Главная / Анонс номера / Нитраты в овощах: проблемы и пути решения

Нитраты в овощах: проблемы и пути решения

nitrats1Острой экологической проблемой овощеводства является загрязнение продукции нитратами. На долю овощей приходится до 70% суточной нормы этих веществ. Длительное употребление овощей с высоким уровнем нитратов вызывает острое отравление.

 

В основе токсического действия нитратов лежит состояние гипоксии тканей, развивающейся как в результате метгемоглобинемии (состояние, характеризующееся повышенным содержанием метгемоглобина – окисленного гемоглобина – в крови и тканевой гипоксией) и нарушений транспортной функции крови, так и в результате угнетения активности некоторых ферментных систем, участвующих в процессах тканевого дыхания.

Большое внимание нитратам и нитритам уделяется еще и потому, что они, в конечном счете, превращаются в организме в нитрозосоединения, многие из которых являются канцерогенными.

Что из себя представляют нитраты, какова реальность их угрозы? Нитраты и нитриты – соли азотной (HNO3) и азотистой (HNO2) кислот – являются постоянными продуктами обмена азотистых веществ любого растительного и животного организма. В организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах около 100 мг нитратов.

Установленная Всемирной организацией здравоохранения максимально допустимая доза нитратов, безвредная для здоровья человека, составляет 3,6 мг NO3 на 1 кг массы тела. Токсическое воздействие нитратов начинает проявляться при поступлении в организм более 5 мг этих соединений.

Клинические признаки отравления нитратами проявляются через 1-1,5 часа после их попадания в организм. Смертельная доза нитрата калия для взрослого человека составляет 15-30 г, нитрата натрия – 10 г. Однако летальный исход может наступить при попадании в организм и меньших количеств нитратов.

Попадая в кровь, нитраты переводят двухвалентное железо (Fe2+) гемоглобина в трехвалентное (Fe3+). Образующийся при этом метгемоглобин красных кровяных телец не способен переносить кислород из легких к тканям. При нормальном физиологическом состоянии в организме образуется около 2% метгемоглобина. Легкая форма заболевания проявляется при содержании в крови 10-20% метгемоглобина, средняя – при содержании 20-40%, а тяжелая – при содержании более 40% метгемоглобина.

Через 4-12 часов большая часть поступивших с пищей нитратов (80% у молодых и 50% у пожилых людей) выводится из организма через почки. Остальное их количество остается в организме. Нельзя исключить и возможность аккумулирования нитратов в организме.

Первая помощь при нитратных токсикозах – обильное промывание желудка, прием активированного угля (2 столовые ложки на 1 стакан воды) и солевых слабительных.

Суммарное поступление нитратов с пищей и водой в организм человека не должно превышать 320 мг в сутки. Суточная доза нитритов не должна быть выше 9 мг на человека. Максимально недействующая (безопасная) доза нитратов для детей грудного возраста должна составлять не более 1,89 мг на 1 кг массы ребенка.

Ежесуточное потребление нитратов в странах СНГ – 150-350 мг на человека, в Германии – менее 220 мг, в Чехии – около 150 мг, в Нидерландах – 135 мг, в Швеции – 49 мг, в Японии – 240-400 мг.

Из вышесказанного следует, что нитраты могут оказать негативное влияние на здоровье людей. Однако, с другой стороны, нитраты являются основным источником минерального азота для растений. Содержание нитратов в растениях является показателем обеспеченности их азотом. На этом основана диагностика азотного питания культур, позволяющая регулировать его в течение всего вегетационного периода.

Существует оптимальный уровень содержания нитратов в растениях, необходимый для нормального протекания продукционного процесса. Снижение этого уровня приводит к падению урожайности, а превышение – к загрязнению продукции избыточным количеством нитратов. Поэтому во многих странах для основных сельскохозяйственных культур установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов.

В табл. приведены ПДК нитратов для картофеля и овощей, утвержденные еще в 1988 году Министерством здравоохранения СССР, и которыми пользуются в настоящее время в странах СНГ.

