Geum.ru

План оглавление: Введение. Об азоте и нитратах. Азот в природе и его превращения. Основные источники нитратов в нашей пище

Вид материалаРеферат
Подобный материал:

Определение нитратов в овощах




Авторы-

Тимошенко Алена Николаевна,
ученица 10 класса МОУ СОШ № 17

Воленко Алиса Сергеевна,
ученица 9 класса МОУ СОШ № 11


Руководитель-

Воленко Елена Николаевна,

учитель биологии и химии МОУ СОШ № 17


Павловский район

село Краснопартизанское

2007 год.


Определение нитратов в овощах.


План – оглавление:


1.Введение.

2.Об азоте и нитратах.

2.1. Азот в природе и его превращения.

2.2. Основные источники нитратов в нашей пище.

2.3. Токсикология нитратов.

3.Методика обнаружения нитратного азота.

4. Содержание нитратов в овощных культурах.

5. Заключение.

6. Список литературы.

7. Приложения.

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.


1. Введение

Проблема нитратов появилась во второй половине двадцатого века. По данным ООН, только за период с 1962 по 1972 г. производство азотных удобрений возросло с 16 до 42 млн. т, соответственно этому возросло применение их и содержание в продуктах питания, воде и окружающей среде. Азот – один из основных элементов, необходимых для растений. Он входит в состав всех белков, нуклеиновых кислот, ферментов и других важных компонентов растительной клетки и тканей. Главным источником азота служат соли азотной кислоты (нитраты), и соли аммония (аммиачные соединения). Без существенного вреда для растений нитраты могут накапливаться в значительных количествах. Они исполняют роль резервного азота для синтеза аминокислот и белков в растениях.

Т. И. Шманаева и М. В. Литвиненко в работе «Качество овощей и химизация», отмечают, что поглощение азота овощными растениями происходит в течение всей вегетации, но с неодинаковой скоростью. В первый период жизни (40-50 дней после посева) овощи используют 10-22% всего потребляемого азота, а в период интенсивного роста вегетативной массы – 60-72%, резко снижая его использование после образования продуктивных органов. В соответствии с этим следует распределять дозы в процессе вегетации, чтобы при созревании кочанов, корнеплодов, плодов создавался минимум его содержания в почве. Азотное питание оказывает большое влияние на рост и развитие растений: усиливается формирование листового аппарата, более активно идет процесс фотосинтеза, лучше формируется репродуктивная сфера и в конечном итоге – урожай. Однако, как отмечает в автореферате «Оптимизация содержания нитратов в овощах и картофеле, выращиваемых на черноземе выщелоченном Кубани» Г. М. Лесовая, при внесении повышенной нормы азотного удобрения увеличивается накопление биомассы, а содержание хозяйственно – ценной части в общем биологическом урожае снижается.

Об этом же пишет в работе «Овощи и плоды в питании» В. А. Доценко: «Минеральные удобрения позволяют повысить валовый сбор урожая. Но количество пищевых продуктов еще не решает проблему питания человека, так как не менее важным является их качество. Существенное значение при этом имеет накопление минеральных и других веществ в продуктах. Применение удобрений без учета может привести не только к физико – химическим и органилептическим изменениям продуктов питания, но и придать им токсические свойства, особенно при накоплении в них высоких количеств нитратного азота».

Проблема вредного влияния повышенных доз нитратных и нитритных форм азота обсуждалась Продовольственной комиссией ООН, Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и Академией Медицинских наук. Решением этой проблемы занимаются медики, работники сельского хозяйства, агрохимики и селекционеры.

Р. Д. Габович, Л. С. Припутина в работе «Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ» пишут, что нитраты, нитриты и другие азотсодержащие соединения в настоящее время привлекают особое внимание гигиенистов.

Во – первых, это вызвано тем, что увеличение применения азотных удобрений привело к возрастанию уровня нитратов в почве и в используемых для водоснабжения грунтовых и поверхностных вод.

Во – вторых, нитраты широко применяются в качестве пищевых добавок.

Систематическое поступление в организм повышенных количеств нитратов, чревато неблагоприятными сдвигами в жизнедеятельности организма, возрастанием риска онкологических заболеваний. Согласно данным Международной организации ВОЗ при ФАО допустимая норма нитратов составляет 5 мг в сутки на 1 кг массы человека. Для человека массой 60 кг это соответствует примерно 220 мг (Я. Пругар, А. Пругарова «Избыточный азот в овощах»).

Данные Г. Б. Барсельянца (1981) свидетельствуют о способности овощных культур к селективному накоплению нитратов. Так, при одном и том же уровне нитратов в почве

(80 мг/кг на глубине 15 – 30 см) их содержалось (в мг/кг): в помидорах -115; в огурцах – 120; в картофеле – 220; в капусте – 280; в столовой свекле – 420. Поэтому, даже при умеренном применении удобрений источником 80 – 90% суточного количества нитратов для населения служат овощи и зелень.

Анализируя мировой опыт (Т. Н. Шманаева, М. В. Литвиненко), приходится признать, что ущерб, приносимый безграмотным применением удобрений, не может сравниться с пользой от них. Широкое применение минеральных туков, их доступность способствуют вытеснению органических удобрений с полей и содержания гумуса в почве. Чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды, необходимо строго регулировать применение минеральных удобрений, иметь четкие технологии, соответствующие данному региону и почвенным условиям. Но так как рассчитывать на то, что повсеместно будут правильно применять все рекомендации, трудно. Поэтому необходим строгий повсеместный контроль над качеством продукции.

