Влияние нитратов на растения. Определение нитратов в растениях

Впрочем, "вдруг" - только для непосвященных. Ученые давно знали, что некоторые растения способны накапливать эти вещества, представляющие собой соли азотной кислоты, иначе называемые селитрами. Селитра же, как известно, была сырьем для производства пороха. На этом основании французский ученый С. Белль еще в середине XVIII века предлагал использовать свеклу (обладающую свойством особенно активно накапливать нитраты) для... производства пороха, уверяя, что путем переработки калийной селитры, добываемой из свекольной патоки, можно получить пороха столько, сколько потребуется для обороны Франции!

Почему же сейчас проблема так обострилась? Давайте разберемся.

Прежде всего нужно помнить, что нитраты - естественные компоненты любого растения и в допустимых концентрациях никакого вреда не приносят. Но под действием некоторых факторов, о которых пойдет речь, накопление нитратов в растении, в плоде усиливается, концентрация их растет. Растение от этого не чувствует себя хуже, а вот для человека опасность есть: нитриты, в которые нитраты превращаются в процессе пищеварения, могут стать причиной серьезных заболеваний и даже отравлений, особенно у детей.

В чем причины накопления нитратов в растениях? Прежде всего - в излишках азотных удобрений. Именно они способствуют получению более высоких и ранних урожаев, потому садоводы-любители нередко стараются внести в почву побольше минеральных и особенно азотных удобрений. Тут их "щедрость" и оборачивается вредом. Отсюда первый практический вывод: давайте удобрения лишь в том случае, если они действительно необходимы растениям для нормального роста и развития. Пусть урожай ваш будет не так велик, петрушка не так пушиста, а огурцы не столь крупны, зато здоровье не пострадает!

Настоятельно советуем полностью отказаться от аммиачной и натриевой селитры! А вот мочевина и сульфат аммония, как утверждают ученые, не способствуют накоплению нитратов, их можно применять на участке в количествах, указанных в инструкции. Еще лучше органические удобрения, но и они, даже навоз,- в меру! Ни в коем случае не вносите в почву свежий навоз, лучшее удобрение - торфонавозный компост, "зрелый", пролежавший в штабеле не менее 3-4 месяцев и перелопаченный 2-3 раза. Старайтесь вносить компост в теплую погоду. Если хотите использовать в качестве органического удобрения птичий помет, смешайте его с двойной дозой торфа.

Особенно чувствительны к азотным удобрениям огурцы и кабачки. Дайте под них компост из расчета 5-6 кг на квадратный метр, желательно вместе с минеральными удобрениями, только следите, чтобы азот в них был сбалансирован с другими элементами питания (лучшее соотношение азота, фосфора и калия соответственно 1:1,5:1,2). Например, на 100 кв. м почвы внесите 2-3 кг сульфата аммония, 4-8 кг суперфосфата, 4-6 кг калийной соли, 10-15 кг древесной золы. Причем % всех компонентов внесите под основную обработку почвы, а локально, во время посадки. Когда сеете корнеплоды, советую сыпать гранулы суперфосфата прямо в рядки (5-10 г на кв. м), затем засыпать их на 2 см землей, а потом уже вносить семена.

Вносить удобрения нужно равномерно: нарушение даже такого, казалось бы, несущественного условия может привести к накоплению излишнего азота в растении.

Очень нежелательны поздние азотные подкормки растений . Тем более что и растению приносят мало пользы, ведь те используют азот только в начале вегетации, когда растут. Лучшие сроки подкормки - конец июня - начало июля. Достаточно будет дать по 10 г мочевины на 10 литров воды, и то только тем растениям, которые испытывают в подкормках недостаток. Поздние азотные подкормки затянут рост растения, замедлят синтез Сахаров и сухих веществ, а концентрация нитратов при этом резко усилится. Кстати говоря, овощи и плоды с избыточным содержанием нитратов не хранятся долго, быстрее портятся.