 

Таблица. ПДК нитратов в овощной продукции, мг/кг сырой массы (Москва, 1988)

 

Овощная продукция

Открытый грунт

Защищенный грунт

Картофель

250

Капуста ранняя (до 01.09)

900

Капуста поздняя

500

Морковь ранняя (до 01.09)

400

Морковь поздняя

250

Огурец

150

400

Томат

150

300

Свекла столовая

1 400

Лук репчатый

80

Лук на перо

600

800

Перец сладкий

200

400

Кабачок

400

400

Дыня

90

Арбуз

60

Листовые овощи (салат, укроп и др.)

2 000

3 000

 

Следует отметить, что данным нормативам около 30 лет. За прошедший период многое изменилось (почвенно-климатические условия, формы хозяйствования, рынки сбыта, требования к качеству продукции, сорта, агротехнологии и т.д.). Поэтому, на наш взгляд, необходимо принять казахстанские нормативы содержания нитратов в овощебахчевой продукции и картофеле.

nitrats2По мнению ученых, на содержание нитратов в овощах влияют до 40 различных факторов.

Казахским НИИ картофелеводства и овощеводства проводились исследования по изучению влияния различных факторов на нитратонакопление овощных культур.

В зависимости от ботанического семейства и видовой принадлежности овощных растений содержание нитратов в них различается в десятки, и даже сотни раз. В этом проявляются биологические особенности культур, в частности, особенности их азотного обмена.

По результатам наших исследований, большое количество нитратов накапливали растения из семейств Маревых, Астровых и Капустных, среднее количество – растения из семейств Сельдерейных, Луковых, Тыквенных и Пасленовых, незначительное – из семейств Злаковых и Бобовых.

При этом внутри семейств выделялись виды как с высокой, так и с низкой аккумулирующей способностью. Так, если капуста белокочанная накапливала 263-325 мг нитратов на один килограмм сырой массы, то другие ее виды – кольраби и пекинская – 624 и 735 мг/кг соответственно.

В корнеплодах редиса и редьки из этого же семейства содержалось 668-1 072 мг/кг нитратов, что в 2,1-4,1 раза больше, чем в кочанах капусты. Укроп и петрушка из семейства Сельдерейных накапливали 900 и 842 мг/кг нитратов, а морковь, относящаяся к этому же семейству – 100-136 мг/кг.

В отличие от моркови в корнеплодах столовой свеклы (Маревые) обнаружено значительное количество нитратов – 742-987 мг/кг сырой массы. Среди тыквенных культур сравнительно более высокое содержание нитратов отмечено у патиссона и кабачка, среди пасленовых – у перца и баклажана.

В плодах огурца и томата при выращивании на общем агротехническом фоне без удобрений содержалось небольшое количество нитратов (30-42 мг/кг). Низкое содержание нитратов отмечено также в плодах арбуза и дыни (30-36 мг/кг). В луковицах лука-шалота содержалось 35-40 мг/кг нитратов, а в луке-репке – 45-65 мг/кг.

Различия по содержанию нитратов между видами растений связаны с их разной способностью восстанавливать нитраты. Восстановление нитратов в нитриты и аммиак происходит сразу же после их поступления в растение, в первую очередь, в тонких корешках. Если корневая система содержит недостаточное количество восстанавливающих веществ, фермент нитратредуктаза не может восстановить весь принятый растением в виде нитратов азот в нитриты.

В этом случае невосстановленные нитраты поступают в наземную часть растений, где происходит дальнейшее их восстановление. При избыточном поглощении нитратов растениями лишь 30-50% из них восстанавливается в корневой системе, а остальное количество переходит в стебель и листья. Однако и здесь не все нитраты восстанавливаются, и они накапливаются в растениях.

Выделяют 3 группы растений, корни и листья которых имеют разную способность к восстановлению нитратов. У одних растений корневая система обладает высокой способностью к восстановлению нитратов. У другой группы растения характеризуются низкой способностью восстановления нитратов в корнях. Здесь азот поступает из корней в листья в виде нитратов, поэтому ткани могут содержать большое их количество. Третья группа – промежуточная, у которой восстановление нитратов идет с одинаковой скоростью в корнях и в листьях.

В различных частях растений содержание нитратов неодинаково, что обусловлено биологическими особенностями культур и строением органов.

Для изучения характера распределения нитратов учеными КазНИИ картофелеводства и овощеводства были проанализированы разные части овощной продукции.

