Проблема токсичного накопления опасных элементов и соединений в сельскохозяйственной продукции

 «Кристаллин» (растворин), удобрение комплексное содержит 3 или 4, в зависимости от марки, элемента питания – азот, фосфор, калий и магний.

Выпускается две марки: А 10-5-20-6 и В 20-16-10. Цифры обозначают содержание действующего вещества в процентах по азоту, фосфору, калию и магнию.

  Кристаллин полностью растворяется в воде. При выращивании огурца предпочтительнее использовать марку «А», содержащую в легкодоступной форме магний. Кристаллин марки «В» лучше применять при остром недостатке азота и фосфора, а также вносить его в смеси с другими удобрениями. Концентрация растворов, используемых для подкормок, не должна превышать 0,2 %, то есть общая масса кристаллина берётся не больше 20 гр. на ведро воды [25].

При внесении азотных удобрений в почву следует отдать предпочтение медленно действующим формам (карбамидфо     мочевиноформальдегидные) ,  гранулированным и капсулированным. Важно, чтобы азот поступал в растения в течение длительного времени. Гранулы, покрытые специальными веществами, снижают растворимость удобрений в почве. Применение медленнодействующего мочевиноформальдегидного удобрения (МФУ) снижает содержание нитратов в капусте белокочанной поздней и свекле столовой.

Вследствие отрицательного влияния высокого содержания нитратов в почве и растениях, возникла проблема подавления активности нитрифицирующих микроорганизмов. Повышению эффективности использования азотных удобрений способствует применение ингибиторов нитрификации. Наиболее известны как ингибиторы три  соединения: дициандиамид (дидин), препарат 2 хлор-6 трихлорметил пирин, производимый в США с торговым названием нейрапирин (N-Serve), и японский препарат 2-амино 4-хлор 6-метил пиримидин, выпускаемый под торговым названием АМ. Доза применения АМ 2-3 % от азота удобрений [25].

Содержание нитратов в овощах снижается в 2,4 раза при применении в качестве удобрения аммиачной извести, из которой образуется дидин - ингибитор процесса нитрофиксации. Данный ингибитор подавляет процесс расщепления аммония в течение нескольких недель. Он безопасен для почвы и растений, постепенно превращается в соединения, используемые растениями. Применение ингибитора нитрификации N-Serve в дозе 0,5-1 %  от азота удобрений при выращивании редиса и капусты китайской в защищенном грунте способствовало в продукции снижению нитратов соответственно на 5-22 и 15- 34%. В качестве ингибитора используют и КМП (супергранулы мочевины) в дозе 2 %. Под влияние КМП возрастает масса корнеплодов и уменьшается концентрация нитратов у редиса в 1,4 раза, а у редьки в 2,6 раз.

 В  большей мере следует использовать  компосты из материалов, богатых углеводом (остатки растений, листья, солома). Они связывают избыточный азот в соединения, медленно усваивающиеся растениями.

Один из основных путей интенсификации овощеводства является применение минеральных удобрений. Но при этом, наряду с увеличением урожайности, происходит накопление нитратов в съедобной части овощей.

 В  Казахстане разработана система диагностики азотного питания овощных растений с учётом минерализующей  способности почвы, позволяющая получать качественную продукцию на пойменных землях. На почвах с содержанием гумуса 3,5-4,5 % оптимальная доза азота для капусты белокочанной 90-150 кг/га (90- 150 г/10 м2), на более плодородных – 30-60 кг/га (30-60 г/10 м2). Под капусту белокочанную раннюю дозы снижают на 20 – 25%. Причем 2/3 этой дозы рекомендуется внести под посевную обработку почвы, а остальное количество – в подкормку. На торфяных почвах азотные туки вообще применять не следует [26].

 Огурец, по сравнению с другими овощными  растениями, характеризуется низким содержанием нитратов ( 15 – 259 мг/кг сырого вещества в плодах ) и даже при внесении больших доз азота они увеличиваются очень не значительно.Оптимальная доза внесения азотных удобрений 90 кг/га ( 90 г на 10 м2 ).

 При  выращивании моркови с увеличением  дозы вносимых удобрений увеличивается содержание нитратов с 52 до 263 мг/кг. Рекомендуют на илистых почвах использовать в качестве удобрения сернокислый аммоний в дозе 40 кг/га один раз перед посевом семян. В корнеплодах моркови сортов «Несравненная», «Шантанэ 2461», «Нантская», «Бирючекутская 415», выращенных на обыкновенном черноземе, без внесения азота, нитратов содержится от 86 до 733 мг/кг, на фонах N180P180 – 56 – 978, N360P180 – 177 – 2114 мг/кг сырого вещества ( ПДК 300 мг/кг ). Количество азота под морковь ограничивается до 50 -70 кг/га ( 50 – 70 г/10м2 ) [27].