Ну, а если в почве уже много нитратов? Можно ли ее "оздоровить"? Да, с помощью промежуточных культур, например, трав, особенно люцерны. Она обладает способностью "поднять" нитраты даже с 4-метровой глубины, так далеко уходят ее корни, и впитать их в себя!

Для выращивания "безнитратных" растений более благоприятны почвы некислые, но и не переизвесткованные. Полезна доломитовая мука: кальций и магний, которые входят в ее состав, направляют обмен веществ в растениях нужным образом.

На содержание нитратов в растениях влияют и другие причины: сроки посадки и уборки, резкие перепады температур, влажность, освещенность... Если лето дождливое, прохладное, да к тому же растениям не хватает солнца, нитратов накапливается порой больше, чем при внесении излишнего азота! Особенно велика такая опасность в районах, где лето коротко. По той же причине в овощах и зелени, выращиваемых в теплицах, нитратов больше, чем в выращенных под открытым небом.

Что же предпринять, если света не хватает? Расположить посадки там, где они смогут максимально "ухватить" редкие солнечные лучи. Не сажать растения густо, - тогда они получат больше света и воздуха, лучше будет проходить обмен веществ. Стараться всеми силами продлить сезон: сажать раньше, убирать урожай позже. Картофель, к примеру, лучше сажать проращенными и прогретыми клубнями. Каждый день имеет значение! Ученые подсчитали: на 10 дней позже посадим, - на 6 мг нитратов больше в каждом килограмме урожая.

Среди ранних сортов овощей трудно порекомендовать какие-либо, накапливающие нитратов меньше других. Зато в поздних сортах явная тенденция к их снижению. Если говорить о капусте, то отдадим предпочтение сорту Амагер: при прочих равных условиях там нитратов меньше всего.

Еще практический совет: пряную зелень - петрушку, укроп, сельдерей - срывайте не раньше 15 часов, то есть во второй половине дня. Имейте в виду, что в ее листочках нитратов меньше, чем в черешках. Особенно рекомендую развести на своих грядках кресс-салат: он очень полезен, имеет высокое содержание йода, а концентрация нитратов в нем весьма незначительна.

Каждый из нас хоть раз в жизни сталкивался с неприятными последствиями употребления продуктов с нитратами. Для кого-то такая встреча продолжилась легким кишечным расстройством, а кто-то умудрился попасть в больницу и еще долгое время с опаской взирал на любые фрукты и овощи, купленные на рынке. Околонаучный подход и недостаточная информированность делают из селитры монстра, способного даже на убийство, однако стоит познакомиться с данными понятиями поближе.

Нитраты и нитриты

Нитриты - это соли азотной кислоты, имеющие вид кристаллов. Они хорошо растворяются в воде, особенно в горячей. В промышленных масштабах их получают при поглощении нитрозного газа. Используются для получения красителей, как окислитель в текстильной и металлообрабатывающей промышленности, как консервант.

Роль нитратов в жизни растений

Одним из четырех основных элементов, составляющих живой организм, является азот. Он необходим для синтеза белковых молекул. Нитраты - это молекулы солей, которые содержат необходимое растению количество азота. Поглощаясь клеткой, соли восстанавливаются до нитритов. Последние, в свою очередь, по цепи химических превращений доходят до аммиака. А он, в свою очередь, необходим для образования хлорофилла.

Естественные источники нитратов

Основным источником нитратов в природе является сама почва. Когда органические вещества, которые в ней содержатся, минерализируются - образуются нитраты. Скорость этого процесса зависит от характера землепользования, погоды и вида почвы. В земле не содержится много азота, поэтому экологи не беспокоятся из-за образования значительного количества нитратов. Тем более что сельскохозяйственные работы (боронование, дискование, постоянное использование минеральных удобрений) уменьшают количество органического азота.

Антропогенные источники

Условно антропогенные источники можно разделить на сельскохозяйственные, индустриальные и коммунальные. К первой категории относятся удобрения и отходы животноводства, ко второй - промышленные сточные воды и отходы производств. Их влияние на загрязнение окружающей среды неодинаково и зависит от специфики каждого конкретного региона.

Определение нитратов в органических материалах дало такие результаты:

Больше 50 процентов - это результат уборочной кампании;
- около 20 процентов - навоз;
- к 18 процентам приближаются городские коммунальные отходы;
- все остальное - это промышленный мусор.

Наиболее серьезный вред наносят азотные удобрения, которые вносятся в почву для увеличения урожая. Разложение нитратов в почве и растениях образует достаточное количество нитритов для пищевого отравления. Интенсификация сельского хозяйства только усугубляет эту проблему. Наиболее высокий уровень нитратов замечают в магистральных водостоках, которые собирают воду после полива.

Воздействие на организм человека

Нитраты и нитриты впервые скомпрометировали себя в середине семидесятых годов. Тогда в Средней Азии врачи зафиксировали вспышку В процессе расследования было выяснено, что фрукты обрабатывали и, видимо, немного перестарались. После этого случая химики и биологи вплотную занялись изучением взаимодействия нитратов с живыми организмами, в частности человеком.

В крови нитраты взаимодействуют с гемоглобином и окисляют входящее в его состав железо. Так образуется метгемоглобин, который не может переносить кислород. Это приводит к нарушению клеточного дыхания и окислению
Нарушая гомеостаз, нитраты способствуют росту вредной микрофлоры в кишечнике.
В растениях нитраты снижают содержание витаминов.
Передозировка нитратами может привести к прерыванию беременности или к нарушению сексуальной функции.
При хроническом отравлении нитратами наблюдается снижение количества йода и компенсаторное увеличение щитовидной железы.
Нитраты - это триггерный фактор для развития опухолей пищеварительной системы.
Большая доза нитратов одномоментно способна привести к коллапсу из-за резкого расширения мелких сосудов.

Метаболизм нитратов в организме

Нитраты - это производные аммиака, которые, попадая в живой организм, встраиваются в обмен веществ и изменяют его. В небольших количествах они не вызывают беспокойства. С пищей и водой нитраты всасываются в кишечнике, проходят с током крови через печень и выводятся из организма почками. Кроме того, у кормящих матерей нитраты попадают в грудное молоко.

В процессе метаболизма нитраты превращаются в нитриты, окисляют молекулы железа в гемоглобине и нарушают дыхательную цепь. Для того чтобы образовалось двадцать грамм метгемоглобина, достаточно всего одного миллиграмма В норме концентрация метгемоглобина в плазме крови не должна превышать пары процентов. Если этот показатель поднимается выше тридцати, наблюдается отравление, если выше пятидесяти - это практически всегда смертельно.

Для контроля над уровнем метгемоглобина в организме есть метгемоглобинредуктаза. Это печеночный фермент, который вырабатывается в организме, начиная с трех месяцев жизни.

Допустимая норма нитратов

Конечно, идеальный вариант для человека - избегать попадания нитратов и нитритов в организм, но в реальной жизни так не бывает. Поэтому врачи санитарно-эпидемиологической станции установили нормы этих веществ, которые не смогут повредить организму.

Для взрослого человека с весом более семидесяти килограмм допустимой считается доза в 5 миллиграмм на килограмм веса. Без серьезных последствий для здоровья взрослый может проглотить до половины грамма нитратов. У детей этот показатель более усредненный - 50 миллиграмм, независимо от веса и возраста. В то же время грудному ребенку для отравления будет достаточно и пятой части от этой дозы.

Пути проникновения

Получить отравление нитратами можно алиментарным путем, то есть через пищу, воду и даже лекарства (если в их состав входят соли нитратов). Больше половины суточной дозы нитратов попадает в человека со свежими овощами и консервами. Оставшаяся доза поступает из выпечки, молочных продуктов и воды. Кроме того, незначительная часть нитратов является продуктами обмена веществ и образуется эндогенно.

Нитраты в воде - это повод для отдельного разговора. Она - универсальный растворитель, следовательно, в ней содержатся не только полезные минералы и микроэлементы, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека, но и токсины, яды, бактерии, гельминты, которые являются возбудителями опасных болезней. По данным Всемирной организации здравоохранения, из-за некачественной воды каждый год заболевает около двух миллиардов человек, а умирает из них более трех миллионов.

Химические удобрения, содержащие просачиваются через почву и попадают в подземные озера. Это приводит к накоплению нитратов, и иногда их количество достигает двухсот миллиграмм на литр. Артезианская вода чище, так как добывается из более глубоких слоев, но и в нее могут попасть токсины. Жители сельской местности вместе с колодезной водой ежедневно получают по восемьдесят миллиграмм нитратов из каждого литра выпитой воды.

Кроме того, содержание нитратов в табаке достаточно высоко, чтобы у курильщиков с большим стажем вызвать хроническое отравление. Это еще один довод в пользу борьбы с вредной привычкой.

Нитраты в продуктах

Во время кулинарной обработки продуктов количество нитратов в них существенно снижается, но в то же время нарушение правил хранения может привести к обратному эффекту. Нитриты, наиболее токсичные для человека вещества, образуются при температуре от десяти до тридцати пяти градусов, особенно если место хранения продуктов плохо вентилируется, а на овощах есть повреждения или они начали гнить. Нитриты образуются и в размороженных овощах, с другой стороны, глубокая заморозка предотвращает образование нитритов и нитратов.

При оптимальных условиях хранения можно снизить количество селитры в продуктах до пятидесяти процентов.

Отравление нитратами

Посинение губ, лица, ногтей;
- тошнота и рвота, могут быть боли в животе;
- желтушность белков глаз, стул с кровью;
- головная боль и сонливость;
- заметная одышка, сердцебиение и даже потеря сознания.

Чувствительность к этому яду проявляется сильнее в условиях гипоксии, например высоко в горах либо при отравлении угарным газом или сильном алкогольном опьянении. Нитраты попадают в кишечник, где естественная микрофлора метаболизирует их до нитритов. Нитриты всасываются в системный кровоток и влияют на гемоглобин. Первые признаки отравления можно заменить уже через час при большой начальной дозе или через шесть часов, если количество нитратов было невелико.

Следует помнить, что острое отравление нитратами по своим проявлениям похоже на алкогольную интоксикацию.

Невозможно отделить нашу жизнь от нитратов, потому что это скажется на всех сферах жизни человека: от питания до производства. Однако можно попытаться оградить себя от чрезмерного их потребления, соблюдая простые правила:

Мыть овощи и фрукты перед употреблением;
- хранить продукты в холодильниках или в специально оборудованных помещениях;
- пить очищенную воду.

Применение азотных удобрений, особенно в повышенных дозах, способствует изменению не только выноса азота растениями, но и накоплению и изменению состава образующихся в тканях растений азотистых веществ, в том числе небелковых - нитратов и нитритов.
Повышенное накопление нитратов в растениях может быть не только при высоких дозах минеральных азотных удобрений, но и при внесении высоких доз органических удобрений, а также иа высокогумусированных почвах, если создаются благоприятные условия для минерализации органического вещества и мобилизации почвенного азота.
Нитраты и нитриты являются естественными компонентами растений, начальным звеном в биосинтезе белка. Использование нитратного азота в метаболизме органических веществ возможно лишь после восстановления нитратов до аммония. Первым промежуточным продуктом восстановления нитратов являются нитриты. Растения, накапливая нитраты и нитриты в больших количествах, не страдают от их избытка, но эти соединения весьма токсичны для человека и животных, особенно опасны нитриты, токсичность которых в 10 раз выше, чем нитратов. Нитриты в организме человека и животных переводят двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. Образующийся при этом метагемоглобин не способен переносить кислород. Нитриты могут вступать в необратимую реакцию с гемоглобином, образуя нитрозогемоглобин, который тоже не способен переносить кислород, в результате чего наблюдается кислородное голодание тканей живого организма. Кроме того, нитриты в кислой среде реагируют со вторичными аминами, образуя шлрозоамины. Эти соединения наиболее опасны для человека и животных, так как обладают канцерогенными, мутагенными и эмбриотропными действиями на организм. На восстановление нитратов в растениях влияют не столько дозы азота, сколько освещение, агротехника, соотношение питательных веществ, погодные условия, преобладание азота над фосфором и калием в почве, дождливая погода способствует накоплению нитратов в растениях.
Уровень накопления нитратов и нитритов в растениях также зависит от форм применяемых удобрений (азотных), биологических особенностей растений и фазы развития. В процессе вегетации содержание нитратов в растениях, как правило, снижается, поэтому убирать их, особенно овощные культуры, необходимо в оптимальные

Допустимое содержание нитратов в растениях (ПДК)

	Допустимое содержание
	мг NOf/кг
Продукт	открытый	защищённый
	грунт	грунт
картофель	250
капуста белокочанная,
ранняя (до 1 сентября)	900
поздняя	500
морковь
ранняя (до 1 сентября)	400
поздняя	250
томаты	150	300
огурцы	150	400
тыква	200
листовые овощи (салат, укроп,	2000	3000
петрушка, кинза, шпинат и др.)
свекла столовая	1400
лук репчатый	80	800
лук перо	600
дыни	90
арбузы	60
перец сладкий	200	400
кабачки	400	400
виноград столовых сортов	60
яблоки	60	/>
груши	60

Снижению содержания нитратов способствует также оптимальный световой режим, выбор дет, форм, сроков и способов применения удобрений, а также сбалансированное минеральное питание растений. Так калий, магний, молибден, сера, марганец, бор и железо в значительной мере способствуют усиленному использованию нитратов в азотном обмене и снижают их количество в растениях.
Повышенное содержание нитратов в овощах и кормах препятствует их использованию в пищу человеку и животным. Поэтому необходим строгий контроль за содержанием нитратов и нитритов в растениеводческой продукции.
Для нитратов и нитритов установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в растениях - в плодах, овощах и кормах. Это содержание NO}" мг на 1 кг сырой продукции (см. таблицы).
Для определения содержания нитратов в растениях разработан ряд методов. Наибольшее распространение получил в настоящее время и принят стандартным ионометрический экспресс-метод.
Ионометрический метод определения нитратов позволяет проводить экспресс-анализ овощей, зеленых кормов, сена, силоса, сенажа, витаминной муки, корнеплодов и т.д.
Нитраты извлекают раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением концентрации нитратов в растворе с помощью ионселективиого электрода. Данный метод не пригоден при содержании в анализируемом материале хлоридов в концентрации, в 50 раз превышающей концентрацию нитратов. Чувствительность метода 6 мг/дм3. Предел определения нитратов в сухом образце - 300 мл"1, в сыром - 24 -30 мл"1. Ошибка метода ± 12 %.
Аппаратура. Для проведения анализа применяют: иономер типа ЭВ-74, pH-милливольтметр pII-340, pH-121, pH-150 или аналогичные приборы с погрешностью измерения ±5 мв/±0.06 рС NOI-
Электроды: ионселективные типа 3M-NO3-0l, ЭМИ-11 и электрод сравнения - хлорсеребрянный, насыщенный образцовый 2-го разряда по ГОСТ 17792-72.
Оборудование: весы лабораторные (до 500г), колбы мерные на 50 и 100 мл, скальпель, мезгообразователь, ротатор, гомогенизатор (6000 об/мин), терка, фарфоровая ступка. Реактивы
квасцы алюмокалиевые по ГОСТ 4329-77 ч.д.а.
калий хлористый по ГОСТ 4234-77 х.ч.
калий азотнокислый по ГОСТ 4217-77 х.ч.
дистиллированная вода. Ход анализа. Сухой растительный материал предварительно размолоть на лабораторной мельнице до полного прохождения через сито 1 мм. Навеску материала - 1 г с точностью + 0,01 - помещают в колбу 100- 200 мл, приливают 50 мл 1%-го раствора алюмокалиевых квасцов и взбалтывают на ротаторе в течение 3 мин. В полученной суспензии определяют концентрацию нитрат-ионов. При анализе сырого материала образец предварительно измельчают до размера частиц не более 1 см. Навеску материала 10 г с точностью ±0.1 помещают в стакан гомогенизатора, приливают 50 мл 1%-го раствора алюмокалиевых квасцов (соотношение 1:5) и

гомогенизируют в течении 1 мин при 6000 об/мин. При отсутствии гомогенизатора, сырой материал, содержащий твердые ткани, растирают в ступке с прокаленным песком или с битым стеклом до однородной массы и переносят с помощью 50 мл 1%-го раствора алюмокалиевых квасиов в коническую колбу на 100-200 мл и встряхивают на ротаторе в течение 3 мин. В полученной суспензии определяют содержание нитратов.
При определении нитратов в растениях семейства крестоцветных при рСцог в суспензиях менее 2.5 ед. необходимо разведение в 20 раз, а при pCNO]- от 2.5 до 3.0 - в 10 раз. Для этого суспензию фильтруют через бумажный фильтр, берут 2 мл фильтрата и добавляют 38 мл 1%-го раствора алюмокалиевых квасцов при двадцатикратном разбавлении, и соответственно 4 и 36 мл - при десятикратном. В разбавленном фильтрате измеряют концентрацию нитратов. Измерение концентрации ниграт-иона проводится в единицах pCNOr (pCNOj- = -log (CNOr)) по шкале иономера, предварительно отградуированной по растворам сравнения или в милливольтах с последующим определением величины pCNOr по градуировочному графику, построенному по результатам измерения ЭДС электронной пары в растворах сравнения. Перед измерением нитратный ионселективный электрод тщательно ополаскивают дистиллированной водой и выдерживают в ней 10 мин. Измерение концентрации иона нитрата в единицах рСцог
по шкале прибора
При непосредственном измерении рС^ог прибор ежедневно настраивают в режиме "рХ" по растворам сравнения с рСтг равным 2 и 4, используя соответствующие ручки прибора. Раствор с рСмог - 3 используют для контроля настройки. Отклонение значений pCN0от указанных не должно превышать ± 0,02 единицы. После градуировки прибора электроды тщательно ополаскивают дистиллированной водой, осушивают фильтровальной бумагой и погружают в испытуемый раствор. Показания прибора считывают через 1 мин после прекращения заметного дрейфа стрелки прибора. При переходе от одной пробы к другой электроды ополаскивают дистиллированной водой и промокают фильтровальной бумагой.
Температура анализируемых растворов и растворов сравнения должна быть одинаковой. Настройку прибора проверяют по растворам сравнения не менее 3 раз в течение рабочего дня, используя каждый раз свежие порции растворов. Измерение концентрации иона нитрата в милливольтах.
При измерении в милливольтах тумблер "Род работы" ставят в положение "мВ" и проводят измерение ЭДС в растворах сравнения, начиная с низшей концентрации.
Электрод имеет линейную функцию в диапазоне от 1,0 до 4,0 ед. рСью- с наклоном (56 ± 3) мВ на ед. рСцог- Если характеристика электрода отличается от заданной, электрод не пригоден для работы.
Величину рСцогу в анализируемых пробах находят по градуировочному графику, построенному по результатам измерения ЭДС в растворах сравнения с pCNOl- равным 1,2,3, и 4. Обработка результатов.
Массовую долю нитратов в мг/кг продукции находят по величине с pCNOi~ помощью вспомогательных таблиц (стр. 77-79): для анализа сухого материала, для анализа материала, содержащего 80- 90% воды: огурцы, томаты, арбузы, дыни, капуста, лук на перо; и для анализа материала, содержащего 70-80% воды: картофель, морковь, столовая свекла, лук-репка. Приготовление реактивов. 1%-ный раствор алюмокалиевых квасцов (экстрагиру-ющий раствор). 10.0 г алюмокалиевых квасцов взвешивают с точностью до ± 0.01, помещают в колбу на 1 л, растворяют и доводят до метки дистиллированной водой. Раствор можно хранить в банке с притертой пробкой не более 1 года. Прн появлении осадка или мути раствор заменяют новым. Основной раствор концентрации 0.1 моль/литр (раствор 1). 10.11 г KNO), высушенного при температуре 100-105°С до постоянной массы, взвешивают с точностью до ± 0.001, растворяют в растворе алюмокалиевых квасцов в мерной колбе на 1 л и доводят до метки. Хранят в склянке с плотно притертой пробкой не более 1 года. Растворы сравнения. Готовят из основного раствора KNO3 в день проведения анализа, используя для разбавления 1%-ный раствор алюмокалиевых квасцов.
Раствор с концентрацией C/NOf/^O.Ol моль/лтр {рСког= 2) готовят десятикратным разбавлением основного раствора (1).

Раствор с концентрацией CWO}7=0.001 моль/литр (pCNOr~3) готовят десятикратным разбавлением раствора (2).
Раствор с концентрацией СШО{1~0.0001 моль/лнтр (дСЛа,-=4) готовят десятикратным разбавлением раствора (3).
Полученные растворы используют для градуировки иономера, проверки электродов и построения градуировочного графика. Подготовка мембранного ионселективного нитратного электрода и вспомогательного электрода к работе
Мембранный электрод ЭМ-NO3 -01. Внутреннюю полость электрода дважды промыть дистиллированной водой, затем дважды промыть приэлектродным раствором с концентрацией 0.1 моль/литр и 0.005 моль/литр КС1. Снять чехол и установить мембрану, предварительно залив в корпус 1.5 мл свежеприготовленного раствора 0.1 моль/л KN03. Вымочить мембрану в корпусе электрода в течении суток в растворе с концентрацией 0.1 моль/л KNO}. В перерывах между работой нитратный электрод хранить в растворе KN03 с концентрацией 0.1 моль/литр.
Вспомогательный электрод.
» Залить внутрь электрода насыщенный при 20° С раствор KCI и выдержать его в этом растворе в течении суток.
4.14. Определение содержания нитратов с помощью нитратомера НМ-002.
Нитратомер НМ-002 предназначен для экспресс-анализа азота нитратов в водных растворах проб почвы, воды и растительной продукции методом прямой потенциометр ии с помощью электродной системы, включающей иоиселективный и вспомогательный электроды.
Подготовка к анализу материалов, реактивов и электродов та же,что и при определении нитратов описанным выше методом.
Нитратомер может работать в режиме измерения концентрации азота нитратов от 1.5 до 1999 мг/кг, а также в режиме определения абсолютного значения ЭДС от 0 до 1000 мВ, либо приращения ЭДС электродной системы от -199 до +199 мВ.
Измерительный преобразователь нитратомера НМ-002 преобразует ЭДС электродной системы в измеряемой пробе в значение концентрации азота нитратов в соответствии со статистической функцией:

где: С - концентрация азота, мг/кг; К - коэффициент
пропорциональности, устанавливаемый методикой подготовки пробы и учитываемый прн калибровке прибора, К = 1.0-15 мг/кг; Ei - ЭДС электродной системы в калибровочном растворе, соответствующем известной концентрации азота нитратов СьS -
крутизна характеристики электродной системы, мВ/ при

