Чем опасны нитраты

Министерство образования Российской Федерации

Пермский промышленно – коммерческий колледж

Кабинет экологии

ЧЕМ ОПАСНЫ НИТРАТЫ

Реферат

Р. 17. 0602. 2Д. 15.01

Преподаватель Чернышева Л.В.

25.09.99

Студент группы 22 М Пьянкова Л.В.

20.09.99

Пермь 1999

Содержание

1. Нитраты и болезни людей

2. Нитраты как социально – экономическая проблема

3. Метаболизм нитратов в организме человека

4. Отравление нитратами

5. Нитраты и рак желудка

6. Снижение содержания нитратов в продуктах при хранении и кулинарная обработка

7. Подавление образования канцерогенных нитросоединений

8. Природные источники нитратов

• Антропогенные источники

1. Экологические последствия распространения нитратов

2. Нитраты и качество воды

3. Нитраты как источники азотного питания растений

12.Нитраты в растениях

• Распределение нитратов в растениях

• Влияние факторов на содержание нитратов

13.Нитраты в продуктах питания и кормах

• Нитраты в продуктах питания

1. Нитраты, пестициды и болезни людей

Нитраты - это соли азотной кислоты, которые на­капливаются в продуктах и воде при избыточном содер­жании в почве азотных удобрений.

Исследователями США, Германии, Чехословакии, России установ­лено, что нитраты и нитриты вызывают у человека метгемоглобинемию, рак желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы, на развитие эмбрионов. Метгемоглобинемия — это кислородное голо­дание (гипоксия), вызванное переходом гемоглобина крови в метгемоглобин, не способный переносить кисло­род. Метгемоглобин образуется при поступлении нитри­тов в кровь. При содержании метгемоглобина в крови около 15% появляется вялость, сонливость, при содер­жании более 50% наступает смерть, похожая на смерть от удушья. Заболевание характеризуется одышкой, та­хикардией, цианозом в тяжелых случаях — потерей соз­нания, судорогами, смертью.

Отравления происходили при употреблении воды и продуктов растительного и животного происхождения с высоким содержанием нитратов или нитритов. Наибо­лее чувствительны к избытку нитратов дети первых ме­сяцев жизни. Р. Д. Габович, ссылаясь на зарубежные источники, сообщает об отравлениях детей овощными соками и овощами с повышенным содержанием нитра­тов, в частности соком моркови. Источником отравления был сок, который пили через 1—2 суток после приго­товления. В 1 л сока накапливалось до 770 мг нитритов.

Если матери употребляют высоконитратные овощи, нитраты попадают в грудное молоко: молочная железа не является барьером для нитратов. В организме матери существует механизм защиты от нитратов, но возможности его ограниченны. Если мать употребляет продукты с высоким содержанием нитратов (капуста, морковь, огурцы, кабачки, укроп, шпинат), то они неизбежно попадают в грудное молоко. Противонитратные механизмы у ребенка формируются только к одному году.)

Нитраты проникают как в грудное, так и в коровье молоко. Е. И. Мишустин сообщает, что когда коров кор­мили силосом, в килограмме которого содержался 21 г нитратов, то в 1 л молока нитратов было около 800 мг. Даже при отсутствии нитратов в воде и пище суточное потребление такого молока людьми не должно превы­шать 1 стакана.

Для взрослого человека смертельная доза нитратов составляет от 8 до 14 г, острые отравления наступают при приеме от 1 до 4 г нитратов. Если до 60-х годов главной опасностью неумеренного использования нитрат­ных удобрений считалась метгемоглобинемия, то сейчас большинство исследователей считают главной опасно­стью рак, в первую очередь рак желудочно-кишечного тракта. В присутствии нитритов канцерогенные нитрозамиды и нитрозамины могут синтезироваться практиче­ски из любых продуктов как в желудке, так и в кишеч­нике. В Ко­лумбии обнаружена прямая взаимосвязь между часто­той заболевания раком желудка, атрофическим гастритом и высоким содержанием нитратов в воде колодцев и моче жителей. В различных областях Чили и Венгрии выявлена связь между количеством применяемых азотных удобрении и смертностью от рака желудка. В Англии, в г. Уорксопе, врачи считают причиной высокой заболеваемости раком большое количество нитратов в питьевой воде—90 мг в литре.

Контрольная группа (404 чел.) употребляла воду с содержанием нитратов до 5 мг/л. Вторая группа (390 чел.) — с содержанием 90 мг/л. Третья группа (326 чел.) — с содержанием от 288 до 480 мг/л. Было выявлено, что у детей, пьющих воду с высоким содержанием нитратов, наблюдается тенденция к увеличению роста и массы при уменьшении окружности грудной клетки, мышечной силы кистей рук и жизненной емкости легких. (То есть дети, как и рас­тения, ускоренно набирали вес.

Обнаруженные нарушения соотношений свидетельствуют о дисгармонии физического развития детей. При­чиной этих нарушений следует считать длительную ин­токсикацию нитратами.

Оценка физического развития мальчиков 5 лет пока­зала, что питьевая вода с повышенным содержанием нитратов вызывает незначительное увеличение роста и ухудшенное физическое развитие у них. В возрасте 6 лет количество детей с ухудшенным и плохим физическим развитием возрастает. У девочек эти процессы протека­ют менее заметно: лишь в возрасте 6 лет отмечена тен­денция к росту веса с ухудшенным физическим разви­тием.

С ростом химизации увеличивается заболеваемость туберкулезом, особенно в возрастной группе 7—14 лет. Это преимущественно легочные формы заболевания.

Взрослые болеют меньше, чем дети, но всеми болез­нями. Из заболевании органов дыхания преобладает хро­нический бронхит, органов кровообращения —артери­альная гипертония, причем чем моложе обследуемые, тем выше процент заболеваемости.

