочвенным стоком в различных почвенно-экологических зонах могут достигать 60 кг/га. Следовательно, в продукции овощных и кормовых культур может накапливаться почти эквивалентное количество нитратного азота, теряемого из почвы в результате вымывания. Поскольку рассматриваемые типы почв характеризуются промывным или периодически промывным водным режимом, то накопленный в урожае растений азот нитратов мог бы быть потерян из системы “почва—растение”.

Значение аккумуляции нитратного азота в предотвращении возможного вымывания нитратов из почвы особенно возрастает при применении азотных удобрении. Если на неудобренном фоне в основной продукции культур накапливается в среднем 0,4—1,4 кг/га N—NO -, количество которого может варьировать от 0,05 до 17,7 кг/га, то внесение азотных удобрений увеличивает степень аккумуляции N—NO - в урожае в 2—10 раз. Размеры аккумуляции нитратов достигают наибольшей величины при применении высоких доз азотных удобрении, использование которых не обеспечивает пропорционального роста урожая культур. При возникновении подобной стимуляции аккумуляция азота нитратов растениями является своего рода природным механизмом устранения избыточной концентрации нитратов в корнеобитаемом слое почвы.

В зависимости от вида культуры, хозяйственного предназначения урожая, системы ведения хозяйства, характера используемой агротехники и других факторов определенная часть поглощенного азота поступает обратно в почву с корневыми выделениями, в ходе вымывания минеральных форм из вегетативных органов, с корневыми и пожнивными остатками, побочной продукцией при ее запашке в почву. Вследствие этого азотсодержащие соединения, аккумулированные растениями, могут быть источником нитратов в почве в послевегетационный период. В более широком плане возврат в почву усвоенного растениями азота происходит за счет внесения навоза и экскрементов животных, однако в этом случае возможно перераспределение азота в пределах территории хозяйства или региона.

Конкретная система применения азотных удобрений должна соответствовать почвенно-экологическим условиям, специализации севооборота, чередованию культур, биологическим их особенностям.

12. Нитраты в растениях

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.

Зоны с разным содержанием нитратов и в корнеплодах моркови. Их высокое содержание обнаружено в верхушке и кончике корнеплода. В сердцевине корнеплода уровень нитрата выше, чем в коре. Уровень нитратов в сердцевине уменьшается от кончика корнеплода к верхушке Круглоплодные сорта редиса (тип Рубин) содержат нитратов значительно меньше, чем сорта типа Красный великан. В середине корнеплода их содержание значительно меньше.

Представители семейства тыквенных (кабачки, огурцы, патиссоны, арбузы, дыни, тыква) широко представлены в ассортименте продуктов питания человека. Содержание нитратов в огурцах и кабачках уменьшается от плодоножки к верхушке плода, их больше в кожице, чем в семенной камере и мякоти. Поэтому перед употреблением в пищу необходимо отрезать часть плода, примыкающую к хвостику. То же самое необходимо еде дать и с плодами патиссона, поскольку больше всего нитратов находится в этой зоне плода. Больше нитратов сосредоточено по периферии плодов, чем в их середине.

Влияние факторов на содержание нитратов

Среди представителей высших растений выделяется группа семейств, аккумулирующих значительные количества нитратов. К ним относятся семейства амарантовых, маревых, зонтичных, сложноцветных, капустных, пасленовых. Среди семейств, охватывающих овощные культуры, наибольшей способностью к накоплению нитратов отличаются капустные, тыквенные, сельдерейные, пасленовые. Наибольшее количество нитратов накапливают редька белая, свекла столовая, салат, шпинат, редис, такие же культуры, как томаты, перец сладкий, баклажаны, чеснок, горошек, отличаются низким содержанием нитратов.

Одной из причин видовой специфики накопления NO - является несоответствие размеров поглощения нитратов из почвы и их ассимиляции растениями.

