8

Проэктная работа

На тему: "Нитроген и растения"

2008 г.

Нитроген и растения

Эпиграфом для нашей команды стал девиз организации "Гринпис": "Мы не получили Землю в наследство от родителей, мы одолжили её у наших детей".

Живыми организмами азот используется для синтеза белков. Для того,чтобы растения получали азот, необходимо вносить в почву нитратные удобрения, но не перенасыщать ими почву, так как растения будут накапливать нитраты. Попадая в организм, нитраты проходят цепь превращений и мы получаем амиак. В органах растений различное содержание нитратов. Содержание нитратов в плодах кабачка уменьшается от плодоножки (170,1 мг) к верхушке (92,0 мг), у патиссона - от поверхностного слоя (115,3 мг) к сердцевине (28 мг). Семенная часть плодов кабачка и патиссона характеризуется более низким содержанием нитратов по сравнению с мякотью или поверхностным слоем. У кабачков перед употреблением следует срезать кожицу, а у патиссонов - верхнюю часть, примыкающую к плодоножке. У арбузов и дынь весь вред - в корке и в примыкающих к ней недостаточно зрелых частях. У лука порея самая "богатая" нитратами часть - утолщенный нижний отрезок стебля (ложная луковица).

В свекле, редьке, репе, редисе транспортными артериями для питательных веществ из почвы являются сами корнеплоды, и поэтому нитратов в них в 5 - 10 раз больше, чем в моркови. В нижней части корнеплодов, где расположены мелкие всасывающие корешки содержание нитратов всегда выше (520 - 833 мг), чем в верхней и средней части. В середине корнеплодов моркови уровень нитратов выше (107 мг), чем в коре (47 мг), и снижается в направлении от кончика корня к верхушке. Высоким он остается и в верхней части корнеплода редьки (204 мг) и редиса (325 мг). Свекла столовая отличается повышенной способностью накопления нитратов. У нее основное количество их содержится в верхней части (431 мг) и кончике (520 мг) корнеплода. Причем в сердцевине в 2 раза больше по сравнению с поверхностным слоем и остальной частью массы. В пучковой продукции свеклы черешки содержат больше нитратов, чем листья. Чтобы снизить потребление нитратов следует использовать овощи с меньшим содержанием вредных веществ или же удалять ту часть растения (корнеплода, плода), которая содержит их в большом количестве. У редиса отрезают хвостик, у свеклы столовой - верхнюю и нижнюю часть корнеплода. Кроме того, перед тем как положить в борщ, свеклу бланшируют в малом количестве воды 5 -10 минут. Воду после бланширования не используют. Таким образом, опасность сократиться на треть. У моркови, с большим загрязнением нитратами, выбрасывают сердцевину и счищают кожицу. Однако такой способ неэкономен6 большая часть овощей с наиболее ценными питательными веществами (витамины, минеральные соли) уходит в отходы.

В зелёных овощах большая часть нитратов (163-833 мг) находится в стеблях и черешках листьев, меньше их в жилках листа, а минимальное количество - в листовых пластинках. В стебли и черешки листа поступает из почвы основное количество солей азота (табл.2). В корне шпината, кориандра, укропа содержится от 74 до 384 мг/кг, а в листьях - 14-231 мг. В листовых пластинках шпината обнаружено в три раза меньше нитратов, чем в стебле, а кориандра и укропа - примерно в 5-12 раз. Высший уровень нитратов отмечен в корнях укропа. Количество нитратов зависит от длины плода. Установлена зависимость содержания нитратов от размера продуктового органа овощей. Исследования профессора А.С. Болотских показывают, что содержание в плодах огурца нитратного азота зависит не только от сортовых особенностей, но и от размера. Наименьшее количество нитратов - (56 - 140 мг/кг) имеют плоды длиной 7,1 - 12 см и больше. Мелкие плоды (пикули и корнишоны) содержали примерно в 2 раза больше нитратов (от 61 до 249 мг). Таким образом, накопление нитратов в целом растения и в отдельных частях его происходит крайне неравномерно. Одна из причин этого - неодинаковая активность нитратредуктазы, то есть фермента, участвующего в ассимиляции нитратов. Характер распределения нитратов определяется биологической особенностью растений и строением органа.

Корнеплоды моркови диаметром 1,3 - 1,6 см содержат в 1,4 раза больше нитратов, чем корнеплоды диаметром 2,5 - 3,0 см.

Сорта, имеющие выраженные морфологические различия, накапливают разное количество нитратов. Фактор неустойчивого содержания их следует учитывать при селекции и подборе выращиваемых сортов. Возможно, подобрать сорта и гибриды овощных растений, которые генетически не могут накапливать большое количество нитратов в продуктовых органах. Влияние сорта растения на содержание нитратов обусловлено рядом факторов. Одним из них является морфологическая особенность растений того или иного сорта. Способность растений аккумулировать азот может быть также связана с активностью фермента нитратредуктазы, которая обусловлена генетической особенностью сорта. При выращивании в одних и тех же условиях содержание нитратов в отдельных сортах варьирует от 200 до 500 мг. В этой связи выращивание сортов, обладающих пониженной способностью к накоплению нитратов, можно считать одним из реальных путей снижения их в овощах.