Выводы

При остром отравлении нитраты вызывают у человека метгемоглобинемию различной тяжести, вплоть до смер­тельного исхода; при хроническом отравлении — рак желудка, изменение функций центральной нервной системы и сердечной деятельности.

К избытку нитратов в воде и пище наиболее чувствительны дети, особенно первого года жизни.

2. Нитраты как социально - экологическая

проблема

Среди регионов, в которых производится продукция с содержанием нитратов выше предельно допустимых количеств более 30% ее общего объема, следует выделить: республики Прибалтики, Ленинградскую и Московскую области, Молдавию, Украину, республики Средней Азии, отдельные области Белоруссии. За по­следние два десятка лет «география» загрязнения нит­ратами продукции существенно расширилась.

Отметим сразу: сельскохозяйственной продукции без нитратов не бывает, поскольку они являются основным источником азота в питании растении. Поэтому для по­лучения не только высоких, но и высококачественных урожаев необходимо вносить в почву минеральные и ор­ганические азотные удобрения. Потребность же расте­ний в азоте определяется многими факторами: видом культуры, сортами, погодными условиями; свойствами почвы и количеством ранее применявшихся удобрении.

К сожалению, приходится констатировать, что проб­лемы нитратов в сельскохозяйственной продукции тесно (напрямую) связаны с крайне низкой культурой земле­делия как на совхозных полях, так и на приусадебных участках. Неоправданное применение высоких и сверх­высоких доз азотных удобрений ведет к тому, что избыток азота в почве поступает в растения, где он накапливается в больших количествах. Кроме того, азотные удобрения способствуют минера­лизации органического вещества почвы и как следствие усилению нитрификации и соответственно поступлению нитратов из самой почвы.

Проблема избыточного накопления нитратов в про­дукции сложна, многообразна, она затрагивает различ­ные стороны жизни человека. На наш взгляд, причина­ми, вызывающими чрезмерное содержание нитратов в урожае сельскохозяйственных культур, сырье и продук­ции, являются следующие: дефицит понимания се­годняшней ситуации, который уже привел к порогу пре­ступной беспечности и применению необоснованно вы­соких доз азотных удобрений, неудовлетворительное ка­чество азотных удобрений и сельскохозяйственных ма­шин, с помощью которых их вносят; неравномерное рас­пределение азотных удобрений по поверхности поля при их внесении; чрезмерное увлечение поздними подкорм­ками сельскохозяйственных культур азотом; нарушение сбалансированности соотношения между азотом и дру­гими элементами питания (в первую очередь фосфором и калием); низкий уровень культуры земледелия и тех­нологической дисциплины при выполнении работ; недо­пустимое пренебрежение к введению научно обоснован­ных севооборотов на огромных посевных площадях и преобладание монокультуры; низкий уровень знаний ве­дущих специалистов в хозяйствах; отсутствие сортовой политики при выведении и выращивании сортов с низ­ким уровнем нитратов в урожае (отсутствие подлинного хозрасчета и должного экономического анализа деятель­ности хозяйств); отсутствие должного эффективного контроля как за ходом выполняемых работ, так и за ка­чеством конечного продукта — за содержанием нитра­тов и других веществ; слабая эффективность внедрения научных разработок в практику получения высокока­чественного урожая.

Если в печати обсуждается вопрос о качестве про­дукции промышленных предприятий, то о качестве то­варной части урожая сельскохозяйственных культур су­дят по морфологическим признакам, по ее товарному виду. На самом же деле в связи с интенсивным применением химических средств и препаратов в технологии выращивания культур уже давно назрела необходи­мость решения проблемы строжайшего контроля соста­ва продуктов питания. Это касается и остатков пестици­дов, тяжелых металлов, нитрозаминов и других веществ, которые могут оказывать и зачастую оказывают нега­тивное влияние на здоровье человека. Таким образом, проблема сводится к защите самого человека — и про­изводителя, и потребителя. В связи с этим необходим закон о качестве сельскохозяйственной продукции. Ока­зывается, Государственный комитет природы не распро­страняет свою деятельность на сельскохозяйственные предприятия. Таким образом, с самого начала заклады­вается структура, не соответствующая требованиям се­годняшнего дня, а тем более завтрашнего. В то же вре­мя хозяйства продолжают выпускать продукцию, в 25— 70% которой содержание нитратов значительно выше нормативов. Результаты исследований показывают, что проблема нитратов стала еще острее, и поэтому чем дальше будем откладывать ее решение, тем больший вред здоровью населения принесет такая продукция и тем большие затраты потребуются для ее преодоления в будущем.

Особую тревогу вызывает применение бесподстилочного навоза под овощи. Учитывая, что жидкая фракция навоза легко нитрофицируется в почве под действием микроорганизмов, растения легко накапливают избыточ­ное количество нитратов. В связи с этим следует запретить использование бесподстилочного навоза при выра­щивании овощных культур, применять его можно толь­ко после компостирования с соломой или торфом и вно­сить в почву только осенью.

Практика показала, что машины для применения удобрений типа РУМ при выращивании овощных куль­тур не годятся, поскольку 70% удобрений неравномерно разбрасывается по поверхности поля. В результате пи­тательные вещества успешно используют сорняки, а со­держание нитратов в культурных растениях повышает­ся в 2—18 раз.

Содержание нитратов различно не только в отдель­ных культурах, но и в сортах. Эти различия достигают 5—10 раз из-за разной способности поглощать (усваи­вать) нитраты из почвы, более или менее эффективно их использовать для синтеза органических веществ. Уже известны сорта многих культур, содержащих минималь­ные количества нитратов. Например, у капусты это сорта Зимовка и Подарок, у моркови — Шантенэ. Бирючекуртская, Консервная, у свеклы столовой — Бюрдо. Зная особенности каждого сорта, можно существен­но влиять на качество получаемого урожая. В связи с этим необходима сортовая политика как в плане полу­чения новых сортов овощных культур, так и в плане сортовой агротехники выращивания с целью получения урожая с низким уровнем нитратов.

Очень часто средства массовой информации пишут о том, что нитраты якобы ухудшают сохранность ово­щей. На самом же деле исследованиями установлено, что нитраты не оказывают никакого влияния на сохран­ность продукции. Другое дело, как ведут себя нитраты при хранении урожая. Установлено, что при хранении количество нитратов к марту в картофеле снижается в 4 раза, в свекле столовой — в 1,5, в моркови — в 3, в капусте — в 3 раза. Но при этом не следует забывать, что качество продукции при хранении несколько ухуд­шается вследствие снижения содержания белков, вита­минов, углеводов и повышения содержания органиче­ских кислот. По-видимому, «причастность» нитратов к сохранности продукции выгодна работникам торговых баз, благо есть на «кого валить вину».

Не все ладно у нас и с организацией хранения. Важ­но особо отметить необходимость выращивания безнитратных овощей и фруктов и создания специализирован­ных хранилищ для обеспечения детских садов и школ, больниц и родильных домов качественной продукцией. Известно, что организм ребенка гораздо чувствительнее к избытку нитратов, нежели организм взрослого челове­ка. Однако же картофель и овощи для вышеназванных учреждений используются из «общего котла». Настало время изменить существующую практику и проявить за­боту о детях и больных в полной мере.

Из организационных мероприятий очень важным, на наш взгляд, является проведение углубленного анализа всех районов страны, широкого мониторинга загрязне­ния сельскохозяйственной продукции, в которых было бы отмечено превышение допустимых норм нитратов, и составление карты неблагополучия продукции, как это сделано, например, в Эстонии. Это необходимо для то­го, чтобы выделить «зоны особого внимания».

Существенно важным в решении проблемы нитратов является определение источников загрязнения нитрата­ми, их устранение и введение постоянного строгого кон­троля на всех этапах производства, переработки, хране­ния и потребления продуктов питания. Хорошо нала­женная система контроля за количеством нитратов в пищевых продуктах необходима для того, чтобы огра­дить население района от употребления в пищу продук­тов с недопустимо высоким уровнем содержания нитра­тов. К сожалению, в некоторых районах отсутствует четко налаженная систему контроля за количеством нитратов в производимой в совхозах и на приусадебных участках продукции, а также продуктов, поступающих из других регионов страны. Поэтому необходим повсеместный контроль еще и для того, чтобы не тратить ог­ромные средства на перевозку негодной для употреб­ления продукции.

Необходим еще один вид контроля. Речь идет об оперативном контроле за накоплением нитратов в процессе формирования урожая, начиная с момента его уборки. Большую помощь здесь окажет составление в каждом хозяйстве картограмм по содержанию нитра­тов в урожае.

В недалеком будущем необходимо иметь контрольные средства в каждом овощном магазине, на каждом рынке, с тем чтобы допускать к продаже продукцию только с низким содержанием нитратов.

В настоящее время сложилась парадоксальная си­туация. Самая ранняя продукция (зеленые овощи, лук, редис, огурцы) стоят всегда дороже, хотя в ней содер­жится в 3—5 раз нитратов больше, чем в более поздней. То же самое происходит с овощами, выращенными в парниках и теплицах. Хорошо известно, что овощи, вы­ращенные в закрытом грунте, содержат в 3—4 раза больше нитратов, чем те же овощи, выращенные в поле. Овощи закрытого грунта хуже и по другим качествен­ным показателям. Так за что же мы платим больше? Только за то, что «ранние», только потому, что «пер­вые»?!

Таким образом, проблема нитратов в продуктах пи­тания носит как экологический, так и социальный ха­рактер. Задача же состоит в том, чтобы в ближайшее время заложить основы для получения продукции с ми­нимальным уровнем нитратов, что явится реальной ос­новой для улучшения здоровья населения нашей страны.

Максимальные содержания

канцерогенных нитрозосоединений

в отечественных (о) и зарубежных (з) продуктах, мкг/кг

Продукты Содержание Продукты Содержание

Говядина и свинина устрицы (з) 2

свежие (о) 0 рыба свежеморо-

Говядина свежая (з) 1 женая (о) 12—15

Другие виды свеже- рыба жареная раз-

го мяса (з) 2—5 ная (з) 1,5—42,0

Говядина вареная (з) 9 рыба горячего коп-

Свнннна вареная (з) 9 чения (з) 3.5—12.5

'Говядина жареная (з) 12 рыба горячего коп-

Мясо копченое разное чення (о) 10—68

(з) 9,62—13 сельдь, соленная

Колбасы, сосиски (о) 81 чистой солью (з) 10

сосиски (з) 117—180 сельдь, соленная

ливерная (о) 8,8 технической со-

ливерная (з) 91—117 лью (з) 400

вареные разные (о) 1,7—8,3 рыба солено-вяле-

полукопченые (о) 9,7—18,9 ная (з) 131

копченые (о) 13—74 рыба сушеная (з) 18,5

копченые (з) 4.3—82.5 консервы баночные

ветчина (з) 87 рыбные

Окорок московский (о) 10,9 разные в томатном

Корейка сырокопченая соусе (о) 6—26

(о) 8,7 разные, копченые,

Консервы баночные в масле (о) 7—13

свинина тушеная шпроты в масле 41

(о) 2.5 консервы рыбные

говядина тушеная разные (з) до 28

(о) 1-3

Рыба свежая разная

(о) 0—3

3. Метаболизм нитратов в организме человека

При употреблении продуктов с повышенным содержа­нием нитратов в организм человека поступают не толь­ко нитраты, но и их метаболиты: нитриты и нитрозосоединения.