Верхние и внутренние листья кочана содержат в 1,6-2,1 раза больше нитратов, чем средние. Следовательно, удаляя верхние листья кочана можно заметно уменьшить количество нитратов, поступающих в организм человека при употреблении капусты. Наибольшее же количество нитратов содержалось в кочерыге (1 994-2 645 мг/кг). В сердцевине корнеплода уровень нитратов был выше в зависимости от сорта и условий выращивания – на 24-45% по сравнению с мякотью.

Высокое содержание нитратов отмечено в сердцевине редиса и редьки, где сосредотачивалось до 70% от общего их количества. Длинноплодные сорта редиса содержали в 1,3-1,6 раза больше нитратов, чем округлые.

nitrats3У всех столовых корнеплодов в кончиках корней обнаружено много нитратов. У тыквенных культур больше нитратного азота содержалось около плодоножки. Семенная часть плодов кабачка и патиссона характеризовалась сравнительно низким содержанием нитратов по сравнению с мякотью. В кожуре огурца нитратов было на 25-34% больше, чем в мякоти. Бурые плоды томатов содержали в 1,6-2,3 раза больше нитратов, чем красные.

Молодые листья укропа, шпината и салата содержали нитратов в 1,4-2,1 раза больше, чем более развитые листья этих зеленных культур. У лука-шалота в листьях содержалось 137-151 мг/кг, а в луковицах – 35-40 мг/кг, то есть в 4 раза больше. Содержание нитратов в луке-репке колебалось в пределах 45-65 мг/кг (без удобрений), при этом в донце луковицы оно превышало отметку в 100 мг/кг.

Как показывает анализ клубней картофеля, мякоть и сердцевина клубня по содержанию нитратов существенно не отличаются, а в кожуре их больше в 1,1-1,3 раза.

Таким образом, в различных частях овощных растений аккумулируется неодинаковое количество нитратов, что необходимо учитывать при использовании их в пищу.

Содержание нитратов в потребляемой продукции является суммарным отражением действия многих факторов, влияющих на жизнедеятельность растений. Это предполагает и разнообразные возможности регулирования их содержания в овощах. В практической деятельности следует воздействовать в первую очередь на те факторы, влияние которых значительно и которые наиболее доступны для регулирования.

Исследования ученых КазНИИКиО показали, что концентрация нитратов в продукции в значительной степени зависит от дозы азота. Содержание нитратов в капусте без удобрения в зависимости от сорта составило 231-343 мг/кг сырой массы. При внесении умеренных и оптимальных доз азота (N60-120) содержание нитратов в кочанах существенно не изменялось (242-366 и 291-414 мг/кг соответственно). Внесение высоких доз азота (N180-240) привело к накоплению большого количества нитратов. Содержание NO3 – по раннеспелому сорту «Номер первый грибовский 147» достигло ПДК (900 мг/кг до 01.09), а по среднепозднему сорту «Подарок» – превысило ПДК (с 01.09 – 500 мг/кг). Высокий уровень нитратов был зафиксирован по среднему сорту «Слава 1305» и позднему сорту «Амагер» – 730 и 475 мг/кг соответственно.

В листовых овощах, характеризующихся высокой аккумулирующей способностью и коротким вегетационным периодом, азотные удобрения в дозе 60 кг/га не повышали концентрацию нитратов. Как умеренные (N120), так и повышенные (N180) дозы азота значительно повысили уровень нитратов (1 315-1 945 мг/кг). Дальнейшее увеличение дозы азота до 240 кг/га привело к избыточному накоплению нитратов в салате (2 510 мг/кг) и укропе (2 136 мг/кг) при ПДК для этих культур на уровне 2 000 мг/кг сырой массы.

Содержание нитратов в плодах пасленовых культур при небольших дозах азота (N45-90) находилось на уровне фосфорно-калийного фона (36-71 мг/кг), а внесение повышенных доз (N135-180) увеличило его в 1,8-2,2 раза.

Применение возрастающих доз азотных удобрений (45-180 мг/кг) способствует увеличению содержания нитратов в плодах тыквенных культур в 1,4-2,9 раза по сравнению с фоновым вариантом P90K90. При этом наименьшее их количество отмечено у огурца (36-65 мг/кг), а наибольшее – у кабачка (136-233 мг/кг).