В своей работе мы взяли для исследования на предмет количественного определения нитратов, овощные культуры, выращиваемые арендаторами на полях акционерного общества «Рассвет» села Краснопартизанского Павловского района,

овощи, купленные на рынке у частных лиц, а для контроля - овощи, выращенные без применения удобрений на собственных приусадебных участках.

Учитывая актуальность данной темы, связанной с тем, что повышенное содержание нитратов в продуктах питания опасно для здоровья человека, целью нашего исследования было определение содержания нитратов в отобранных образцах, установление, не превышает ли это содержание предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных Министерством здравоохранения.

Для достижения поставленной цели, нами решались следующие задачи:

- пользуясь методикой по обнаружению нитратов, определение их примерного содержания в овощных культурах;

- сравнение содержания нитратов в овощах, выращенных для продажи населению с контрольными образцами, а также вывод о том, не превышает ли это содержание ПДК;

- обобщение основных правил, руководствуясь которыми можно уменьшить содержание нитратов, поступающих в организм с пищей.

На основании проведенных исследований, мы считаем своим долгом, проинформировать широкую общественность о проблеме избыточного содержания нитратов в овощах. Необходимо выступить с лекциями перед учащимися школ района, в которых сообщить о результатах, полученных при проведении нашей исследовательской работы (Приложение ). Кроме того, мы планируем выпускать информационные листки (Приложение ), рассказывающие о распределении нитратов в овощах, и влиянии повышенной концентрации их на здоровье людей.


2. Об азоте и нитратах.

2.1. Азот в природе и его превращения.

Азот является основным элементом для всех форм жизни. В процессе круговорота азота в природе при расщеплении белков и других азотистых веществ живой массы выделяется аммиак. Нитрифицирующие бактерии окисляют его до нитратов, а те в свою очередь превращают в нитриты. Под действием денитрифицирующих бактерий последние превращаются в азот, который снова попадает в атмосферу. В почву азот поступает с различными видами удобрений, остатками растений, аммониевыми и азотнокислыми солями, содержащимися в дождевой воде.

Органический азот почвы в зависимости от степени минерализации подразделяется на гидролизуемый и негидролизуемый, причем преобладает негидролизуемый. Гидролизуемый азот – важнейший источник минерального азота в почве, на его долю приходится примерно 2-5% общего содержания азота в почве. Он содержится в почве главным образом в виде катиона NH4 и аниона NO3. Аммониевый ион удерживается в почве за счет сорбционных сил. Нитрат – ион, наоборот, легко растворяется в воде и поэтому легко вымывается из почвы. Процессы образования органического азота и иммобилизация минерального азота – тесно взаимосвязаны. Минерализация представляет биологическое превращение органических азотсодержащих соединений в минеральные формы, а иммобилизация, наоборот, превращение минерального азота в органические азотсодержащие соединения. Оба эти процесса осуществляются благодаря жизнедеятельности микроорганизмов.

Среди различных форм иммобилизации азота, важнейшей, без сомнения, является ассимиляция его растениями.

Ни одна из форм минерального азота не может непосредственно включиться в белок, вначале она должна быть трансформирована через кетокислоты в молекулу аминокислоты. Все эти процессы являются анаболическими и эндотермическими и протекают за счет энергии, выделяющейся при окислении углеродсодержащих органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза и ассимиляции углекислого газа. Поэтому интенсивность окисления аммиака и нитратов непосредственно взаимосвязана с интенсивностью процесса фотосинтеза.

Восстановление нитратов в нитриты и аммиак происходит сразу же после их поступления в растение, в первую очередь в тонких корешках. При избыточном поглощении нитратов растениями лишь 30-50% из них восстанавливается в корневой системе, а остальное количество переходит в стебель и листья.

Растения удерживают ассимилированный ими азот значительно дольше, чем микроорганизмы. Азот выделяется из растений только после сбора урожая и их отмирания, т. е. когда растительная масса становится частью органической массы почвы. На интенсивно используемых почвах растения поглощают на только азот почвы, но и азот вносимых удобрений. Величина поглощения зависит от почвенно – экологических условий, агротехнических мероприятий, вида возделываемой культуры, ее урожайности и, естественно, от количества вносимых удобрений.

Основное условие ассимиляции азота микроорганизмами – наличие и биологическое разложение органической массы с низким содержанием азота. В этом случае микроорганизмы на получают достаточного количества азота из разлагаемой органической массы и вынуждены ассимилировать минеральный азот из окружающей среды. Поэтому интенсивность иммобилизации в решающей степени зависит не только от содержания легкоразлагаемых органических веществ, но в первую очередь от их

структуры.

Небиологическая иммобилизация азота представляет собой неферментативный механизм связывания и превращения минерального азота (в первую очередь аммиачного), который осуществляется тремя способами: фиксацией аммиака содержащимися в иле минералами, фиксацией аммиака органической массой и фиксацией аммиака с помощью других физико – химических процессов.

Химическим путем в почве могут также связываться неорганические соли аммония, нитратов и нитритов. В литературе имеются сведения и о других способах фиксирования азота в почве. Однако они не настолько существенны и поэтому не играют особой роли в превращениях азота в почве.