В этом вопросе еще немало темных мест, хотя изу­чается он с прошлого века. Составить точный баланс прихода и расхода нитратов в организме пока не уда­лось. Дело в том, что нитраты не только поступают в организм извне, но и образуются в нем. Еще в 1861 г. в Тартуском университете Wilffins обнаружил, что даже при безнитратной диете из организма с мочой выделя­ются нитраты . В малых количествах нитраты постоянно присутствуют в организме человека, как и в растениях, и не вызывают негативных явлений. Все беды начинаются тогда, когда нитратов становится слишком много.

В организм нитраты поступают с водой и пищей, за­тем они всасываются в тонком кишечнике в кровь. Выво­дятся преимущественно с мочой. Кроме того, они выводятся с женским молоком. Количество нитратов в мо­локе зависит от количества и качества овощей в рационе матери и длительности кормления. Максимальное содер­жание нитратов в молоке бывает в первый месяц после родов, затем оно постепенно снижается.

Главной причиной всех негативных последствий явля­ются не столько нитраты, сколько их метаболиты — нит­риты. Нитриты, взаимодействуя с гемоглобином, образу­ют метгемоглобин, не способный переносить кислород. В результате уменьшается кислородная емкость крови и развивается гипоксия (кислородное голодание). Для образования 2000 мг метгемоглобина достаточно 1 мг нитрита натрия. В нормальном состоянии у человека со­держится в крови около 2% метгемоглобина. Если содер­жание метгемоглобина возрастает до 30%, то появляют­ся симптомы острого отравления (одышка, тахикардия, цианоз, слабость, головная боль), при 50% метгемогло­бина может наступить смерть. Концентрация метгемогло­бина в крови регулируется метгемоглобинредуктазой, которая восстанавливает метгемоглобин в гемоглобин. Метгемоглобинредуктаза начинает вырабатываться у человека только с трехмесячного возраста, поэтому дети до года, и особенно до трех месяцев, перед нитратами беззащитны.

В литературе, посвященной химизму нитратов, нет сообщении о выделении нитритов из организма человека. Н. И. Опополь считает, что основная их часть идет на образование метгемоглобина. Доказано, что даже при больших концентрациях нитратов в крови (2215 мг/кг) содержание метгемоглобина составляет толь­ко 2,1—4.5%, что намного меньше опасных концент­раций.

Содержание меггемоглобина возрастает до опасных значений только при поступлении в кровь нитритов. Вос­станавливают нитраты в нитриты различные микроорга­низмы, заселяющие преимущественно кишечник.

Степень восстановления нитратов, как и при хране­нии продуктов, зависит от тех же факторов: количества нитратов в продуктах и условий жизнедеятельности мик­роорганизмов. Для развития кишечной микрофлоры бла­гоприятна слабощелочная и нейтральная среда. Наибо­лее чувствительны к нитратам люди с пониженной кислотностью желудка. Это дети до года и больные гаст­ритом и диспепсией. У таких людей микрофлора толсто­го кишечника может проникать в желудок, и тогда резко увеличивается процент восстановления нитратов по срав­нению со здоровыми людьми,

За последние 10—15 лет описано более 1000 случаев нитратно-нитритной метгемоглобинемии, из которых 100 закончились смертью. У здоровых людей легкие формы отравления наблюдались при содержании нитратов в воде или пище более 80—100 мг/л. А у детей, страдаю­щих диспепсией, интоксикации возникали при употребле­нии воды с содержанием нитратов 50 мг/л.

4. Отравление нитратами

Чувствительность к нитратам повышают все факторы, вызывающие кислородное голодание: высокогорье, нали­чие в воздухе окислов азота, угарного газа, углекислоты, употребление спиртных напитков.

При отравлении высоконитратными продуктами пора­жаются желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистая и центральная нервная системы; нитратной водой — сер­дечно-сосудистая, дыхательная и центральная нервная системы.

Признаки отравления появляются через 1—6 часов после поступления нитратов в организм. Острое отрав­ление начинается с тошноты, рвоты, поноса. Увеличива­ется и болезненно реагирует на пальпацию печень. Сни­жается артериальное давление. Пульс неровный, слабого наполнения, конечности холодные. Отмечается синусои­дальная аритмия. Дыхание учащается. Появляются го­ловная боль, шум в ушах, слабость, судороги мышц ли­ца, отсутствие координации движений, потеря сознания, кома. В легких случаях отравления преобладает сонли­вость и общая депрессия.

Динамика острого нитратного отравления исследова­на на крысах Г. Б. Барсельянцем. Интересно сходство острого нитратного и алкогольного отравлений. Алко­голь, склеивая эритроциты, также вызывает кислородное голодание. Исследовали вводили крысам смертельную дозу натриевой (чилийской) селитры. Через 10—20 мин. после введения препарата у животных появлялось воз­буждение, которое через 20—40 мин. сменялось угнете­нием. Крысы меньше двигались, у них нарушалась координация движений, дыхание становилось частым, по­верхностным. Шерсть была взъерошенной, видимые кож­ные покровы и слизистые оболочки становились синюш­ными. Реакция на внешние раздражители замедлялась. Наблюдались кровянистые выделения из носа, фибриллярные подергивания отдельных мышц, судороги, непро­извольное мочеиспускание, боковое положение. Гибель животных, как правило, наступала в первые сутки после затравки. Установлено, что летальная (смертельная) до­за (ЛД) для крыс равна 9120 мг натриевой селитры на 1 кг живого веса. В этом случае погибает 50% жи­вотных испытуемой группы.

В «остром» опыте Н. И. Опополем было обнаружено, что введение максимально переносимой дозы нитрата натрия (3100 мг/кг веса животных) приводило к одно­типным изменениям во внутренних органах крыс. В лег­ких было множество мелких кровоизлияний, в головном мозге — мелкие очаги кровоизлияний. В миокарде (мышечная оболочка сердца) были обнаружены исчезнове­ние поперечной исчерченности мышечных волокон, явле­ния гемо- и лимфостаза, очаги кровоизлияний. В печени была выявлена умеренная белковая дистрофия гепатоцитов, местами — мелкие кровоизлияния.