У капусты белокочанной обнаружено повышенное содержание нитратов у раннеспелых сортов (№1) и среднеспелых ("Слава 1035"). В позднеспелых лежких сортах ("Амагер 611", "Харьковская зимняя"), оно было значительно ниже.

Промежуточное положение занимали среднепоздние сорта капусты "Лангендейкер децима" и "Вьюга". Установлено, что сорта с более коротким вегетативным периодом содержат нитратов больше, чем с длинным. Низким содержанием нитратов характеризуются гибриды томата для защищенного грунта - "Сюжет", "Гамаюн", "Совет". Если овощное растение характеризуется низким содержанием нитратов, то различия между сортами по этому показателю незначительны.

Исследования показывают, что на одинаковом фоне минерального питания различные сорта огурцов по накоплению нитратов разнятся между собой в 2 - 3 раза и более. Зеленцы огурца (длина плода 7,1 - 9 см) сорта "Кустовой" накапливают от 28 до 62 мг/кг нитратов, "Харьковский" - 111 мг/кг, а "Витязь" и "Нежинский" 12 - по 140 мг/кг. Много накапливают нитратов и плоды сорта "Конкурент".

Сорта и гибриды огурца для защищенного грунта, которые опыляют с помощью пчел, накапливают нитратов значительно меньше, чем партенокарпические. Тепличные огурцы сорта "Апрельский" при прочих равных условиях содержат нитратов в три раза больше, чем гибрид "Московский тепличный". Среди партенокарпических гибридов огурца следует отдать предпочтение гибридам "Стелла", "Легенда", у которых содержание нитратов в плодах на 10 - 70% ниже чем у гибридов "Фламинго", "Лада", "НИИОХ - 412", "Грибовчанка". Корнеплоды моркови с более интенсивной окраской содержат меньше нитратов. Сорт "Нантская горийская" накапливает в 2 раза больше, чем "Артек", "Бирючекутская 415", "Нантская харьковская" и "Шантанэ 2461". Много нитратов содержат корнеплоды сорта Лосиноостровская.

Лучшим сортом свеклы столовой с меньшим количеством нитратов (853-982 мг/кг) на южных чернозёмах является "Носовская плоская", "Бордо 237".

Кабачки сорта "Грибовский" содержат в плодах нитратов 400 мг/кг, а разновидности цуккини 284 мг/кг (ПДК - 400 мг/кг). Больше нитратов накапливается в плодах перца сладкого сорта "Виктория" - 56,5 мг, чем в сорте "Кристалл" - 30,2 мг и "Тополёк" - 26,6 мг/кг.

Салат различных сортов различается по длине и диаметру розетки, величине и характеру поверхности листьев, толщине жилок и т.д. Обычно в салате, имеющем грубые, пузырчатые листья, содержится нитратов больше, чем в салате с гладкими листьями.

Мало накапливается нитратов в шпинате сорта "Жирнолистный". Бобы (лопатка) фасоли с зелёной окраской содержат больше нитратов, чем с желтой.

Картофель нового сорта "Украинский розовый" накапливает в 1,5 раз больше нитратов, чем старые сорта. Позднеспелые сорта картофеля при уборке содержат нитратов меньше, чем ранние. В раннем картофеле количество их в редких случаях бывает ниже 200-300 мг/кг. Большое содержание нитратов в картофеле определяется биологическими особенностями, количество нитратов в нём убывает в процессе вегетации. Среди сортов одной и той же группы также имеются различия. Например, в группе поздних сортов, по данным Белорусского научно-исследовательского института картофельного хозяйства, содержание нитратов в клубнях колеблется от 102 до 250 мг/кг. Низкой концентрацией NO3 - отличаются сорта картофеля "Белорусский 3", "Орлёнок" - соответственно 102 и 104 мг/кг. Высокое содержание нитратов было у сорта "Дивосный" 25 мг/кг. В опыта, проведённых на опытной станции в Гросс-Люзевитц (Германия) раннеспелые сорта картофеля имели в клубнях больше нитратов (например, ранние - 172,среднеранние - 132,среднепоздние - 122 мг/кг). Таким образом, в технологию следует включать такие сорта, которые обладают меньшей способностью аккумулировать нитраты.