2.2. Основные источники нитратов в нашей пище.

Наличие нитратов в продуктах питания обусловлено рядом причин. В небольшом количестве они находятся в окружающей среде, обусловливая круговорот азота в природе. В повышенной концентрации они содержатся в почве, как следствие интенсификации производства (внесение удобрений, отходов, переработки сырья животного происхождения и т. д.). Из почвы они попадают в воду и растения. В регионах с развитой промышленностью из-за выбросов в атмосферу вместе с отработанными газами кислородсодержащих соединений азота нитраты накапливаются и в дождевой воде.

Нитриты являются промежуточными продуктами метаболизма азота. В почве они содержатся в очень незначительном количестве, которое может повышаться при нитрификации, а затем снова уменьшаться при денитрификации. Обычно в непораженном болезнями растительном сырье они практически отсутствуют. Нитриты образуются при неправильном хранении растительного сырья или при переработке сырья, содержащего повышенное количество нитратов.

В пищевой промышленности нитраты и нитриты применяются главным образом при консервировании мяса, для улучшения сенсорных показателей мясных изделий и для предотвращения возникновения ботулизма. В мясной промышленности их используют в виде калиевых или натриевых солей для получения красной окраски мяса. Обычно миоглобин, содержащийся в мясе, при варке превращается в серо – коричневый метмиоглобин, под действием же нитрата миоглобин превращается в нитрозомиоглобин, имеющий красную окраску. Он не разрушается в процессе варки, по сравнению с миоглобином более устойчив к воздействию кислорода воздуха. Как указывали в своей работе Р. Д. Габович и Л. С. Припутина «Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ», в пище современного человека доля колбасных изделий возрастает, а это чревато неблагоприятными сдвигами в жизнедеятельности организма человека. В молочной промышленности нитраты применяются для подавления размножения некоторых штаммов бактерий Clostridium, в результате деятельности которых образуются газы, влияющие на текстуру готовой продукции. Молоко и молочные продукты как источники нитратов играют незначительную роль.

Я. Пругар и А. Пругарова в работе «Избыточный азот в овощах» отмечают, что суточное потребление нитратов, без учета их содержания в питьевой воде составляет 107,8 мг в расчете на одного человека. При этом из общего их количества 75% приходится на овощи, около 18% на мясо и копчености и около 10% на остальные продукты.


2.3. Токсикология нитратов.

Потенциальная токсичность нитратов, содержащихся в повышенной концентрации в пищевом сырье и продуктах питания, заключается в том, что они при определенных условиях могут окисляться до нитритов, которые обуславливают серьезные нарушения здоровья, как взрослых людей, так и детей.

В организме человека нитриты образуются в пищеварительном тракте (желудке и кишечнике) или уже непосредственно в полости рта. Поступающие с пищей нитраты всасываются в пищеварительном тракте, попадают в кровь и с ней в ткани. Через 4-12 часов большая часть их (80% у молодых и 50% у пожилых людей) выводится из организма через почки. Остальное их количество остается в организме.

Предполагают, что в кишечнике нитраты превращаются главным образом в соединения аммония.

Следует заметить, что с кровью нитраты вновь поступают в слюнные железы, концентрируются там, и снова поступают, в полость рта.

Концентрация нитратов в слюне пропорциональна их количеству, потребляемому с пищей. Величина этой концентрации влияет на образование нитритов. Восстановление нитратов в нитриты, как у детей, так и у взрослых может протекать уже в полости рта.

65% поступивших в организм нитратов превращается в нитриты. С возрастов интенсивность этой реакции повышается, что, вероятно, связано с изменением состава микрофлоры в полости рта.

Токсическое действие нитритов в человеческом организме проявляется в форме метгемоглобинемии. Она является следствием окисления двухвалентного железа гемоглобина в трехвалентное. В результате такого окисления гемоглобин, имеющий красную окраску, превращается в метгемоглобин, который уже имеет темно – коричневую окраску (Р. Д. Габович, Л. С. Припутина « Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ»). При нормальном физиологическом состоянии

в организме образуется примерно 2% метгемоглобина, поскольку редуктазы эритроцитов взрослого человека обладают способностью превращать образовавшийся метгемоглобин снова в гемоглобин.

Нитриты наиболее опасны для детей грудного возраста. Дело в том, что ферментативная система детей в возрасте 2-4 мес. недостаточно развита. К тому же эмбриональный гемоглобин F новорожденных, на долю которого приходится примерно

85% всего количества гемоглобина, в значительной степени подвержен окислению нитритами, чем гемоглобин А. Возникает опасность заболевания метгемоглобинемией.

Клиническая картина этой болезни сводится к появлению цианоза (темно – синяя или фиолетово – синяя окраска слизистой и кожного покрова), сопровождающегося понижением кровяного давления, сердечной и легочной недостаточностью. Первые признаки болезни наблюдаются при содержании в крови 6-7% метгемоглобина. Легкая форма заболевания проявляется при содержании в крови 10-20% метгемоглобина,

средняя – при содержании 20-40%, а тяжелая – при содержании более 40% метгемоглобина. При тяжелой форме может наступить летальный исход.

Совсем недавно считалось, что этому заболеванию подвержены исключительно дети младшего грудного возраста. Однако затем было доказано, что и дети более старшего возраста и даже взрослые могут поражаться асимтоматической (без клинических признаков) формой метгемоглобинемии. Кроме того, нитраты, особенно в повышенной концентрации, могут влиять на активность ферментов пищеварительной системы, метаболизм витамина А и деятельность щитовидной железы. Нарушается работа сердца

(изменяется электрокардиограмма) и поражается центральная нервная система. Нельзя исключить и возможность аккумулирования нитратов в человеческом организме

(Я. Пругар, А. Пругарова «Избыточный азот в овощах»).

В последнее время медики уделяют большое внимание нитратам и нитритом еще и потому, что они превращаются в организме в конечном итоге в нитрозосоединения, многие их которых являются канцерогенными. Несмотря на то, что пока еще нет прямого клинического или эпидемиологического доказательства канцерогенного действия этих соединений на организм человека, результаты большого количества опытов на различных животных позволяют предполагать возможность такого действия (из 100 испытанных на животных нитрозоаминов 80 оказывают канцерогенное действие). Сложность всего этого процесса заключается и в очень длительном периоде образования раковых опухолей.

Ряд авторов считают, что реакция нитрозирования в человеческом организме подавляется аскорбиновой кислотой. Подобным действием обладают также токоферол

(витамин Е), полифенолы, танин и пектиновые вещества, содержащиеся в овощах.

Некоторые авторы полагают, что аскорбиновая кислота оказывает ингибирующее действие на образование метгемоглобина. Данные опытов, проведенных на крысах, свидетельствуют, что при кормлении их морковью, содержащей 260 мг/кг нитрат ионов,

и капустой, содержащей их 730 мг/кг, концентрация метгемоглобина в крови в обоих случаях была практически одинаковой. Объясняется это более высоким содержанием витамина С в капусте.

Отсюда следует, что постоянное потребление витамина С может воспрепятствовать образованию канцерогенных нитрозоаминов, и наоборот, постоянная низкая его концентрация в организме повышает вероятность заболевания раком.

Важным положительным свойством овощей является наличие в них высокого содержания клетчатки, которая подавляет всасывание нитрозоаминов в кровь в толстой кишке. Можно констатировать, что наличие витамина С и клетчатки в определенной мере может компенсировать повышенное содержание нитратов в овощах.


3. Методика обнаружения нитратного азота.

1.Подготовка материала для исследования.

Исследуемый материал (корнеплоды, плоды, ягоды) очищаем от загрязнений, затем при помощи пресса получаем из него сок, либо кусочки предназначенного для исследования материала растираем в кашицу с небольшим количеством воды при помощи ступки. Растертый материал отфильтровываем. Выжатый сок (или фильтрат) помещаем на капельную пластинку (пластинку с углублениями, предназначенную для капельного анализа).

Капельный метод анализа используют для упрощенных количественных определений различных загрязнителей природной среды, в том числе и нитрат – ионов. Определение содержания нитрат – ионов, основано на их свойстве давать с определенными реактивами цветные реакции, интенсивность которых сравнивают со шкалой стандартных растворов.

При использовании шкалы жидких стандартных растворов размер капель из пипеток капельниц с этими растворами и капель из пипетки для сока (фильтрата) должен быть одинаковым.

2.Приготовление реактивов.

2.1. Приготовление стандартного раствора.

Для получения этого раствора отвешиваем 7,22 г нитрата калия и растворяем в

1 л воды. Этот раствор наливаем в мерные колбы на 100 мл: 10, 25, 50, 100 мл, разводим его водой до метки и добавляем по 4-5 капель толуола (можно хлороформа). Эти растворы будут соответствовать 4 стандартам.

2.2. Приготовление сухого реактива на нитратный азот:

а) сульфат бария – 100 г; б) сульфат марганца (2) – 10 г; в) цинковая пыль – 2 г;

г) сульфаниловая кислота – 4 г; д) нафтиламин – 2 г.

Все реактивы до смешения нужно тонко растереть в ступке. Реактивы б, в, г, д смешиваем каждый в отдельности с реактивом а, затем смешиваем все реактивы вместе так, чтобы состав смешанного реактива был одинаковый. Правильно приготовленный реактив имеет светло – серую окраску. Хранить реактив нужно в темной склянке, плотно закрыв пробкой.

2.3. Приготовление буферного раствора.

К 20 мл ледяной уксусной кислоты и 1 г ацетата натрия добавляем 80 мл воды и тщательно перемешиваем.


2.4. Определение нитратного азота.

В углубления капельной пластинки насыпаем шпателем сухой реактив на азот объемом, равным примерно зерну ржи, и приливаем по 3 капли буферного раствора. В первый ряд капельной пластинки приливаем по 1 капле стандартных растворов, а к остальным приливаем по 1 капле исследуемого сока. Размешиваем смеси и через 1 мин

сравниваем окраску исследуемых соков со шкалой стандартных растворов (см. табл. 1)

Таблица 1.

№ стандартного

раствора.
Нитратный азот

мг/кг сока.
Содержание

нитратного азота.

1
100
Очень низкое

2
250
Низкое

3
500
Умеренное

4
1000
Высокое


Так как для каждой овощной культуры установлены предельно допустимые концентрации (ПДК), то данные из графы «Содержание нитратного азота» (таблица 1), могут не совпадать с тем количественным содержанием, которое мы установили капельным методом анализа. Так, например концентрация нитрат – ионов 500 мг/кг – для белокочанной капусты – умеренная, а для огурцов и томатов – в 3 раза превышает ПДК, следовательно, содержание нитратного азота весьма высокое.


4. Содержание нитратов в овощных культурах.

4.1 Определение нитратного азота в капусте.

Для исследования на предмет обнаружения нитрат – ионов мы взяли фильтраты, полученные из верхних кроющих листьев с трех образцов белокочанной капусты, так как именно их считают индикаторной зоной на содержание нитратов. (Здесь и далее исследовательские образцы будут называться следующим образом: экземпляр, взятый с полей фермерского хозяйства – образец № 1; экземпляр, купленный на рынке у частного лица – образец №2; экземпляр, выращенный на собственном приусадебном участке – контроль).

Результаты капельного метода анализа представлены в таблице 2.


Таблица 2.

№

п/п
Исследуемый

материал
Интенсивность

окрашивания

реактива
Нитратный азот

мг/кг сока
Содержание

нитратного

азота

1.
Образец №1
красное
более 1000
высокое

2.
Образец №2
красное
более 1000
высокое

3.
Контроль
розовое
менее 500
низкое


Данное исследование показало, что содержание нитратов в двух образцах превышает ПДК для данной овощной культуры (согласно установленным нормам, ПДК для капусты составляет 500 мг/ кг).

Скорее всего, такой результат является следствием нарушения технологии выращивания белокочанной капусты, ведь эта культура очень отзывчива на азотные удобрения, но внесение избыточных доз и поздние подкормки вызывают накопление нитратов в кочерыге, центральных жилках и листьях. Опытами установлено, что азотная подкормка в конце июля – начале августа в 1,2-1,5 раза повышает содержание нитратного азота в кочанах капусты. Затягивается также общее формирование урожая, увеличивается количество больных и треснувших кочанов. С увеличением дозы азотных удобрений изменяется количество сухого вещества, сахаров.

Внесение двойных доз азота неблагоприятно сказывается на хранении поздних сортов. Они быстрее трогаются в рост в период хранения, наблюдается большой отход.

Умеренное содержание нитратов в контрольном образце объясняется тем, что существенное влияние на содержание нитрат – ионов оказывают свойства самой почвы: чем богаче она гумусом и общим азотом, тем больше накапливается нитратов в продукции.

Правильное использование агротехнических приемов (внесение органических удобрений в дозах 50-60 т/га, известкование почвы доломитовой мукой для нейтрализации

кислотности удобрений, проведение подкормки 1-2 раза до середины июля, в период созревания – проведение калийной подкормки, полив в течение вегетации) позволит снизить содержание нитратов до безопасного уровня.


4. 2 Определение нитратного азота в моркови.

Морковь – основной поставщик каротина для человека. Это ценный диетический продукт, необходимый для питания детей и взрослых, особенно в зимнее время и весной, когда в нем имеется острая необходимость. Качество моркови определяется не только высоким содержанием каротиноидов, но и наличием сахаров, клетчатки, минеральных веществ, эфирных масел.

Результаты исследования количественного содержания нитратов в отобранных для анализа образцах, представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Исследуемый

материал
Интенсивность

окрашивания

реактива
Нитратный азот

мг/кг сока
Содержание

нитратного

азота

Образец №1
красное
более 1000
высокое

Образец №2
розовое
500
высокое

Контроль
светло - розовое
менее 250
низкое



Согласно результатам исследования, в двух образцах, предназначенных для реализации населению, содержалось повышенное количество нитрат – ионов, так как ПДК для этой овощной культуры – 250 мг/кг.

По сравнению с другими овощными культурами, морковь менее отзывчива на применение минеральных удобрений, поэтому увеличение дозы азотных удобрений не дает существенной прибавки урожая: затраты на проведенные мероприятия не окупаются, при этом еще и снижается качество продукции в результате уменьшения количества сахаров, каротина. Высокие дозы азотных удобрений затягивают вегетацию, созревание корнеплодов и способствуют повышению уровня нитратов.

Между тем, морковь – диетических продукт, используемый для детского питания, поэтому особенно важно при выращивании этой культуры соблюдение агрохимических мероприятий.

Раннюю морковь высокого качества получают при выращивании на низком азотном фоне. Под урожай моркови применяют азотные удобрения в дозах 90-120 кг/га, а на хорошо обеспеченных гумусом – 30-60 кг/га, соотношение азота с фосфором и калием должно быть 2:0,5-0,7:1,7-2. Лучше посевы моркови размещать по последействию органических удобрений, после капусты и других культур, под которые вносились органические удобрения, применять медленно действующие азотные удобрения. Не рекомендуются поздние (после 15 июля) подкормки азотными удобрениями, которые приводят к высокому содержанию нитратного азота в корнеплодах.

Борьба за качество продукции должна начинаться с планирования агротехнических и агрохимических мероприятий и заканчиваться уборкой и правильным хранением полученного урожая.

4. 3 Определение нитратного азота в огурцах.

Огурцы употребляют в пищу в виде недозрелого плода – зеленца. Используются для приготовления консервированных, соленых огурцов, салатов. Несмотря на то, что питательная ценность огурцов невелика, они очень популярны, отличаются высокими вкусовыми качествами. Огурец содержит большое количество щелочных солей, снижающих кислотность желудочного сока, и ферментов, обеспечивающих хорошее усвоение белковых веществ и витаминов группы В.

Результаты капельного метода анализа содержания нитрат – ионов в огурцах представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Исследуемый

материал
Интенсивность

окрашивания

реактива
Нитратный азот

мг/кг сока
Содержание

нитратного

азота

Образец №1
розовое
менее 500
высокое

Образец №2
светло- розовое
более 250
высокое

Контроль
следы
100
очень низкое

Анализ полученных результатов показал, что содержание нитратного азота в первом

образце почти в 2,5 раза превышает ПДК (ПДК для огурцов – 150 мг/кг).

В исследованном соке второго образца также увеличена концентрация нитратов по сравнению с предельно допустимой. Контрольный образец не дал реакцию на нитрат – ионы.

Плоды огурца способны накапливать нитратный азот. Поэтому нужно избегать высоких доз азотных удобрений.

В севооборотах огурец размещают после многолетних трав, овощного гороха, картофеля, ранней капусты. Нельзя его выращивать после тыквенных культур и возвращать на прежнее место ранее, чем через 2-3 года. Высокие урожаи огурца получают при совместном внесении органических и минеральных удобрений. Доза органических удобрений может колебаться от 60-80 до 200 т\га. Во время роста и развития растений проводят подкормки. Первую подкормку – в начале интенсивного роста листового аппарата: 0,5 ц\га аммиачной селитры, 0,5-1 ц/га суперфосфата и 30 ц/га хлористого калия; вторую – в начале цветения теми же дозами удобрений.

Огурец хорошо отзывается на поливы и внесение микроудобрений. Они улучшают развитие растения и повышают урожай.

4. 4 Определение нитратного азота в томатах.

Среди овощных растений томаты стоят по своей значимости на втором месте после капусты. Под ними заняты более 22% всех площадей овощных культур. Тропическое происхождение определило высокую требовательность этой культуры к температуре, которая должна быть не ниже 15 градусов в период цветения.

Плоды томатов используются для приготовления консервов, засола, из них готовят томатную пасту, пюре, соки, салаты и потребляют в свежем виде. Многообразное использование плодов объясняется их высокими вкусовыми, пищевыми и диетическими свойствами. Они содержат значительное количество сахаров, витаминов и каротина.

При проведении анализа на содержание в образцах, взятых для исследования, нитрат – ионов, нами получены результаты, которые мы обобщили в следующей таблице.

Таблица 5.

Исследуемый

материал
Интенсивность

окрашивания

реактива
Нитратный азот

мг/кг
Содержание

нитратного

азота

Образец №1
следы
100
очень низкое

Образец №2
следы
100
очень низкое

Контроль
следы
100
очень низкое



Исследования показали, что во всех образцах содержание нитратов не превышает

ПДК, которое для данной культуры соответствует 150 мг/кг.

Томаты отличаются малым накоплением нитратного азота в плодах. Но при выращивании в теплицах при осенних сроках, в сочетании с плохо промытыми стеклами, содержание нитратов в плодах томатов может увеличиться в 2-3 раза. Для своего исследования мы отобрали образцы, выращенные в открытом грунте в летнее – осенний период, поэтому содержание нитратов не превышало ПДК.

Почву для посадки томатов готовят с осени. Вносят 20-30 т/га перегноя или компоста, 1-2 ц/га аммиачной селитры, 4-5 ц/га суперфосфата, 2-3 ц/га хлористого калия. С осени вносят и фосфорные удобрения. После посадки проводят две подкормки – через

7-10 дней после высадки рассады дают 0,5 ц/га аммиачной селитры, 1,5 ц/га суперфосфата, 0,5 ц/га хлористого калия. Вторую подкормку проводят в период начала роста плодов азотным и калийным удобрением в той же норме. Выполнение этих агротехнических и агрохимических рекомендаций – гарантия высокого качества продукции.


4. 5 Определение нитратного азота в картофеле.

Картофель – ценнейший продукт питания разностороннего использования, питательная ценность которого определяется оптимальным соотношением органических и минеральных веществ, необходимых человеку. В картофеле содержатся ценные питательные вещества – углеводы (сахара, крахмал, клетчатка). Кроме того, в нем

содержатся белки, органические кислоты, эфирные масла, витамины, ферменты. Белок картофеля по биологической ценности стоит выше белков многих других растений благодаря оптимальному соотношению незаменимых аминокислот. Если биологическую питательную ценность куриного белка принять за 100 %, то ценность белка пшеницы составит 64 %, а картофеля – 85 %. Минеральные вещества в составе картофеля представлены целым рядом необходимых организму человека элементов. Это - фосфор,

сера, калий, кальций, натрий, железо, йод и др. Картофель при употреблении в пищу

хорошо переваривается и усваивается. Микроэлементы являются активаторами жизненных процессов организма человека.

Результаты исследования трех образцов клубней картофеля на содержание в них нитрат – ионов, представлены в следующей таблице.


Таблица 6.