Хроническое поступление субтоксичных доз нитратов приводит к тяжелым последствиям не так быстро, как при токсичных дозах, но так же неотвратимо. Ветеринарной практикой установлено, что при использовании кормов с высоким содержанием нитратов у коров, овец, свиней увеличивается число абортов. Исследования хро­нических отравлений у животных показали, что поража­ются в первую очередь те органы и ткани, где происхо­дит интенсивное размножение клеток.

Ф. Н. Субботин и Н. В. Волкова вводили нитраты и нитриты в куриные эмбрионы. При введении нитрита натрия до инкубации повреждалось 100% эмбрионов, после инкубации — 40.7%. нитратом натрия поврежда­лось соответственно 22,2 и 17,6%.

У цыплят отмечались уродства мозга, глаз, дефекты грудной и брюшной стенок, конечностей, клюва, редук­ция хвоста. Кроме того, наблюдалась значительная жи­ровая и белковая дистрофия печени. Все изменения за­висели от вводимой дозы. Чем раньше эмбрион начинал получать нитраты или нитриты, тем значительнее были изменения.

Н. В. Волкова продолжила исследования на крысах, ежедневно вводя одной группе беременных самок нитрит натрия (0,05 мг/кг), другой — нитрат натрия (40 мг/кг). В результате увеличилась гибель эмбрионов, у них поя­вились отеки, подкожные кровоизлияния, дефекты мозга, развитие их затягивалось. У некоторых эмбрионов от­сутствовали задние конечности. Крысята, матери кото­рых в течение всей беременности получали нитраты, рождались с низким средним весом, чаще гибли. Автор выяснила, что причиной снижения жизнеспособности крысят являются отклонения в становлении сердечного ритма и серьезные изменения в печени. Нарушения от­мечены только у крысят, на их матерей нитрит натрия в дозе 0,05 мг/кг и нитрат натрия в дозе 40 мг/кг замет­ных воздействий не оказали.

Заслуживают внимания данные, полученные Н. И. Опополем с соавторами при определении допусти­мой суточной дозы (ДСД) нитратов для человека. Кры­сам в течение- 10 мес. давали нитрат натрия в дозе 40мг/ кг и нитрат кальция в дозах 10 и 20 мг/кг. В псовые 6 мес. никаких различий в поведении и внешнем виде экспериментальных и контрольных животных не наблю­далось, К 10-ому месяцу затравки у (л дельных живот­ных, получавших 40 мг/кг нитрата натрия. появились сначала единичные, а затем и множественные расчесы и прокусы кожи. Позже такие явления стали наблюдать­ся у большинства животных этой группы, а также у по­лучавших нитрат кальция в дозах 10 и 20 мг/кг. Живот­ные становились осе покойными, агрессивными. Шерсть теряла блеск, становилась редкой, взъерошенной, особен­но в области спины и передней части туловища, По мне­нию автора, это свидетельствует о том. что хроническое употребление нитратов приводит к аллергическим явле­ниям в организме.

Кроме того, в начале 10-го месяца затравки начался падеж животных. На вскрытии у павших животных об­наружены признаки пневмонии. Хроническое отрав­ление нитратами опасно еще и тем. что восстанавлива­ющиеся из них нитриты соединяются с аминами и амидами любых доброкачественных белковых продуктов и образуют канцерогенные нитрозамины и нитрозамиды.

Нитрозамины токсичны и канцерогенны в присутст­вии дополнительных ферментных систем, которые всегда имеются в организме теплокровных, а нитрозамиды про­являют эти свойства даже без дополнительной метаболизации и поражают в первую очередь кроветворную, лимфоидную, пищеварительную системы. Нитрозамины на ранних стадиях отравления подавляют иммунитет. Нитрозосоединения обладают мутагенной активностью.

5. Нитраты и рак желудка

Две группы ученых сформулировали гипотезу о возникновении рака желудка. По этой гипотезе, в первые десятилетия жизни химический кан­цероген, вероятно нитрозосоединение, проникает в клет­ки верхней части пищеварительного тракта через поврождения защитной слизистой оболочки и вызывает му­тацию клеток. Мутированные клетки вырабатывают слизь другого состава, рН повышается, в верхнюю час1п желудочно-кишечного тракта проникают микроорганизмы, восстанавливающие нитраты в нитриты, образуются дополнительные нитрозосоединения. Атрофия и метапла­зия слизистой желудка нарастает в течение 30—50 лет, пока у некоторых людей с такой патологией не возник­нут злокачественные опухоли.

На первый взгляд, 30—50 лет латентного периода — это очень много, но для тех, у кого отсчет начался с первого года жизни, с первого в жизни огурца с нитра­тами, срок в 30—50 лет вряд ли покажется большим.

Выводы

Основные этапы «судьбы» нитратов. Когда питание растений разбалансировано по азоту, калию, фосфору, микроэлементам или растениям не хватает воды и света, они аккумулируют (накапливают) большое количество нитратов.

Нитраты не оказывают токсического воздействия на растения.

Избыток нитратов в почве практически всегда при­водит к избытку нитратов в растениях.

При хранении и кулинарной обработке содержание нитратов в продуктах обычно снижается.

Все опасные последствия для человека, в том числе рак и метгемоглобинемию, вызывают не сами нитраты, а их метаболиты — нитриты, восстанавливающиеся из нитратов воды и пищи при хранении, кулинарной обра­ботке и в пищеварительном тракте человека под дейст­вием разнообразных микроорганизмов, в том числе и необходимых для человека

Синтез нитратов в продуктах зависит от обсемененности продуктов микроорганизмами и условий их раз­множения. Синтез нитритов в пищеварительном тракте человека определяется в значительной степени кислотно­стью желудочного сока, которая зависит от возраста и состояния здоровья. Чем меньше кислотность, тем благо­приятнее условия для размножения микрофлоры, а зна­чит, и синтеза нитритов.

Нитриты, поступив в кровь и превратив гемоглобин в метгемоглобин, вызывают кислородное голодание ор­ганизма.

Нитриты, соединяясь в желудочно-кишечном тракте с аминами и амидам, образуют канцерогенные нитро­зосоединения, способные за 20—25 лет постоянного воз­действия вызвать рак желудка.

6. Снижение содержания нитратов в продуктах

при хранении и кулинарной обработке

Малонитратная капуста не только лучше хранится в свежем виде, но и значительно меньше раскисает при за­солке. То же самое относится к томатам и огурцам.

Как выбрать малонитратные овощи? Они отличаются прежде всего размером: минимальное содержание нитра­тов чаще бывает в овощах среднего размера, Большин­ство мелких плодов — преимущественно молодые рас­тения, для которых характерен избыток нитратов, как запас на будущее. Необычно крупные плоды — часто ре­зультат избыточного питания, в том числе и азотного. После этого следует оценить содержание нитратов индикаторными бумагами.

По количеству нитратов овощи сильно отличаются как внутри одной партии, так в разных партиях. Поэто­му выбрать малонитратные овощи можно всегда, осо­бенно в период массовой уборки.

При хранении и в сухих, проветриваемых хранилищах уровень нитратов в свежих овощах снижается. В соленых и маринованных овощах он снижается за счет пере­хода в рассол.

В первую неделю соленья не рекомендуется употреб­лять; в них образуется много нитритов, потом за 1 —2 недели количество их снижается. Оценивать содержа­ние нитратов в растениях лучше всего по наиболее нит­ратным частям. Определить эти части легко—основная масса нитратов поступает в растения через корневую си­стему и по сосудам движется к листьям. Вот и нужно оценивать концентрацию нитратов на этих путях: у ка­пусты — в кочерыжке и прожилках листьев, у огурца, щавеля, укропа — в черешке (хвостике), у моркови, редьки — в нижней части корня. На рынке с разрешения продавцов из корешков моркови, например, выдавите сок на индикаторную бумагу и покупайте у того продав­ца, у кого морковь наименее нитратная.

Чтобы избежать образования нитритов, необходимо закладывать на хранение чистые сухие овощи без меха­нических повреждении. На чистых овощах мало микроорганизмов, сухость ограничивает их перемещение, а от­сутствие повреждений затрудняет получение ими пита­тельных веществ, в том числе и нитратов, из клеток ра­стений.

Кулинарная обработка. На этом этапе можно снизить содержание нитратов, подавить образование нитритов и нейтрализовать их.

Содержание нитратов снижается при чистке, выма­чивании, отваривании. При чистке от растения отделяют и выбрасывают наиболее нитратные части: у капусты— кочерыжку, верхние листья и прожилки листьев, у огур­ца—заднюю (черешковую) часть и кожуру. Концентра­цию нитратов в разных частях растения легко опреде­лить с помощью индикаторных бумаг. При высоких содержаниях нитратов растения приобретают горьковатый привкус.

Оставшиеся малонитратные части растений вымачи­вают в воде, что позволяет снизить концентрацию нит­ратов еще на 25%. Вымачивают так: очищенные от про­жилок листья (капусты) замачивают в большом количе­стве воды на 1—2 часа, затем воду сливают и наливают новую, снова вымачивают 1—2 часа, в третьей воде ово­щи оставляют на ночь.

К сожалению, вымачивание эффективно лишь для листовых овощей: капусты, щавеля, петрушки и так да­лее.

Более эффективна горячая водная вытяжка (отваривание), извлекающая до 85% нитратов из овощей, в том числе из корнеплодов (моркови, свеклы). Отвар необхо­димо сливать горячим, так как при остывании часть нит­ратов возвращается из отвара в корнеплод — происхо­дит адсорбция.

Предотвращение образования нитритов сводится к угнетению жизнедеятельности микроорганизмов, к сокра­щению длительности хранения готовых продуктов. Слож­ность в том, что при кулинарной обработке создаются наиболее благоприятные условия для развития микроорганизмов — овощи измельчаются, истираются, отварива­ются в бульоне.

В этом случае основное средство профилактики — сокращение сроков хранения. Все салаты, а особенно овощные соки и пюре для детей, следует готовить или вскрывать консервированные непосредственно перед употреблением, При необходимости готовые продукты хранить лучше в холодильнике, и не больше суток. Забо­леваемость раком желудка в экономически развитых странах снизилась благодаря хранению продуктов в до­машних холодильниках. Стерилизация (кипячение) соков, супов, убивая микрофлору, также по­давляет образование нитритов.

7. Подавление образования канцерогенных нитрозосоединений

Нейтрализация нитритов позволяет тормозить образование нитрозосоединений. Введение крысам в желу­док сначала ионола и аскорбиновой кислоты, а затем нитратно-нитритной смеси уменьшает образование нитрозоаминов в желудке крыс на 27,5—30% и 26—76% со­ответственно. Введение овощных или фруктовых соков вместо ионола и аскорбиновой кислоты приводит к сни­жению (от 85,7 до 29,1%) содержания нитрозоаминов, степень ингибирования прямо пропорциональна количе­ству введенных соков. Клюквенный сок, напротив, уве­личивает образование нитрозоаминов.

Перед употреблением высоконитратной пищи (ка­пусты, огурцов, колбасы) можно принять аскорбиновую кислоту или выпить фруктовый сок. Рекомендуется добав­лять в продукты несколько сот миллиграммов на кило­грамм аскорбиновой кислоты (сто миллиграммов — это 2—3 драже витамина С), что во многих случаях пол­ностью предотвращает образование N-нитрозодиметиламина.

Предполагают, что резкое уменьшение количества ви­тамина С в растительной продукции при хранении вы­звано взаимодействием его с нитратами и нитритами.

При варке и тушении удаление нитрозоаминов с па­ром преобладает над их образованием, поэтому в про­цессе приготовления капусту, свеклу, кабачки не нужно закрывать крышкой.