В удобренных азотом вариантах наблюдалось повышение уровня нитратов в плодах тыквы (140- 164 мг/кг) и патиссона (180 мг/кг). В репчатом луке при внесении азота в дозах 60-120 кг/га д.в. содержание нитратов не превышало ПДК (80 мг/кг), а при использовании доз азота 180-240 кг/га оно резко увеличилось до 135-166 мг/кг.

Под влиянием азотных удобрений концентрация нитратов увеличилась в луке-шалоте в 1,3- 1,8 раза, в чесноке – в 1,2-1,7 раза. Содержание нитратов в столовых корнеплодах изменялось пропорционально дозам вносимых азотных удобрений. В моркови при дозе N60 содержалось 116 мг/кг нитратов, при дозе N120 – 158 мг/кг, при дозе N180 – 180 мг/кг, а при дозе N240 – 223 мг/кг.

В корнеплодах редиса при высоком уровне азотного питания концентрация нитратов увеличилась до 1 503-1 787 мг/кг, в редьке – до 1 644-1 669 мг/кг. Применение высоких доз азота под столовую свеклу привело к избыточному накоплению нитратов в корнеплодах (1 501-1 663 мг/кг).

Нужно подчеркнуть, что оптимальное азотное питание не приводит к загрязнению овощной продукции избыточным количеством нитратов.

Результаты наших исследований показали, что заметное влияние на нитратонакопление овощных культур оказывают формы азотсодержащих удобрений. Наибольшее количество нитратов в капусте, укропе и корнеплодах накапливалось при внесении быстрорастворимых форм азотных удобрений, особенно аммиачной селитры. Следует отметить, что при дозе N120 различия по содержанию нитратов в вариантах с быстрорастворимыми формами азотных удобрений незначительны. При дозе N240 в варианте с аммиачной селитрой по всем культурам отмечено сверхнормативное накопление нитратного азота.

nitrats4Высокое содержание нитратов, но в пределах нормы, отмечено при внесении мочевины и сульфата аммония. Наименьшее количество нитратов в овощах, как при дозе N120, так и при дозе N240, содержалось при внесении медленнодействующей формы азотных удобрений. Так, при внесении 240 кг/га под капусту раннюю концентрация NO3 в кочанах составила: в варианте с мочевиной – 701 мг/кг,с  аммиачной селитрой – 797 мг/кг, КФУ – 400 мг/кг.

Немаловажное значение в нитратонакоплении культур имеют способы внесения удобрений.

При локальном внесении азотных удобрений, при котором на 25-50% уменьшаются дозы азота, в растениях отмечено значительное снижение содержания нитратов. Так, в кочанах капусты при внесении N180 вразброс количество нитратов составило 440 мг/кг, а при уменьшении этой нормы в 2 раза путем локально-ленточного внесения оно снизилось до 305 мг/кг.

Отмечено некоторое повышение уровня нитратов (478 мг/кг) в варианте N135 (75% от полной нормы), что, видимо, связано с высокой концентрацией минерального азота непосредственно вблизи корневой системы растений и интенсивным его потреблением.

В опытах со столовой свеклой применение азотных удобрений локально снижало нитраты в корнеплодах на 33-45%. Другая положительная сторона локального способа – экономия дорогостоящих азотных удобрений, что очень важно в условиях рыночных отношений.

Существенную роль в регулировании азотного питания и нитратонакопления растений играют сроки азотных подкормок. Использование подкормок в дозах 30-60 кг/га д.в. в начале формирования продуктивных органов, а также в период их интенсивного роста, оказывает положительное влияние на продуктивность растений и способствует получению урожая с низким уровнем нитратов.

Запаздывание с азотными подкормками, что нередко случается в производстве из-за экономических и организационных трудностей, приводит к ухудшению качества овощей.

Исследования специалистов КазНИИКиО показали, что на содержание нитратов в овощной продукции также влияют предшественники, густота стояния растений, режимы орошения, сроки уборки урожая и другие факторы.

Формирование оптимальной густоты стояния растений в посевах овощных культур, соблюдение овощных севооборотов с правильным выбором предшественников, своевременное проведение уборочных работ способствуют получению продукции с низким и допустимым содержанием нитратов. Значит, необходимо строго соблюдать агротехнологии.

 

Т.Е. Айтбаев, д.с-х.н.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *