Охрана окружающей среды и получение экологически чистой продукции

минерализации органического азота в результате процессов аммонификации и нитрификации.

В ходе аммонификации идет разложение гумуса, растительных остатков, отмерших тел микроорганизмов и животных, органических удобрений с образованием аммиаки. Накопления аммонийного азота в почве при оптимальных условиях не происходит, так как он нитрифицируется с образованием нитритов и нитратов.

Согласно теории азотного питания Д.Н. Прянишникова, аммонийная и нитратная формы являются равноценными для растений. Но поскольку образующийся в почве аммиак нитрифицируется, то решающая роль в питании принадлежит нитратам. Поэтому главной причиной накопления нитратов в продукции является высокое (выше потребности растений) содержание их в почве. Это возможно при внесении высоких доз азотных удобрений, а также и органических (навоза, компостов, осадка сточных вод, животноводческих стоков). Поэтому введены ограничения на максимальную дозу вносимой органики, с которой не должно поступать в почву более 300 кг/га общего азота. Это правило часто игнорируется, особенно в частном секторе. В связи с этим продукция с приусадебных участков часто отличается более высоким содержанием нитратов. Эффективным приемом снижения нитратного азота в почве является применение ингибиторов нитрификации, а также внесение мочевины и медленнодействующих мочевиноформальдегидных удобрений.[4]

Какова дальнейшая судьба поступившего в растение азота?  Он используется для синтеза азотсодержащих органических соединений, но только в виде NH₃. Поэтому поступившие нитраты уже непосредственно в корнях восстанавливаются до NH₃. Аммиак взаимодействует с органическими кислотами, получаемыми в процессе дыхания, с образованием аминокислот, которые идут на синтез белка.

Рассмотрим механизм восстановления нитратов, что позволит лучше понять некоторые причины накопления их в растениях. Процесс этот является ступенчатым, идет с участием ферментов и заканчивается образованием воды и аммиака.

Протоны и электроны поставляются восстановленными НАДН + Н⁺ или НАДФН + Н⁺, которые образуются в процессе дыхания при окислении органических веществ. Энергии затрачивается много. Основным источником накопления углеводов в растениях, из которых синтезируются другие органические соединения, является процесс фотосинтеза. Поэтому условия, неблагоприятные для протекания фотосинтеза, будут способствовать накоплению нитратов. К относятся как пасмурная и холодная, так и сухая и жаркая погода, высокая температура и низкая интенсивность света, водный дефицит.

На первом этапе нитраты под действием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитритов непосредственно. Нитратредуктаза является ключевым ферментом и содержит в своем составе молибден. Она локализована в различных частях растения. При избыточном азотном питании ниратредуктазная система не успевает восстанавливать нитраты и они накапливаются в растении или частично подвергаются восстановлению в наземных органах.

Ha втором этапе нитриты восстанавливаются до NH₃. Важную роль в восстановлении нитратов играют металлы - молибден, железо, медь, марганец и магний, которые являются активаторами нитрат-восстанавливающей системы. Отсутствие или недостаток этих элементов, особенно молибдена, резко снижают эффективность процесса, что ведет к накоплению нитратов в растениях.

Нитраты в растениях могут накапливаться не только в результате неблагоприятныхфакторов, но и за счет окисления избыточного количества аммония в. растении, что предотвращает отравление организма. Нитраты безвредны для растений и могут при необходимости, включаться в метаболические процессы. Однако нитраты почвы обладают высокой подвижностью и представляют собой основной источник их поступления в растения и природные воды, откуда по пищевым цепям мигрируют в организм человека и животных.

Избыточное накопление нитратов ухудшает биологическое качество