По соотношению органического и минерального азота, поступающего с пасокой (ксилемным соком) из корней, растения условно можно разделить на три группы; нитратредуктаза локализована в корнях, обладает высокой активностью, поэтому восстановление нитратов и образование органических и азотсодержащих веществ происходит в корнях, откуда в надземную часть растения поступает в основном азот в органической форме; нитратредуктаза в корнях обладает низкой активностью, поэтому с ксилемным соком транспортируется в надземную часть в основном минеральный азот — нитраты, их восстановление идет в листьях, где локализован фермент с высокой активностью; нитратредуктаза в корнях и листьях обладает одинаковой активностью, поэтому в составе пасоки обнаруживаются и нитраты, и органические соединения азота.

Накопления нитратов различными культурами носит наследственно закрепленный характер, т. е. они обладают сортовой спецификой, которая выявлена у ряда видов овощных и бахчевых культур. Таким образом, сортовые различия по накоплению нитратов могут быть обусловлены разной реакцией на условия окружающей среды и режим минерального питания, а также генетически закрепленным уровнем нитратредуктазы, разной продолжительностью периода вегетации сортов.

Одна из причин сортовых н видовых различий в накоплений нитратов — физиологическая спелость растения к моменту уборки. Количество нитратов особенно велико в тех случаях, когда период товарной зрелости наступает раньше физиологического созревания. С возрастом содержание нитратов в растении снижается из-за уменьшения запасов минеральною азота в почве, а также в связи с увеличением запасов ассимилятов, вовлекающих нитраты в метаболизм. Снизить количество нитратов можно путем подбора оптимальных условий уборки урожая с учетом почвенно-экологических факторов.

Причиной накопления нитратов в растениях служат не только биологические особенности возделываемых культур, но и условия минерального питания, отличающиеся большим разнообразием. Здесь огромная роль принадлежит правильному выбору доз азотных удобрении, а это возможно только с учетом исходных запасов минерального азота или азотминерализующей способности почвы, позволяющей учесть мобилизованный в ходе вегетации растений азот почвы.

Питание растений, несбалансированное основными элементами, также одна из причин накопления нитратов. При этом нарушается нормальный ход ассимиляции нитратов в растениях. Недостаток фосфора косвенно способствует накоплению нитратов, так как он стимулирует активность нитратредуктазы. Но единого мнения о влиянии фосфора на накопление нитратов нет, В одних случаях внесение фосфорных удобрений снижает уровень нитратов, в других накапливает. Калий, участвуя в процессах углеводного обмена, косвенно влияет на синтез белков. При совместном внесении азота и калия в растении увеличивается содержание органического азота, а минерального (нитратов) снижается. Подобная закономерность обнаружена на пойменной почве с капустой, морковью, столовой свеклой, В то же время в других случаях применение калийных удобрении повышало содержание нитратов в растении. Таким образом, одной из причин неоднозначного влияния фосфора и калия на накопление нитратов в растении является широкий спектр их доз, соотношений, а также различие запасов подвижных форм этих элементов в почвах.

Среди факторов внешней среды на содержание нитратов в растении больше всего влияет влажность, свет, температура воздуха и почвы, которые, действуя в комплексе, усиливают или ослабляют свое взаимодействие.

Изменение влажности неоднозначно сказывается на накоплении нитратов, Интенсивное увлажнение почвы усиливает поглощение нитратов корнями, что в сочетании с пониженными температурами ведет к избыточному накоплению нитратов. С другой стороны, высокий вровень нитратов в растении в засушливые периоды можно снизить поливами овощных культур, так как они стимулируют рост, а также способствуют частичному вымыванию нитратов из верхних горизонтов почвы.

Пути регуляции содержания нитратов в растениях включают комплекс агрохимических, технологических” селекционно-генетических и санитарно-гигиенических мероприятий. Снижение доз азотных удобрений до определенного количества (благодаря чему снизится уровень нитратов) может обеспечить урожай растений лишь на 5—10% ниже максимального. Оптимизации доз азотных удобрений возможна при учете запасов минерального азота и величины азотминерализующей способности почвы перед применением удобрений. Снизить содержание нитратов можно путем применения медленно действующих форм удобрения, таких, как мочевиноформальдегидное удобрение, протопил, изобутилидендимочевина, применение которых снижает содержание NO - в листовых овощах в 5—10 раз. а также путем покрытия гранул капсулами, защитными пленками. Это снижает скорость растворения туков и обеспечивает равномерное снабжение азотом растения в течение всей вегетации.

Эффективным средством снижения содержания нитратов в растении являются ингибиторы нитрификации (сероуглерод, дициандиамиддидин, КМП), использование которых даже при высоком уровне содержания азота в почве эффективно снижало количество нитратов в урожае зеленых овощей и редиса.

Существует технологический путь решения “нитратной” проблемы — локальное применение азотных удобрений под овощные, кормовые культуры. Доза азота сокращается на 25—30% по сравнению с разбросным, а уровень продуктивности не снижается, зачастую и повышается. Это объясняется тем, что в месте внесения азота образуется очаг повышенной концентрации аммония, который замедляет нитрификацию на 3—5 недель. Преимущественное использование растениями аммонийного азота позволяет полнее использовать его на построение белков и тем самым снижать аккумуляцию нитратов. При локальном внесении азотных туков количество нитратов у зеленых культур и редиса снижалось на 9—58%. у кукурузы, свеклы кормовой — на 10-40% по сравнению с разбросным внесением тех же доз азота.

Кроме того, в практике все большее распространение должны получить сорта с низкой способностью к накоплению нитратов, что может стать основой для улучшения биологического качества растениеводческой продукции. Этот путь наиболее целесообразен при выращивании овощей с коротким периодом вегетации (редис, листовые овощи), отличающихся повышенной способностью к накоплению нитратов.

В снижении содержания нитратов в овощной продукции может помочь выбор оптимальных сроков уборки урожая. Так, уборку листовых овощей следует проводить в вечерние часы, так как в это время в них содержится на 30—40% меньше нитратов.

Удобрения оказывают неодинаковое воздействие на накопление нитратов в отдельных органах растения. Например, с увеличением доз азотных удобрений содержание нитратов в большей степени возрастает в стеблях цветной капусты, чем в ветвях соцветий и цветках. При повышении доз азота количество нитратов в черешках листьев растет сильнее, чем в листовых пластинках сахарной свеклы. Также в большей мере возрастает накопление нитратов в кончике корнеплода редиса, чем в средней его части. С повышением доз азотных удобрений более заметно растет количество нитратов в мякоти плодов огурца, менее заметно — в его кожице.

13. Нитраты в продуктах питания и кормах

Как поступают нитраты в продукты питания и корма? Какое количество нитратов и с какими продуктами поступает в организм человека? Как распределены нитраты в различных органах растений? Какие виды и сорта возделываемых культур накапливают большие количества нитратов? Каковы пути снижения содержания (нитратов в продукции?

Использование овощей и кормов в пищу как в свежем, так и переработанном виде требует контроля за их качеством. Особого внимания заслуживают нитраты, поскольку способ переработки и хранения овощеводческой продукции предопределяет зачастую их в конечном продукте. О возможных количествах нитратов, которые накапливаются в продукции, производимой в колхозах и совхозах, отмечалось ранее, В связи с этим может возникнуть вполне законный вопрос: а как обстоит дело с продукцией, получаемой в индивидуальных хозяйствах? Проведенные обследования показали, что в приусадебных товариществах, расположенных вокруг г. Пущино в Московской области, известны примеры получения урожая картофеля, свеклы столовой, моркови, кабачков с содержанием нитратов выше допустимых норм. Причина этого — применение больших количеств жидкого навоза и азотных удобрении, нарушение сроков их внесения в почву. Применение минеральных азотных удобрений имеет еще одну сторону — повышение урожаев культур для продажи на рынке.

Нитраты в продуктах питания

В процессе хранения и переработки продукции количество нитратов, как правило, несколько снижается, однако при нарушении режимов хранения их содержание может расти, и довольно существенно.