8. Природные источники нитратов

Основные источники нитратов в ненарушенных и агроландшафтах — органическое вещество почвы, мине­рализация которого обеспечивает постоянное образова­ние нитратов. Скорость минерализации органического вещества зависит от его состава, совокупности экологи­ческих факторов, степени и характера землепользова­ния. Поэтому динамика нитратов в земных экосистемах определенным образом связана с малым биологическим круговоротом азота.

Сельскохозяйственное использование почвы приводит к уменьшению запасов органического азота. Убыль поч­венного азота усиливается при проведении агротехниче­ских мероприятий, стимулирующих минерализацию ор­ганического вещества (севообороты с паром и пропаш­ными культурами, интенсивная обработка почвы, внесе­ние повышенных доз минеральных удобрений). В этой связи роль почвенного азота в загрязнении природных вод нитратами и в накоплении растениями, по-видимо­му, более существенная, чем считалось до сих пор.

Антропогенные источники

Что такое антропогенные источники? Какова роль азотных минеральных удобрений в загрязнении нитра­тами объектов окружающей среды? Какой вклад вносят органические удобрения и отходы животноводческих комплексов в загрязнение нитратами почв, воды и продукции? Как влияют отходы производства на поступле­ние нитратов в окружающую среду?

Антропогенные источники нитратов подразделяются на аграрные (минеральные и органические удобрения, животноводческое производство), индустриальные (от­ходы промышленного производства и сточные воды) и коммунально-бытовые. Роль каждого из этих источни­ков в отдельных страна, регионах, областях неодинако­ва, что зависит от природных условий, соотношения аг­рарного и промышленного секторов, интенсивности их развития и масштабов производства, степени концентра­ции точечных источников нитратов и других факторов. Об интенсивности поступления промышленных и сель­скохозяйственных отходов в окружающую среду в ин­дустриально развитых странах можно судить по количе­ству образуемых в США азотсодержащих органических материалов. Из 730 млн. т. сухого вещества получаемых ежегодно отходов 53,7% составляют послеуборочные ос­татки, 21,8 — навоз, 18,1 — городские отходы, 4,5 — отходы деревообрабатывающей промышленности, 1 — индустриальные отходы. 0,5 и 0,4% — осадок сточных вод и пищевые остатки. все из перечисленных органи­ческих вещест виспользуются в той или иной мере в сельском хозяйстве.

Азотные удобрения представляют собой главный антропогенный источник азота, который по своим мас­штабам приближается к биологической его фиксации на суше и по некоторым прогнозам уже в ближайшие де­сятилетия превысит ее.

В России, как и в других странах мира, азотные удобре­ния в основном производят в виде концентратов, при этом в их ассортимента наибольшее место занимают мо­чевина и аммиачная селитра. Преимущественное ис­пользование аммонийных и амидных форм азотных одобрений в земледелии не снижает опасности значительных потерь азота из почвы в силу быстрой нитрофикации аммонийного азота.

Хотя масштабы производства и применения азотных удобрении постоянно возрастают, сохраняется тенден­ция неравномерного распределения технического азота как по отдельным странам мира, так и в их пределах. Уровень применения азотных удобрений в экономичес­ки развитых странах значительно выше, чем в разви­вающихся.

По своему характеру действия на экологическую об­становку традиционные виды органических удобрений (навоз), применяемые в умеренных нормах (20—50 т/га), можно рассматривать как диффузный источник нитра­тов, который, обеспечивая определенный вклад в нит­ратный бюджет агроландшафтов, не приводит к выра­женному загрязнению природных объектов нитратами. Однако постоянное увеличение поголовья скота, ис­пользование комплексов промышленного типа для ре­продукции и откорма животных, образование скоплений экскрементов и отходов с достаточно высоким содержа­нием азота в пределах ограниченной территории ставит вопрос об экологически безопасной утилизации отходов, в том числе в виде органических удобрений.

Отходы животноводческого производства, главные образом сточные воды и активный избыточный ил, от­личаются высоким содержанием общего азота (38—1500 мг/л), большая часть которого представлена орга­нической и аммонийной формами.

Наряду с рассмотренными выше аграрными источни­ками увеличение уровня нитратов в агроландшафтах может быть обусловлено и иными формами сельскохо­зяйственной деятельности. Так, замена традиционных систем земледелия с участием и чередованием разнооб­разных культур более интенсивными и специализиро­ванными технологиями, которые способствуют усилению минерализации органического вещества почвы и разру­шению ее структуры, ограничение площадей, занятых травами, распашка кормовых угодий под постоянную пашню, утяжеление машин и их использование на по­стоянных технологических колеях, отсутствие защит­ных зон вокруг полей приводят в конечном счете к уси­лению внутрипочвенного и поверхностного выноса азо­та. Введение в севообороты чистых паров способствует интенсивному образованию и накоплению нитратов в почве, которые могут теряться при продолжительном выпадении осадков или кратковременных, но обильных ливней. Потери нитратов из почвы возрастают при на­сыщении севооборотов пропашными культурами, агро­техника которых требует большого числа междурядных обработок. В качестве косвенного фактора, увеличи­вающего вероятность выноса нитратов с дренажным стоком из почвы, можно рассматривать известкование почвы, стимулирующее минерализационные процессы. Концентрация нитра­тов в водоемах возрастает при мелиорации переувлажненных земель и в первые годы их сельскохозяйственно­го использования. Наиболее высокий уровень нитратов обнаруживается в магистральных водостоках, прини­мающих дренажные воды. Длительное сельскохозяйственное использование осушен­ных земель приводит к некоторому повышению содер­жания нитратов и в грунтовых водах. Потенциальное значение осадка сточных вод как источника нитратов определяется способом его утилизации, нормой внесения в почву и скоростью минерализации азотсодержащих соединений. Наиболее распространенный путь утилиза­ции осадков сточных вод заключается в приготовлении на его основе компостов, непосредственном внесении в почву в норме от 100 до 400 м/га с целью мелиорации земель или в качестве удобрения. На первых этапах компостирования осадка сточных вод преобладают про­цессы аммонификации. В целом роль илов, шламов как источника нитратов невелика, так как основное коли­чество азота в них находится в трудногидролизуемых соединениях. Негативные последствия для окружающей среды осадков сточных вод связаны в основном с за­грязнением природных объектов тяжелыми металлами и патогенными микроорганизмами.

9. Экологические Последствия Распространения Нитратов

Избыточное количество нитратов вызывает не нормальный ход функционирования природных экосистем и живых организмов, происходит снижение биологической ценности продукции и возрастает негативное воздейст­вие на человека и животных. Образование и накопление нитратов в почве и в воде становится экологическим фактором, определяющим не только режим питания растении, обмен веществ и продуктивность, но и качество урожая, воды и воздуха. Содержание нитратов в из­быточных количествах ухудшает биологическое качество растительной продукции, создает потенциальную опасность для здоровья человека и животных.

10. Нитраты и качество воды

Количество нитратов в природных водах определяется воздействием комплекса факторов (биологические, гидрохимические, геоморфологические, климатические, физико-химические свойства почв водосборной террито­рии). Содержание нитратов в поверхностных и грунто­вых водах существенно меняется в зависимости от вида деятельности человека. Большое количество

Содержание нитратов в природных водах в зависимости

от источника загрязнения

Вид природных вод	Условия загрязнения	1^0а-, мг/л
Поверхност­	Естественное	0,43—1.33
ные воды	Сельскохозяйственное принз-
	нодство	2.66-26,12
	Бытовые стоки	3.54—219,6
Дренажные	Естественное	4.43—8.86
воды	Сельскохозяйственное произ­
	водство	19.49—58.48
	Осушительная мелиорация	2.21-124,04
	Орошение	0.66—35,6
	Удобрение пастбищ	]7,72-44.а
Грунтовые	Естественное	0,40—31.91
воды	Сельскохозяйственное произ­	^
	водство	0.44—75,31
	Глубинные подземные	0-0.71

нитратов содержится в коллекторных и дренажных во­дах, дренирующих сельскохозяйственные территории, на которых применяются азотные удобрения и навоз. Концентрация нитратов в этих водах может превышать 120 мг/л. В естественных (природных) условиях количе­ство их не превышает 9 мг/л. Наибольшее количество (свыше 200 мг/л) нитратов находится в бытовых стоках и в стоках животноводческих комплексов. Существенно­му повышению количества нитратов в природных водах способствуют азотные удобрения.

Грунтовые воды содержат, как правило, меньше нит­ратов, чем поверхностные, поскольку почва служит своего рода «фильтром» по пути передвижения нитрат­ного азота. Чем глубже залегают грунтовые воды, тем меньше содержится в них нитратов.

Наряду с многолетней динамикой содержания нит­ратов существует и годовая изменчивость их количества. При повышенном содержании нитратов в водоемах воз­растает вероятность образования нитритов в количест­вах, токсичных для рыб. Например, смертельная доза для лососевых рыб составляет 0,2—0,4 мг/л азота нит­ритов.

Наиболее опасными источниками поступления нитратного азота в воду явля­ются отходы животноводческих комплексов, а также применение их стоков и жидкого навоза в повышенных дозах в качестве удобрений.

При пользовании водой с высоким уровнем нитра­тов необходим комплекс мер по его снижению. Особен­но это важно для родильных домов, детских садов и яслей, детских больниц. Перед употреблением воду не­обходимо пропускать через аниониты, с тем чтобы осво­бодиться от нитрат-ионов.

Заслуживает внимания опыт Чехословакии и Гол­ландии, где питьевую воду для грудных детей продают в аптеках, именно таким образом ограждают наиболее чувствительную часть населения от нитратного отравле­ния. Снижения содержания нитратов в пресных водах, поступающих на коммунально-хозяйственные нужды, можно достичь путем стимулирования биологической денитрификации, использования электродиализа, мето­дов химической редукции, разбавления более чистой воды.

Однако наиболее рациональный путь снижения кон­центрации нитратов в поверхностных и грунтовых водах заключается в уменьшении размеров высвобождения N—NO из природных и антропогенных источников и ог­раничения их миграции в агроландшафтах. В зонах ин­тенсивного применения азотных удобрений необходимо создание охранных зон, предотвращающих поступление подвижных соединений азота в водоемы, воду которых используют как питьевую.

Водоохранные мероприятия должны способствовать повышению культуры земледелия; предотвращению по­ступления дренажного и поверхностного стоков путем отвода их за пределы водного объекта в специальные буферные водохранилища, лагуны, накопительные и окислительные пруды, а также использование искусст­венных и естественных биологических методов очистки загрязняющих вод поверхностного стока. Для обезвре­живания поверхностных вод перспективно использова­ние биологических прудов, где очистителями являются микроводоросли и макрофильтры. Последние интенсив­но усваивают азот аммонийной и нитратной форм. Ис­пользование макрофильтров для очистки сточных вод тре­бует обязательного их изъятия из водоема после сфор­мирования вегетативной массы с целью исключения вторичного загрязнения водоема биогенами.

Наряду с этим нормы азотных удобрений должны быть экологически безопасными, сроки и способы их внесения определяются учетом почвенно-экологических условии агроландшафта и биологических особенностей реакции растений на режим азотного питания. Напри­мер, система применения азотных удобрений при выра­щивании риса на основе локального внесения туков в почву, благодаря чему снижается поступление нитратов в надпочвенный слой воды и исключается необходи­мость проведения подкормок в течение вегетации с са­молета. Последний способ внесения азотных удобрений несет наибольшую угрозу качеству поверхностных вод.

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 накопчений 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.

Литература

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.