Исследуемый

материал
Интенсивность

окрашивания

реактива
Нитратный азот

мг/кг сока
Содержание

нитратного

азота

Образец №1
розовое
500
высокое

Образец №2
розовое
500
высокое

Контроль
следы
100
очень низкое


Для картофеля предельно допустимые концентрации составляют 250 мг/кг. Наше исследование показало, что в образцах, взятых на полях фермерского хозяйства и купленные на рынке, содержание нитратов в 2 раза превышает ПДК. Их накопление происходит при неправильном применении органических и минеральных удобрений.

Картофель с высоким содержанием нитратов хуже хранится, больше поражается грибными и бактериальными заболеваниями. В клубне распределение нитратов неравномерно. Так, в кожуре нитратов больше в 1,5-2 раза, чем в мякоти. В процессе хранения происходит снижение содержания нитратов на 15-25 %.

При выращивании картофеля необходимо применять органические и минеральные удобрения в соотношениях и дозах, определяемых типами почв, механическим составом, обеспеченностью элементами питания. Внесение минеральных удобрений хорошо сочетать с органическими в норме 50-69 т/га. Агротехнические и организационные мероприятия должны способствовать удлинению периода вегетации.


4. 6 Определение нитратного азота в столовой свекле.

Столовая свекла выращивается повсеместно. Основную питательную ценность ее составляет смесь пигментов, главный из которых - красно – фиолетовый пигмент бетанин – биологически активное вещество, влияющее на жизнедеятельность человека.

Исследование образцов на предмет обнаружения нитратного азота, проведенный нами показал в двух образцах высокое содержание нитратов. Это объясняется тем, что столовая свекла отличается большой отзывчивость на внесение минеральных удобрений, особенно азотных. Но так как применяемый нами метод капельного анализа позволяет примерно оценить содержание нитратов по интенсивности окраски сухого реактива, а ПДК для столовой свеклы составляет 1400 мг/кг, то по шкале, предлагаемой методикой, мы не можем достоверно утверждать, что содержание нитратного азота в образцах превышает ПДК. Результаты, полученные при исследовании образцов столовой свеклы, представлены в следующей таблице 7.

Таблица 7.

Исследуемый

материал
Интенсивность

окрашивания

реактива
Нитратный азот

мг/кг сока
Содержание

нитратного

азота

Образец №1
красное
более 1000
высокое

Образец №2
красное
более 1000
высокое

Контроль
розовое
500
низкое


Избежать избыточного количества нитратов можно следующими мероприятиями. Внесение доз азотных удобрений не должно превышать 120-150 кг/га, а на хорошо обеспеченных гумусом и азотом почвах – не белее 80 кг/га. Подкормку столовой свеклы азотными удобрениями проводят только по результатам листовой диагностики или анализов почв не позднее образования корнеплодов и прекращают за 1,5-2 месяца до уборки. Целесообразно часть калия также вносить в подкормку в период массового созревания корнеплодов, чтобы снизить отрицательное действие азотных удобрений. Нельзя допускать изреживания посевов, чтобы исключить образование крупных корнеплодов, накапливающих больше нитратного азота. Выращивать столовую свеклу рекомендуется после удобренных предшественников, после бобовых, капусты и др.


5. Заключение.


Изучение литературы по теме нашего исследования показало, что причина избыточного нитратного азота в овощных культурах - это не только неграмотное применение азотных удобрений при выращивании продукции. На самом деле все гораздо сложнее.

На содержание нитратов в овощах, помимо доз применяемых удобрений, влияют сроки и способы внесения, условия возделывания (перепады температур, влажность, освещенность), вид культуры и сорт. Существенное влияние на содержание нитратного азота оказывают свойства самой почвы: чем богаче она гумусом и общим азотом, тем больше накапливается нитратов в корнеплодах. Важную роль играет форма применяемых азотных удобрений и сроки внесения питательных веществ в подкормки. Максимальное количество нитратов в овощной продукции накапливалось при применении аммиачной и натриевой селитры, а минимальное – при внесении мочевины и сульфата аммония.

Опытами установлено, что азотная подкормка в конце июля – начале августа в 1,2-1,5 раза повышает содержание нитратного азота в кочанах капусты и корнеплодах. Подкормка калийными удобрениями во вторую половину вегетации приводила к снижению нитратного азота, особенно в столовой свекле, с 1560 до 363 мг/кг.

К факторам, влияющим на накопление нитратов овощами, относится густота стояния растений. Увеличение или уменьшение плотности посева моркови приводило к увеличению концентрации нитратного азота в корнеплодах. Аналогичные результаты были получены в опытах со столовой свеклой.

На качество полученной продукции влияет и размер корнеплодов. У моркови лучшее качество корнеплода было при весе его 100-200 г. Больше всего нитратов наблюдалось в крупных корнеплодах моркови и свеклы.

Одним из факторов, влияющих на накопление нитратов, является генетическая особенность сортов. Позднеспелые сорта отличаются меньшим содержанием нитратного азота. Недозрелые овощи содержат значительные количества нитратов.

В своих исследованиях мы отбирали образцы, сходные по внешнему виду, приблизительно одного размера и собранные в одни и те же сроки. Однако, целый ряд факторов (качество почвы, формы применяемых удобрений и т. д.), влияющих на количество нитратов в овощах, нами не учитывались.