Содержание нитратов в головках цветной капусты после двухнедельного хранения уменьшилось примерно на 40% по сравнению с исходным уровнем. Образованию нитратов и нитритов в процессе хранения продукции способствуют различные виды микроорганизмов. Из девяти видов микроорганизмов, выделенных на листьях шпината, часть обладала нитратвосстанавливающей способностью. среди которых наибольшую активность проявили представители Hafnia и Aerobaсter aerogenes. Чем выше содержание нитратов в убранном урожае. тем больше нитритов образуется в ходе хранения. Риск образования нитритов в продукции возрастает при повышении температуры хранения с 10 до 35°С. недостаточной аэрации складированной продукции, сильной загрязненности листовых овощей и корнеплодов, наличии механических повреждений продукции, оттаивании свежезамороженных овощей в течение длительного времени при комнатной температуре.

При оптимальных условиях хранения количество нитратов в корнеплодах уменьшилось в варианте без удобрений в 2 раза, тогда как в варианте с дозой азота 480 кг/га в 1,3 раза; у моркови в варианте без удобрений практически не изменилось, а в варианте с дозой азота 480 кг/га — в 2,2 раза. В процессе хранения лука содержание нитратов в луковицах практически не менялось.

Хранение свежих овощей при низкой температуре предотвращает образование нитритов. В глубоко замороженных овощах накопления нитратного азота не происходит. Однако размораживание шпината при комнатной температуре в течение 39 часов привело к образованию нитритов в продукции. Хранение загрязненных почвой и поврежденных листовых овощей при температуре выше 5° ускоряло образование нитратов в тканях вследствие проникновения нитратредуцирующих микроорганизмов. В процессе хранения овощей и картофеля при оптимальных условиях влажности и температуры количество нитратов во всех видах продукции снижалось. Наиболее заметно их количество падало в период февраль—март у капусты и свеклы столовой, несколько в меньших размерах — у моркови и картофеля. При хранении картофеля на складе с усиленной вентиляцией через 3 месяца сохранялось 85%. а через 6 месяцев — 30% нитратов от исходного уровня. В корнеплодах моркови 70 и 44% соответственно. Оптимальные условия (температура и влажность) хранения обеспечивали снижение уровня нитратов в овощеводческой продукции через 8 месяцев на 50%. Таким образом, степень снижения количества нитратов при хранении зависит от вида продукции, исходного содержания их, режимов хранения и прочих условий.

Овощеводческая продукция используется в пищу человеком как в свежем, так и в переработанном виде. В зависимости от режимов и видов технологической переработки меняется уровень содержания нитратного азота в конечном продукте. Как правило, количество нитратов в продукте в процессе переработки снижается, но при этом следует соблюдать режимы переработки. Предварительная подготовка продукции (очистка, мойка, сушка) снижает количество нитратов в продуктах питания на 3—25%. В процессе переработки продукции происходит быстрое разрушение ферментов и гибель микроорганизмов, что останавливает дальнейшее прекращение нитрата в нитрит.

В зависимости от способа дальнейшего приготовления пищи количество нитратов снижается неодинаково. При варке картофеля в воде уровень нитратного азота падает на 40—80%. на пару — на 30—70%. при жарений в растительном масле — на 15%, во фритюре — на 60%. При предварительном замачивании картофеля в 1%-ном растворе хлористого калия и 1%-ном аскорбиновой кислоты и дальнейшем жарений во фритюре степень нитратов падает на 90%. В отварной моркови количество нитратного азота снижается в 2 раза. В отварной свекле количество нитратов оставалось таким же, как и в сырых корнеплодах. Согласно другим сведениям степень снижения уровня нитратного азота в свекле в процессе варки определялась размером корнеплода.

Наибольшее количество нитратов теряла в процессе варки капуста. почти 60% от исходного уровня, морковь, свекла и картофель неочищенный теряют примерно одинаковое их количество (17—20%). Очистка клубней картофеля привела к резкому (более чем в 2 раза) увеличению потерь нитратов, т. е. кожица клубней является определенным барьером для перехода нитратов в воду.