 В  некоторых странах морковь для  детского питания на торфяниках  вообще не выращивают, отдавая предпочтение минеральным землям. Прежде всего это касается и среднемощных торфяников в первые 10 – 15 лет их использования, когда процессы минерализации азотсодержащих органических соединений достигают максимального напряжения. На таких массивах плохим качеством отличаются не только морковь, но и другие овощи. Под свеклу столовую на пойменные почвы с содержанием гумуса 3,5 – 4,5% вносят дозу азота 12 кг/га ( 120 г/10м2 ). На большинстве плодородных почв она составляет всего 30 – 60 кг/га ( 30 – 60 г/10м2 ).

Под картофель рекомендуют вносить до 80 г/10м2 азота. Аммиачные формы азота не следует вносить под него, поскольку содержание нитратов в клубнях при этом заметно возрастает. Временное подщелачивание реакции среды активизирует микробиологические процессы и разложение органического вещества почвы. В итоге в корнеобитаемом слое почвы накапливается повышенное количество усвояемого азота.

 Особое  внимание следует обращать на  выращивание зеленых растений (салат  кочанный, шпинат, кресс – салат ). Под них необходимо вносить  не более 50 кг/га азота. При внесении азотных удобрений 160 кг/га ( 160 г/10м2) в салате содержание нитратов повышается до 1100 – 2400 мг/кг. Самое низкое содержание их отмечено при применении удобрений, содержащих азот в аммонийной форме. Однако соотношение аммонийной и нитратной форм азота в применяемых азотных удобрениях должно быть 1:1. Увеличение же содержания аммонийной формы приводит к снижению урожайности салата[28].

При выращивании шпината, удобрения  (азотные) в количестве 70 – 100 кг/га, способствует накоплению нитратов до 250 мг/кг, а при увеличении дозы удобрений в 3 раза содержание их возрастает до 4000 мг/кг. Повышение урожайности сопровождается увеличением содержания нитратов и уменьшением железа ( со 100 до 64 мг ), а также значительным ухудшением качества продукции.

По данным голландских ученых, количество усвояемого нитратного азота в верхнем слое почвы (0 – 0,6 м ) не должно превышать 225 кг/га ( 225 г/10м2). Кислотность почвы не должна быть ниже 6. Шпинат лучше выращивать в весенний период и не следует слишком торопиться со сбором урожая. Убирать желательно в прохладный, но ясный день[29].

2.4 Технологические приемы, снижающие содержание нитратов

Освоение современных технологий выращивания овощных растений основано на интенсивных факторах, среди которых важное значение приобретают органические и минеральные удобрения, способы посева, густота, сроки уборки урожая. В связи с этим  вызывает особую остроту проблема сохранения качества продукции и поступления вредных веществ в организме человека. Нарушение параметров технологических процессов и влияние других факторов приводит к избыточному накоплению в продукции нитратов, остатков пестицидов, тяжелых металлов, радионуклидов и  т.д .

Разработка и освоение современных технологий выращивания овощных растений предусматривает комплекс приемов, направленных на предотвращение экологической деградации окружающей среды, на резкое снижение содержания вредных для человека веществ в продукции. В настоящее время  актуальны исследования, направленные на выявление эффективных технологических приемов, способствующих получению высокого урожая при хорошем и безопасном для человека качестве продукции.

 Научно обоснованное ведение сельского хозяйства, включающее севооборот, рациональное применение удобрений, обеспечивающее сбалансированное по элементам и оптимальное по срокам питание растений, обеспечивает как стабильные урожаи, так и высокое качество продукции.

При выращивании овощных растений необходимо выбирать участки, исключая затененные места. Важную роль играет также предшественник. Пример :  при выращивании огурца для свежего потребления, не следует размещать его после трав многолетних, капусты белокочанной, выращенной на удобренном и гербицидном фонах [29].

Снижается содержание нитратов в салате и шпинате при локальном внесении минеральных удобрений. При внесении азота вразброс в салате – 173 мг/кг, в шпинате 146 мг/кг, а если локально, то 51 и 104 мг/кг. Та же закономерность появляется и при повышении дозы азота. При заделке в почву лентами на глубину 10 – 12 см аммонийных или амидных удобрений повышается урожайность овощных растений и снижается содержание в продукции нитратов. Предпосевное замачивание семян в растворах микроэлементов и рост – регуляторов способствует лучшей усвояемости нитратов и тем самым тормозит их накопление в растениях.

Внесение гербицидов при выращивании огурца (диал , аланин) не влияет на содержание нитратов независимо от нормы их применения. Содержание нитратов в корнеплодах моркови и столовой свеклы уменьшается при выращивании их на безгербицидном фоне с использованием только последействия удобрений, внесенных под предшественник.

Оптимальный срок посева при посадки овощных растений обеспечивает лучшее вызревание овощей и получение экологически безопасной продукции. Качество урожая ухудшается при запаздывании с посадкой картофеля. В этом случае растения не могут реализовать потенциальные возможности по созданию высокого урожая. Поступившие в клубни нитраты не успевают превращаться в органические соединения и накапливаются в свободном состоянии. Поэтому все технологические приемы должны быть направлены на то, чтобы картофель дольше вегетировал. К ним относятся: прогрев и проращивание клубней, оптимальные сроки посадки,  защита наземной массы от фитофторы, недопущение ее раннего скашивания.

Поскольку посеянные в разное время растения развиваются неодинаковых условиях, нитраты в них накапливаются по разному. Если в созревшей моркови, семена которой были посеяны 10 – 12 мая, содержалось 145 мг/кг нитратов, то в посеянной на 11 –12 суток позже – уже 357 мг/кг. Такая же закономерность наблюдается и при выращивании капусты белокочанной.

Наименьшее количество нитратов у моркови, выращенной на пойменной почве, наблюдается при густоте 1,5 млн. шт./га . Как увеличение, так и уменьшение густоты растений приводит к возрастанию концентрации нитратов. При густоте растений лука репчатого 2 млн. на 1 га, нитрата наблюдается больше, чем в луковицах, выращенных при густоте 1,6 – 1,8 млн [30].

Важным резервом повышения урожая овощных растений, особенно с

использования орошения, является применение подкормки в процессе вегетации. Однако этот технологический прием приводит к повышению содержания нитратов в выращенных продуктах. Так, содержание нитратов в капусте, выращенной при одноразовом внесении азотных удобрений ( 130 кг/га ), составило 217 мг/кг, в то время как при внесении этого количества удобрений в 2 срока (70 + 60 кг/га) содержание нитратов возросло до 257 мг/кг. Аналогичные результаты получены и при выращивании моркови.

 Для позднеспелых овощных растений максимум потребления азота приходится на начало – середину июля. Капуста в это время использует за сутки азота до 12 кг/га, свекла – до 50 кг/га, морковь – до 5 кг/га. После образования продуктовых органов поглощение его растениями резко падает, следовательно подкормка таких растений азотом должна проводиться в конце июня – начале июля т.е. за 1,5 – 2 месяца до уборки. Внесение азотных удобрений в период массового созревания кочанов и корнеплодов приводит к избыточному накоплению нитратов растениями [31].

 Овощные растения при использовании в качестве подкормки аммония развиваются быстро и равномерно, содержат большое количество сухого вещества и малое количество нитратов, чем при применении селитры. Дробное применение азотных удобрений при выращивании салата приводит к увеличению содержания в растениях как общего, так и белкового азота. При внесении удобрений важно соблюдать соотношение между азотом, фосфором, калием. Если в тканях установлено больше, чем нужно количество азота, следует подкормить растения фосфором и калием.

Подкормка калийными удобрениями во второй половине вегетации снижает содержание нитратного азота, особенно в свекле столовой, с 1560 мг/кг до 363 мг/кг. В защищенном грунте хорошие результаты дает некорневая подкормка растений аммонийным азотом т.е. опрыскивание их 0,1 - 0,5 % раствором этих удобрений.  Следует также отметить, что оптимальный режим орошения способствует умеренному и равномерному азотному питанию растений, значительно снижая накопление нитратов. Чрезмерное иссушение или переувлажнение почвы приводит к накоплению нитратов в растениях  почвы приводит к накоплению нитратов в растениях.

Срок уборки урожая оказывает влияние на содержание нитратов в овощах. Количество их в различных органах зависит от их возраста. Концентрация нитратов достигает больших величин на ранних стадиях развития растения. Молодые органы содержат повышенное количество нитратов вследствие более активного их поступления по сравнению с процессами ассимиляции[31].

Уборку овощей лучше проводить в солнечные, но не жаркие дни, причем только во второй половине дня ( лучше всего с 15ч до 17ч ). В это время суток количество нитратов в растениях почти в 2 раза меньше, чем утром. Собирать следует только полностью созревшие овощи и хранить их в благоприятных условиях. Ранние сроки уборки особенно влияют на увеличение содержания нитратов в продукции в связи с незавершенностью метаболических процессов. Это вызвано несколькими причинами: во-первых – корневая система молодых растений интенсивнее поглощает питательные вещества, во-вторых, для восстановления нитратов и дальнейшего использования аммиака необходимы углеводы, содержание которых увеличивается в более поздних стадиях, в-третьих, по мере роста и развития растений повышается расход веществ, включая и азотсодержащие соединения, на построение новых тканей и органов. Учитывая сказанное, следует тщательно контролировать количество овощей, убираемых на пучковую продукцию. У растений, урожай которых в течение периода плодоношения убирается многоразово, содержание нитратов выше в продукции первых сборов. Что касается плодов томата, формирование которых происходит за счет оттока питательных веществ из листьев, то их способность накапливать нитраты невелика. Их лучше употреблять в пищу в совершенно зрелом виде. При уборке томатов в конце сентября, концентрация нитратов в плодах на 70% ниже, чем при уборке в августе.