Отравления примесями, содержащимися в пищевых продуктах. Санитарно-гигиенический контроль качества сельскохозяйственных культур, выращенных при использовании современных агротехнологий
ПРИЧИНЫ НАКОПЛЕНИЯ НИТРАТОВ В РАСТЕНИЯХ
Сельское хозяйство занимает важное место в структуре национальной экономики Беларуси. Оно призвано обеспечивать население страны высококачественным продовольствием, т. е. быть гарантом продовольственной безопасности и снабжать пищевую промышленность в достаточном количестве необходимым сырьем. В структуре валовой продукции сельского хозяйства в последнее десятилетие вырос удельный вес продукции растениеводства. Сельское хозяйство в личных подсобных и крестьянских (фермерских) хозяйствах также имеет растениеводческое направление.
Для полного удовлетворения потребности страны в продовольствии необходимо ежегодно производить около 1 тонны зерна на каждого жителя. Беларусь располагает значительными возможностями для увеличения валовых сборов зерновых и технических культур, картофеля и овощей, а также кормов для животноводства. Основным источником роста продуктов является повышение урожайности на основе интенсификации производства.
Достаточное увлажнение почвы обеспечивает в Беларуси высокую эффективность использования минеральных удобрений в сочетании с органическими. Переход к интенсивному производству на наиболее плодородных почвах позволяет повысить урожайность в 2,5–3 раза.
Перед работниками сельского хозяйства поставлена задача выращивания зерновых культур с потенциальной урожайностью в 1000–120 ц/га, в том числе пивоваренного ячменя, отвечающего требованиям пивоваренных стандартов (с содержанием белка не более 10,5 %) — урожайностью 70–75 ц/га, кукурузы на зерно — 100 ц/га, картофеля — 350–400 ц/га, сахарной свеклы — 500–600 ц/га и зернобобовых — 50–60 ц/га. С этой целью в сельском хозяйстве республики из года в год растет применение минеральных и органических удобрений, которое является определяющим фактором интенсификации земледелия.
Удобрения дорожают во всем мире, но отдача от них возрастает с большим ускорением и составляет в развитых странах 12–15 кг и более зерна на 1 кг действующего вещества удобрений. С повышением наукоемкости и, соответственно, точности агротехнологий повышается качество и количество продукции, а также ее экологическая безопасность.
В последние 40–50 лет широко используются азотсодержащие удобрения. Растения усваивают азот из почвы. При правильном азотном питании растения хорошо растут и развиваются. Азот используется для синтеза белков — основы жизнедеятельности всякого организма. Рост и развитие, образование новых листьев, корней, цветков, плодов и других органов зависят от достаточного поступления этого химического элемента. У плодовых деревьев и ягодных кустарников он не только повышает урожай, но и улучшает качество плодов. При недостатке в почве азота растения растут слабо, плохо развиваются и ветвятся, становятся тонкими. Листья мельчают и приобретают желтоватую окраску. Недостаток азота отражается также и на урожае: ослабляется процесс закладки и развития цветочных почек, завязывания плодов, ягод, образовавшиеся завязи плодов и ягод осыпаются. Азот усваивается растениями после нитрификации — процесса превращения азотсодержащих веществ в форму, пригодную для усвоения высшими растениями: аммиак → нитриты → нитраты. Нитрификация повышает плодородие почв. Растения усваивают из воздуха не молекулярный азот (N2), а только связанный. Соединения азота (оксиды и азотная кислота) в небольших количествах образуются в атмосфере — с осадками на 1 га площади в год поступает 2,5–4 кг связанного азота. Однако этого недостаточно для нормального роста и плодоношения культурных растений, поэтому используется дополнительное обогащение почвы азотом — внесение минеральных азотсодержащих удобрений. Минеральные азотные удобрения подразделяют на следующие группы:
· аммиачные: аммиак (NH3; безводный и водные растворы) и его соли — прежде всего сульфат и хлорид аммония ((NH4)2SO4 и NH4Cl);
· нитратные: селитры — натриевая (NaNO3), калиевая (КNО3) и кальциевая (Ca(NO3)2); промышленностью также выпускаются аммиачно-нитратные удобрения, например аммиачная селитра (NH4NO3);
· амидные: цианамид кальция (CaCN2) и мочевина, или карбамид (NH2CONH2).
Мочевина при взаимодействии с водой в конечном счете тоже превращается в аммиак. Наряду с ним получается диоксид углерода, который также является питательным веществом для растений (NH2CONH2 + Н2О = = 2NН3 + СО2).
Бывают случаи перенасыщения почвы азотными удобрениями из-за нерационального их применения или несоблюдения регламента агрохимических мероприятий.
Существует ошибочное мнение, что использование органических удобрений снижает количество нитратов в растениях. Однако органические удобрения, в том числе и навоз, содержат большое количество азота, который легко превращается в нитриты. Избыток азота в почве не всегда правильно используется растениями. Неблагоприятные погодные условия, недостаток света и тепла ранней весной существенно снижают активность фотосинтетических процессов, а на фоне усиленного азотного питания, заставляют растения накапливать неиспользованный нитратный азот «впрок». Растения обладают способностью поглощать из хорошо удобренной почвы в несколько раз больше азота, чем его требуется для их развития. Эти излишки азота накапливаются в клеточном соке.
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. В разные периоды вегетации ход процессов обмена азотистых веществ протекает по-разному: наиболее интенсивно азот поглощается во время роста и развития стеблей и листьев, а при созревании семян его потребление из почвы практически прекращается. Белковые соединения, синтезированные в вегетативных частях растения, подвергают гидролизу, продукты которого оттекают в репродуктивные органы, где вновь используются для синтеза белка. Нитраты, поступившие в этот период в растение, не превращаются в белки, а накапливаются в неизменном виде.
В норме плоды, достигшие полной (биологической) зрелости, уже не содержат нитратов — произошло полное превращение соединений азота в белки. Но у многих овощей ценятся именно незрелые плоды (огурцы, кабачки). Отмечено, что огурцы, выращенные в теплицах в ранневесенний период, накапливают нитратов значительно больше, чем грунтовые летние.
Удобрять такие культуры азотными удобрениями желательно не позднее, чем за 2–3 недели до уборки урожая. Кроме того, полному превращению нитратов в белки препятствует плохая освещенность, избыточная влажность и несбалансированность питательных элементов (недостаток фосфора и калия).
Способность к накоплению нитратов у разных растений неодинакова. Наиболее выражена она у листовых овощей — салатов, капусты, зеленых культур, а также у корнеплодов, в меньшей степени — у томата, баклажана, перца. Тыквенные культуры — кабачок, патиссон, огурец, тыква, арбуз и дыня — склонны к накоплению нитратов и наиболее чувствительны к изменению внешних условий выращивания. Количество накопленных нитратов во многом определяется сбалансированностью минерального питания, интенсивностью освещенности, температурным режимом и влажностью, а также сортовыми особенностями.
Овощи и картофель — основные поставщики нитратов в организм человека. При сбалансированном пищевом рационе на их долю приходится около 70 % суточной дозы, остальное попадает с водой, мясными и другими продуктами.