Азотные удобрения. Каждый год с каждого гектара поля в среднем выносится 22,2 кг нитрогена, поэтому существует необходимость ежегодно вносить удобрения. Накопление нитратов в растениях зависит не только от количества вносимого в почву азота, но и от форм азотных удобрений. Различают пять форм азотных удобрений: аммиачные, аммонийные, нитратные, аммонийно-нитратные и амидные. Могут встречаться и смешанные формы, которые входят в состав аммиакатов и азотных растворов. Основой для производства азотных туков является аммиак и азотная кислота, синтезируемые из атмосферного азота. При внесении азота в нитратной форме вероятность накопления нитратов в растениях выше, чем при внесении аммонийного азота. Азот может также вноситься с комплексными удобрениями, содержащими два или три необходимых для растения элемента. Из них применяются прежде всего аммофос - высококонцентрированное азотно-фосфорное твёрдое удобрение, получаемое нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком. В зависимости от исходного сырья он содержит от 35,5до 52% усвояемых форм P2O5,в том числе от 29 до 48% растворимых в воде, и от 9 до 12% азота. В гранулированном виде отличается хорошими физическими свойствами и может применяться как грядковое удобрение и в основную заправку почвы. Так же используются нитрофоска и ЖКУ (жидкие комплексные удобрения). Первая является твёрдым удобрением, содержащим азот, оксид фосфора (P2O5), оксид калия (K2O) в отношении 1: 1: 1 или ином; ЖКУ - марки 10-34-0,где азот составляет только 10%, а остальное фосфор.

Нитроген в почве

Растения усваивают азот и зольные элементы из почвы в форме минеральных солей, растворенных в почвенном растворе. При этом используются как восстановленные (соли аммония), так и окисленные (соли азотной кислоты) соединения азота.

Растения могут усваивать некоторые относительно простые органические азот - и фосфорсодержащие вещества (некоторые аминокислоты, фитин), однако практическое их значение в питании ничтожно. Источником энергии в растении для поглощения элементов питания является дыхание. Более молодые, интенсивно дышащие корни больше усваивают из почвенного раствора минеральных солей.

Процессы корневого питания растений тесно связаны с такими свойствами почвы, как рН почвенного раствора, водно-воздушный режим почвы, содержание в ней усвояемых элементов питания, и другими условиями внешней среды. Кислотность почвы снижает поглощение питательных веществ растениями. Отмечают как прямое, так и косвенное действие повышенного содержания в почве ионов Н+. Прежде всего изменяется физико-химическое состояние цитоплазмы клеток корня, нарушается ее проницаемость, наружные клетки ослизняются, корни плохо растут.

Большинство возделываемых культур и почвенных микроорганизмов лучше развивается при слабокислой или нейтральной реакции почвы. Однако отдельные виды культурных растений значительно различаются по требовательности как к наиболее оптимальному для их роста интервалу рН, так и к смещению его в ту или другую сторону.

Недостаток в почве обменных кальция и магния вызывает резкое ухудшение физических и физико-химических свойств почвы (структура почвы, емкость поглощения, буферность). В почвенном растворе появляются свободные ионы алюминия и марганца, токсичные для растений. Подвижность же ряда микроэлементов (например, молибдена) уменьшается, растения испытывают в них недостаток. Повышенная кислотность угнетает почвенные организмы, прежде всего нитрификаторы и азотфиксирующие бактерии (клубеньковые и свободно живущие), почвенную фауну (дождевые черви, клещи, ногохвостки). В целом биологическая активность кислой почвы несравненно ниже, чем нейтральной.

Чтобы привести реакцию почвы к интервалу слабокислая - слабощелочная, применяют химическую мелиорацию почв. Кислые почвы периодически известкуют, а щелочные, прежде всего солонцы, гипсуют.д.ля повышения содержания в почве, таких жизненно важных элементов как калий, азот и фосфор, вносят минеральные удобрения. Эффективность удобрений зависит от почвенно-климатических условий. Уровень плодородия почвы, состояние питательного режима, трансформационные ее возможности в отношении доступности вносимых удобрений для возделываемых растений - все это оказывает влияние на выбор видов удобрений.

Содержание нитратов в растениях зависит от периода их развития.1. Проростание семян - мало нитратов или их нет.

1. Цветение - содержится большое количество нитратов.

2. Цветение и дозревание - растение требует много азота для формирования плодов и семян.

В растениях, выращенных в оптимальных условиях, нитраты содержатся в низких концентрациях. При нарушении обмена в растениях их накапливается значительное количество.

Мероприятия, предупреждающие накопление излишков нитратов в продуктах питания. Органические удобрения вносить только полуразложеными. Минеральные удобрения вносить только в рекомендованных наукой дозах Растения должны хорошо освещаться. Те, которые растут в тени больше, накапливают свободного, в частности нитратного азота. Содержание нитратов уменьшается в очищенных от кожицы и отваренных овощах.

Литература

Болоцких А.С. "Настольная книга овощевода", - Харьков. 1999г. - 230с.

Советы огородникам: справочное пособие, - М.: изд-во "Колос". 1997г.

"Сад, огород, усадьба: Энциклопедия для начинающих" - М.: "Молодая гвардия", 1990г. - 350с.

Краткий справочник овощевода. - М.: "Московский рабочий", 1984г.

Небесный С. "Юным овощеводам". - М.: "Детская литература", 1985г.

Пантелеев Я. "Овощи на приусадебном участке". - М.: "Московский рабочий", 1984г.