Растения, накапливающие нитраты

Нитраты - соли азотной кислоты, известны под общим названием селитры, широко используются в сельскохозяйственном производстве. Интенсификация сельскохозяйственного производства, в частности кормопроизводство, непосредственно связана с внесением в почву повышенных количеств азотных удобрений. Это дает возможность получить высокий урожай кормовых и других культур. К азотистым удобрениям относят: нитратные (натриевая, кальциевая, калийная селитры), аммиачные (аммиак жидкий, аммиачная вода, аммоний хлористый, аммоний сернокислый), аммиачно-нитратные (аммиачная селитра, аммиачно-известковая селитра, сернокислый нитрат аммония), амидные (ционамид кальция, карбамид) и комбинированные (аммофос, аммофоска, нитроаммофоска). Определены оптимальные дозы для внесения в почву азотных удобрений: 100-120 кг/га под овощи и картофель, 140 кг/га под посевы пшеницы, ржи, ячменя, 120 кг/га под посевы культурных трав.

Аммиачные и амидные удобрения первоначально подвергаются нитрификации под воздействием нитрифицирующих бактерий и превращаются в доступную для роста растений форму - нитратов. Нитраты хорошо растворимы в воде, они быстро всасываются корневой системой растений и под влиянием ферментов нитратредуктазы и других восстанавливается до аммиака, который используется для синтеза аминокислот, входящих в состав растительного белка (протеина). При скармливании растительных кормов животным под влиянием гидролитических ферментов происходит окислительное дезаминирование растительного белка с образованием кетакислот и аммиака, участвующих в синтезе аминокислот необходимых для синтеза животного белка.

При внесении больших количеств азотных удобрений в растениях увеличивается содержание влаги, снижается количество сухого вещества, уменьшается содержание легкоферментируемых углеводов и значительно возрастает общий уровень протеина, в котором резко увеличивается количество небелковых азотистых соединений- нитратов и нитритов. Сахаро-протеиновое отношение в зеленых кормах снижается до 0,2-0,4 при норме 0,8-1,2, что является неблагоприятным для усвоения питательных веществ животными.

Установлено, что различные растения накапливают неодинаковое количество нитратов. Наиболее сильными накопителями нитратов из культурных растений являются: клевер (различные виды)- Trifolium, кукуруза - Zea majs, люцерна (разные виды) - Medicago, горох посевной - Pisum sctivum, капуста кормовая - Brassia oleracea, рапс - Brassia napus, свекла обыкновенная- Beta vulgaris, турнепс - Brassia rappa, картофель - Solanum tuberosum, арбуз - Citrullus vulgaris, дыня - Cucumis melo, кабачки (ботва) - Cucurbita pepo, овес посевной - Avena satira, просо посевное - Ranicum miliacetum, пшеница - Triticum, рожь посевная - Secale cornutum, подсолнечник однолетний - Helianthus annuus и др. Из дикорастущих растений: крапива двудомная - Urtica dioica, донники - Melilotus, лебеда (разные виды) - Atriplex, молочай (разные виды)- Euphorbia (рис.47), звездчатка злачная - Stellaria graminea, марь - Chenapodium, паслен- Solanum, якорцы - Tribula terestris, щавель большой - Rumex acetosa и др.

В большинстве отмеченных растений на 1 кг массы продукта может накопиться до 15 г нитратов. Накопление небелковых соединений азота зависит от уровня и кратности внесения азотных удобрений. Кроме этого повышенному накоплению нитратов в растениях способствуют: несбалансированное внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений (необходимо, чтобы в почве на 1 кг азота было 960 г фосфора и 1100 г калия), недостаток в почве макро- и микроэлементов (марганца, магния, меди, железа и др.), плохие климатические условия вегетации (длительная засуха, низкие температуры при пасмурной погоде, заморозки и др.), обработка кормовых растений гербицидами из группы 2,4Д, внесение в почву органических удобрений (особенно жидкого свиного навоза и куриного помета).

Опасность азотных удобрений при внесении их в почву в повышенных количествах обуславливаются еще и накоплением в растениях нитрозоаминов (N-нитрозодиэтиламин и др.), которые обладают высоким гонадотоксическим, эмбриотоксическим, терратогенным и канцерогенным действием, что очень опасно для животных и человека. Нитраты считаются малотоксичными соединениями для животных, а продукты их восстановления - соли азотистой кислоты, токсичнее примерно в 10 раз. Нитратов в свежих растениях и кормах очень мало, но при определенных условиях их содержание в кормах резко возрастает. К таким условиям относят: запаривание или варку кормов (особенно корнеплодов при последующем медленном остывании): самосогревание зеленой массы при хранении навалом; неоднократное замерзание и оттаивание кормов; порча (плесневение, гниение) корнеклубнеплодов; сдабривание кормов молочнокислыми продуктами; влияние редуцирующих веществ (цинка, железа); при хранении запаренных кормов в определенных емкостях и др.

Процесс превращения нитратов в нитриты в растительных кормах обусловлен воздействием деинтрифицирующих бактерий, ферментов (редуктаз) самих растений тепловым воздействием, редукцированными веществами и другими факторами.

Восстановление нитратов в нитриты в организме животных происходит в желудке и кишечнике. Этот процесс усугубляется при нарушении пищеварения, при различной патологии (гипотония, атония) желудочно-кишечного тракта.

Токсикологическое значение. Токсичность кормов, воды с высоким содержанием нитратов и нитритов зависит от многих факторов: дозы, физиологического состояния организма, сбалансированности рациона. Жвачные животные несколько меньше чувствительны к нитратам, так как часть их восстанавливается до аммиака, а свиньи, кролики и птица менее чувствительны к нитратам, так как они в желудке частично всасываются и выделяются из организма в неизмененном виде. С учетом факторов, влияющих на токсичность нитратов и нитритов ниже приводятся примерные летальные дозы их для различных видов животных (табл.16).