По результатам проведенного капельного анализа на предмет обнаружения нитратного азота в овощах, нами сделаны следующие выводы:

- содержание нитрат - ионов в капусте белокочанной, моркови, огурцах, картофеле, взятых на исследование в фермерском хозяйстве, арендующем земли в акционерном обществе «Рассвет» села Краснопартизанское и купленных на рынке у случайных продавцов, существенно превышало ПДК (в 2-2,5 раза). Между тем, овощи, выращенные на наших приусадебных участках и взятые нами на анализ (контрольные образцы) содержат нормальные концентрации нитратов;

- при исследовании томатов, в образцах и контроле содержание нитратов не превышало ПДК. Это связано с тем, что эти овощи, выращенные в открытом грунте, не накапливают избыточных доз нитрат – ионов;

- при исследовании двух образцов столовой свеклы, нам не удалось определить, превышает ли содержание нитратов ПДК. Это связано с тем, что ПДК для свеклы 1400 мк/кг, а в применяемом нами методе мы могли устанавливать концентрации нитратов в пределах от 100 до 1000 мг/кг. Но в любом случае, по изменению окраски сухого реактива, можно судить о том, что в образцах столовой свеклы содержание нитратного азота высокое.

- причинами избыточного содержания нитратов в образцах, являются нарушения агротехнических (соблюдение севооборота, орошение, определение густоты стояния и ее оптимизация, сроки уборки) и агрохимических (рациональная система применения удобрений) приемов выращивания овощных культур, предназначенных для реализации населению через торговые точки. Содержание нитратного азота не превышающее ПДК в контрольных образцах, объясняется тем, что в личных подсобных хозяйствах, хоть и не учитывались при выращивании овощей все перечисленные агротехнические приемы, но и не использовались ни какие минеральные удобрения;

- так как избыточное содержание нитратного азота снижает качество продукции, ухудшает ее сохранность, а также может привести к заболеваниям человека, не говоря уже о загрязнении окружающей среды, санэпидстанциям, районным агрохимическим и контрольно – токсилокологическим лабораториям, обслуживающим и контролирующим продукцию, поступающую в торгово – розничную сеть, нужно усилить контроль за овощными культурами, производимыми арендаторами и частными лицами, выявлять и наказывать недобросовестных производителей.

Б. М. Штабский и др. в работе «Гигиеническая экспертиза пищевых продуктов» так предлагает использовать овощные культуры, в которых содержание нитратов превышает ПДК, но не более чем в 2 раза: «В случае превышения допустимых концентраций нитратов, но не более чем в 2 раза, растительные продукты могут использоваться в условиях максимального рассредоточения. Их рекомендуется применять в общественном питании для приготовления закусок и блюд с многокомпонентной рецептурой, где эти овощи должны составлять не более 50% сырьевого набора. Эти же продукты могут использоваться для приготовления гарниров, запеканок и других кулинарных изделий из овощей после предварительного их отваривания. Отвар при этом использоваться в питании не разрешается». (О том, какие еще существуют способы снижения нитратов в овощах, рассказывается в «Приложении 4»).

Несомненно, азоту принадлежит основная роль в повышении урожайности большинства культур. М. А. Прокошева в книге «Применение удобрений на приусадебном участке», отмечает, что недостаток азота в почве угнетает развитие растений и приводит к снижению урожая.

Однако, погоня за высокими урожаями при минимальных затратах, приводит к нарушению технологий выращивания овощей, к возрастанию нитратов в почвах и грунтовых водах, к накоплению избыточных доз в овощной продукции, что в общем – то чревато неблагоприятными сдвигами в жизнедеятельности организма человека. В связи с этим, очень актуальны и по сей день, слова выдающегося биолога Ж.-Б. Ламарка, который еще в 1820 году написал: «Человек, ослепленный эгоизмом, становится недостаточно предусмотрительным даже в том, что касается его собственных интересов…»


6. Список литературы.

1. Антонович Е. А., Седокур Л. К. Качество продуктов питания в условиях химизации сельского хозяйства.- Киев: Урожай, 1990 г.

2. Габович Р. Д., Припутина Л. С. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ.- Киев: Здоровье, 1987 г.

3. Доценко В. Д. Овощи и плоды в питании.- Лениздат, 1988 г.

4. Кугук Н. П. 3000 советов.-Краснодар: Кн. изд - во, 1990 г.

5. Лессовая Г. М. Оптимизация содержания нитратов в овощах и картофеле, выращиваемых на черноземе выщелоченном Кубани. Автореферат на соискание ученой степени кандидата с/х наук.- Краснодар, 2000 г.

6. Назаренко В. М., Лучинина Н. В. Школьный эксперимент в экологическом образовании// Химия в школе.-1993.-№6.

7.Переднев В. П., Стельмансон Е. А. Огород без химии.- Минск: Ураджай, 1996 г.

8. Прокошева М. А. Применение удобрений на приусадебном участке.- М.: Россельхозиздат, 1986 г.

9. Пругар Я, Пругарова А. Избыточный азот в овощах. -М.: ВО «Агропромиздат», 1990 г.

10. Шманаева Т. Н., Литвиненко М. В. Качество овощей и химизация.- М.: Знание, 1990 г.

11. Штабский Б. М., Ладанивский Р. И., Левинтон Ш. Б., Столмакова А. И., Габович Р.Д. Гигиеническая экспертиза пищевых продуктов.- Киев: Здоровье, 1989 г.