В плодах соленых томатов количество нитратного азота возрастает в 1,4—1,8 раза. При этом в рассоле в 2,2—2.8 раза больше, чем в исходных свежих плодах, которое обусловлено применением приправы зеленых овощей (укроп, петрушка, чеснок), содержащих повышенное количество нитратов.

В первые дни количество нитратов в плодах огурцов более эффективно снижается при консервировании. Однако на 30-е сутки эффект от засолки и консервирования оказывается примерно равным, количество нитратов составляет свыше 30% от исходного уровня в продукции. При хранении консервированных огурцов (сортов Конкурент и Кустовой) в течение 4—5 месяцев содержание нитратов снижается в 5—6 раз. При квашении капусты содержание нитратов на 5-е сутки снижается в 2,1 раза по сравнению с исходным количеством в свежей капусте. В течение 2 последующих суток уровень нитратов в квашеной капусте практически не меняется.

В томатном соке, подвергающемся термической обработке, количество нитратов уменьшается в 2 раза. При 57%-ном выходе сока моркови и 80%-ном выходе сока из столовой свеклы значительная часть нитратов переходит в жидкую фазу, хотя их количество в соке зависит от вида продукции. Так, в морковный сок из корнеплодов перешло 44% нитратного азота от общего количества их в сырье. У свеклы почти 80% их также переходит в сок. При производстве сухих вин нитраты переходят в сок. Полученные вина могут содержать от 1 до 47,8 мг/л нитратного азота. Известно, что концентрация нитратов выше 8 мг/л существенно сказывается на вкусовых качествах продукта, он приобретает вяжущий. кисловато-соленый вкус.

Свежеприготовленные соки могут стать опасными для здоровья, если длительное время не подвергаются дальнейшей обработке вследствие быстрого перехода нитратов в нитриты. При хранении свекольного сока в течение суток при 37°С количество нитритов возросло от нулевого содержания до 296 мг/л, при комнатной температуре — до 188 мг/л, а в холодильнике — до 26 мг/л. В процессе сушки продукта или упаривания жидкости зачастую происходит увеличение количества нитратов.

С продуктами животного происхождения в организм человека, как правило, поступает незначительное количество нитратов. Тем не менее накопление нитратного азота в них обусловлено, по всей видимости, с одной стороны, использованием животными кормов с высоким уровнем нитратов, а с другой — поступлением их в продукты в процессе технологической переработки.

Нормальное количество нитратов в мышцах жвачных животных — 0,5—1.0 мг/100 г. в крови — 2—3 мг, Однако поступление нитратов с кормами может вызвать увеличение их содержания в кропи и тканях на 200— 300%. При скармливании животным травы с высоким уровнем нитратов (0,325%), накопившихся под действием высоких доз азота (480 кг/га), их содержание в мясе крупного рогатого скота возрастало с 0,07 до 0,16%. Количество нитратов в молоке также зависит от качества кормов. Несмотря на то что в молоке присутствует незначительное количество нитратов, тем не менее скармливание коровам травы с высоким уровнем нитратного азота может повысить их содержание в 2—3 раза. Содержание нитратов в молоке может расти при его прогревании в процессе технологической переработки. Содержание нитратов в молоке дойных коров колеблется в течение суток. Наибольшее их количество содержится в молоке в утренние часы (14—56 мг/л), наименьшее — в середине дня (7—12 мг/л), к вечеру содержание нитратов в молоке несколько (в 1,2—4 раза) возрастает по сравнению с их количеством днем. Подобные колебания, по-видимому, тесно связаны с содержанием нитратов в корме (силос, кормовая свекла).

Содержание нитратов невелико в рыбе и в свежезамороженных продуктах. В процессе переработки рыбы (горячее копчение) часть нитратов переходит в нитриды. Следует также обратить внимание на тот факт, что уровень нитратов в колбасных изделиях выше, чем в исходных продуктах, вследствие добавления нитратных солей в ходе изготовления колбас. Нитратные соли используются для придания соответствующей окраски получаемым продуктам. В ряде зарубежных стран соли азотной кислоты используются в качестве консервантов.

Табак не является продуктом питания, но на земном шаре курят свыше 1 млрд. человек, которые ежедневно выкуривают 5 трлн. сигарет. Ежегодный прирост курящих составляет свыше 2,1%. В то же время негативное действие табака на организм человека не ограничивается влиянием только никотина. Известно, что растения табака накапливают значительные количества нитратного азота, который в процессе курения превращается в окислы табака. Среди них необходимо выделить закись азота, которая при вдыхании в незначительных количествах вызывает состояние легкого опьянения (“веселящий газ”). При вдыхании в больших количествах она действует как наркотическое средство. Существует положительная коррелятивная связь между содержанием нитратов в табаке и количеством закиси азота, образующейся при курении. Количество нитратного азота в табаке определяется целым комплексом факторов, в том числе и применением удобрений. Как выяснилось, сорт табака также определяет содержание азота нитратов. Сигареты производимые в Болгарии, содержали среднее количество нитратов, тогда как в табаке сигарет, выпускаемых в Корее и на Кубе, содержалось повышенное их количество.

Нитраты в кормах

Токсичная доза нитратов для животных составляет 0,13 г NO - на 1 кг массы тела, а летальная около 1 г NO -. Норма поступления нитратов на одно взрослое животное крупного рогатого скота (550 кг живого веса) находится в довольно широком диапазоне: от 24 до 188 г (сутки). Основная причина столь широкого колебания кроется, по-видимому, в составе сопутствующих веществ, углеводов, витаминов, клетчатки, а также индивидуального состояния животного и количества корма, потребляемого за один прием.

Количество нитратов в различных видах кормов варьирует в довольно широких пределах: от 30 до 79000 мг/кг в сене, от 150 до 2500 мг/кг в сенаже, от 200 до 2300 мг/кг в зеленой массе кукурузы. Высоким уровнем отличаются кормовые корнеплоды кормовой и сахарной свеклы, а также продукт переработки сахарной свеклы, свекловичный жом, широко используемый на корм животных. Широкое варьирование содержания нитратов в кормах связано как с экологией и технологией выращивания кормовых культур, так и с их видовыми особенностями.

К группе культур с довольно высокой способностью к накоплению нитратов относятся представители злаковых, крестоцветных, сложноцветных. Так, среди злаковых овес, кукуруза, рожь, пшеница и ячмень могут накапливать в вегетативных органах достаточно значительное количество нитратов. Так же как и у овощных культур, уровень содержания нитратов у кормовых во многом определяется сортом, возрастом растений, спецификой распределения по органам. В травах первых укосов содержится в несколько раз больше нитратов, чем в последних, при условии, что непосредственно перед укосами не вносятся азотные удобрения.

Практически при всех типах кормления в рационах крупного рогатого скота используется зеленая масса кукурузы, или кукурузный силос. В связи с этим особый интерес представляют данные по содержанию нитратов в кукурузе в зависимости от почвенно-экологических условии. Содержание нитратов в кукурузе варьирует в широких пределах от 0,02 до 1,85% на сухое вещество. Уровень содержания нитратов в кормовых культурах в большой мере связан с количеством атмосферных осадков. При дефиците влаги нарушается процесс включения нитратов в белковые соединения. Примером влияния почвенно-экологических условий на содержание нитратов в травах свидетельствует тот факт, что в Скандинавских странах высокий уровень нитратов (0,3—0,4%) обнаруживается при применении 240 кг/га азота, тогда как в Бельгии или Голландии такое количество редко накапливается и при норме 500—600 кг/га.

Применение высоких доз прежде всего азотных удобрений способствует росту урожайности кормовых культур и увеличению содержания протеина. Вместе с тем с увеличением содержания протеина нередко повышается содержание нитратов, особенно в рано убираемых культурах. При внесении аммиачной селитры в дозе 120 кг/га содержание сырого протеина превышает 20%, при этом количество азота нитратов достигает 0,43.%. Практически уже при дозе 90 кг/га азота количество нитратов в травах превышает ПДК. Наибольшее количество их травы накапливали при внесении натриевой селитры по сравнению с другими формами азотных удобрений. В отличие от овощных культур высокое содержание нитратов в кормовых обусловлено главным образом применением высоких (ЗОО—6ОО кг N/га) доз азотных удобрений. В этом случае уровень N-NO нередко превышает 1,35%. Зарубежные исследования показали, что при производстве кормов с допустимым уровнем N-NO (0,20% на сухое вещество) доза азотных удобрений под кормовую горчицу не должна превышать 40 кг/га, под кормовую свеклу — 200 кг/га, кукурузу на зеленый корм — 300 кг/га, луговые и полевые травы — 160 кг/га перед первым укосом и 120 кг/га — перед вторым и третьим. Предельно допустимую концентрацию N-NO растения кукурузы накапливали при дозе 400 кг/га, а сорго и райграс соответственно 8ОО и 50 кг/га азота мочевины.

При выращивании ежи сборной на дерново-аллювиальной высокогумусированной почве урожай зеленой массы возрастает при внесении аммиачной селитры в дозе 320 кг/га, дальнейшее повышение доз снижает ее продуктивность. Содержание же нитратного азота превышало ПДК уже при дозе азота 240 кг/га. Отрицательное действие разового внесения высоких доз азота на продуктивность ежи сборной сохраняется и впоследствии, при отрастании растений после первого укоса.

Вероятность повышенной концентрации нитратов в кормовых культурах возрастает, если содержание общего азота превышает следующие величины: стебель или надземная масса кукурузы — 1,5 и 3,2% на сухое вещество. листья горчицы — 4,0%, листья турнепса — 2.2%, надземная масса проса, овса. суданской травы и райграса — 3.0; 1,6, 2,4 и 2.2% соответственно.

Для улучшения качества кормовых культур следует предпринять меры направленные на оптимизацию синтеза белков в вегетативных органах (оптимальная норма азота удобрении и дробное их внесение, сбалансированное соотношение с другими макро- и микроэлементами, совместное внесение минеральных и органических удобрений, применение аммонийных форм азотных удобрений совместно с ингибиторами нитрификации; поддержание оптимального уровня влажности почвы, правильный выбор сроков укоса, использование сортов и гибридов культур с низкой способностью к аккумуляции нитратов и др.).

Содержание нитратов необходимо контролировать и в тех культурах, которые используются для закладки силоса, сенажа, приготовления комбикормов, поскольку в этом случае возрастает вероятность образования и накопления высокотоксичных нитритов. Не исключается возможность и повышения концентрации нитратов при высушивании кормовых культур и продуктов их переработки. Нами проанализировано изменение содержания нитратов в ходе переработки сахарной свеклы и получения кормового жома.

В процессе транспортировки и мойки корнеплодов из них теряется до 4.% нитратного азота. После измельчения корнеплодов в стружке остается еще значительное количество (82%) нитратов. После диффузионного извлечения из стружки сока в ней остается свыше 70% нитратов. Интенсивное извлечение нитратов происходит в процессе сбраживания свежего жома до кислого, в котором остается меньше половины азота нитратов, находящихся в исходных корнеплодах. Примерно 20—30% нитратов переходит в кормовую патоку, которая используется при откорме сельскохозяйственных животных. В продуктах переработки сахарной свеклы остается довольно высокое количество нитратов. Как уже отмечалось выше, при силосовании происходит превращение нитрата, содержащегося в растениях. Предполагается, что 60—80% нитратов восстанавливается до нитритов.

Применение высоких доз (360—480 кг/га) азотных удобрений под кукурузу в условиях дерново-подзолистых почв приводит к повышенному накоплению азота нитратов в растениях, убранных в период цветения, до 0,28% на сухое вещество. При таком уровне его в кукурузе через 60 дней силосования сохранялся высокий уровень нитратов (0,22% N—NO ). Газы, выходящие из свежего силоса, приготовленного из богатых нитратами растений, очень ядовиты для животных: силосные газы содержат не только молекулярный азот, но и закись, окись и двуокись азота. В процессе силосования под действием микрофлоры в присутствии углеводов нитраты также восстанавливаются до аммония. В основном нитраты редуцируются в первые 3 суток. Размеры потерь нитратов при силосовании кормовых культур зависят от исходной влажности материала При 50%-ной влажности в силосе сохраняется, примерно 80% содержащихся в культуре нитратов, тогда как при 80%-ной влажности — 10— 40% исходного количества нитратов.

Таким образом, для снижения уровня нитратов в силосных культурах необходимо при силосовании соблюдать все технологические операции, направленные на снижение нитратов в силосном корме. Однако при чрезмерно высоком уровне нитратов в растениях (свыше 0,28%) силосование не обеспечивает эффективного снижения их содержания.

Количество нитратов, поступающее в организм животных, зависит от типа кормления (рациона) и их содержания в различных видах кормов. Для лактирующих коров минимальное потребление нитратов происходит при силосно-сенном типе кормления, несколько большее — при силосном и силосно-корнеплодном типе кормления. Максимальное количество нитратов поступает в организм крупного рогатого скота при силосно-жомовом типе, при этом половина с жомом и половина с силосом и корнеплодами.

Вывод

Стоит ли питаться “химизированными” продуктами, чтобы потом болеть? Нужны ли нам за такую цепу “дары” агрохимии?

Как ни странно. но пока большинство населения страны, теоретически осуждая применение минеральных удобрений и ядохимикатов, широко использует их в своих жилищах и на огородах. Рядового потребителя прельщает очевидная “эффективность” химии: брызнул дихлофосом, и на глазах десяток тараканов “протягивает ноги”, влил селитры — и помидоры растут, как на дрожжах. А то, что через несколько лет появляются аллергия, остеохондроз, рак — не столь очевидно, да и вообще врачи виноваты — лечить не умеют. Но почему же 30—40 лет назад и аллергия, и хондроз, и рак встречались гораздо реже?

В силу какой-то страшной логики в нашем сознании живет надежда на чудо, что яды убивают только “вредные” организмы, а для человека они безопасны. Кроме того, рядового потребителя прельщает дешевизна и красивая упаковка опасных ядов. Пока мы будем придерживаться принципа — “числом поболее, ценою подешевле”, агрохимии нечего беспокоиться за свою судьбу.

Дешевизна интенсивно химизированных сельхозпродуктов объясняется неоплаченными долгами природе (загрязнение окружающей среды и продуктов).

Эти долги и их проценты оплачивает все общество собственным здоровьем и будущим своих детей.

Интенсивная агрохимизация порождена погоней за наивысшей производительностью труда, за наивысшей прибылью во вред природе и человеку.

Поскольку химизация обусловлена экономическими условиями, погоней за прибылью, то и остановить ее можно экономическими же средствами, — лишив производителя прибыли, разорительными штрафами и налогами за загрязнение среды.

Для реализации экономических санкций необходима система жесткого контроля за качеством окружающей среды и продуктов.

Список литературы

1. Боговский П.А. Азотные удобрения и проблемы рака. 1980

2. Борисов В.А. Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде. 1990

3. Волкова Н. В. Гигиенические значения нитратов и нитритов в плане отдаленных последствий их действия на организм. 1980.

4. Габович Р.Д. Припутина Л.С. Гигиенические основы охраны продуктов питания о вредных химических веществ. 1990.

5. Зарубин Г.П. Дмитриев М.Т. Приходько Е.И. Мищихина В.А. Гигиеническая оценка нитратов в пищевых продуктах. Гигиена и санитария. 1990.

6. Капанадзе. К вопросу установления предельно допустимой концентрации нитратов в воде. 1980.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://med-lib.ru/

Страницы: 1, 2