20°С; Е| - характеристика электродной системы,где: Е0
- ЭДС электродной системы при рСтг = 0 - величина, зависящая от данного измерительного и вспомогательного электродов, Е0 = (0 ±1000) мВ.
При анализе почвы, пересчет величины pCNor в массовую долю азота нитратов используют К - 3.5 мг/кг (по ГОСТу).
При анализе растений устанавливается пересчетный коэффициент К=3.6 мг/кг при анализе продукции с содержанием воды 70-80 %, К=3.бб мг/кг при анализе продукции с содержанием воды 80- 90%. Для расчета концентрации нитратов в пробе растений, результат измерения следует умножить на 10.
4.14.1. Калибровка прибора.
Калибровку прибора начинают с раствора с наименьшей концентрацией pCNa,~ = 4.
Промытые дистиллированной водой и протертые фильтровальной бумагой электроды поместить в раствор с pCWOj-=4. Через 1-2 мин. при нажатой кнопке "gt;0lt;" установить на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ) "0,00 мВ", отжать кнопку "gt;0lt;".
Регулировкой "К)” установить на ЖКИ "03.6" при анализе растительной пробы или " 03.5" при анализе почвы.
Вынуть электроды из раствора, промыть дистиллированной водой, протереть и поместить в раствор с tНажать кнопку
"gt;0lt;".
Через 1-2 мин. записать приращение ЭДС электродной системы в растворе с pCNagt;- = 2. Отжать кнопку "З"Ос".
Регулировкой "Кг" установить на ЖКИ 360 или 366 гфи анализе растительной пробы, в зависимости от характера исследуемого материала, или 350 - при анализе почвы. Вынуть электроды из раствора, поместить в дистиллированную воду, объемом ие менее 50 мл и промыть в ней до показаний иономера менее "01.0".

При необходимости сменить воду и повторить промывку. Электроды протереть и поместить в раствор с рСцо,-= 3. Нажать кнопку "gt;0lt;".
Через 1.5-2 мин. записать приращение ЭДС системы в растворе с рСцог = 3. Нажать кнопку иgt;0lt;и. Записать показания мономера.
В контрольном растворе с pCNor ~ 3 после калибровки прибора на ЖКИ должно высветиться "36.0 ± 4.2" или "36.6 ± 4.2" при анализе растений, или 35.0+4.2 при анализе почвы.
Приращение ЭДС при переходе от раствора с pCNOl- = 4 к раствору с pCNOl- = 3 или от раствора с pCNCh- - 3 к раствору с рСцог - 2 должно составлять не менее 53 мВ при 25°С.
После калибровки прибора электроды ополаскивают в дистиллированной воде и промокают фильтровальной бумагой. Затем проводят определение в исследуемых растворах.
При перерывах в работе более 1 часа электроды хранят в 0001 н. растворе KNO%.
4.15. Определение углеводов, содержание в растениях,
классификация.
Углеводы являются основным продуктом фотосинтеза, на их основе в процессе обмена веществ в растительном организме формируются белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие соединения. Углеводы - основной источник для аэробного и анаэробного дыхания клеток; источник энергии для возобновления вегетации. Обычно растение содержит большой набор разнообразных углеводов. В процессе вегетации соотношение растворимых и нерастворимых форм изменяется. В молодых растениях преобладают моно- и дисахариды, в период созревания увеличивается содержание крахмала, целлюлозы, т.е. нерастворимых форм.
Содержание углеводов и их разнообразие определяются видом растения, фазой развития и абиотическими факторами среды и изменяются в широких пределах. Например, зерно пшеницы содержит 3 % растворимых углеводов и 70 % крахмала, в свекле - 20 % растворимых углеводов (сахарозы), в картофеле - 20 % крахмала, а волокно хлопчатника на 90 % состоит из целлюлозы.
Определение углеводов в растительной продукции позволяет: а) установить закономерности обмена этих веществ при формировании урожая, при созревании и хранении продукции; б) оценить качество плодов, овощей, зеленой массы и возможность их технической

переработки, например, у сахарной свеклы, картофеля и др.; в) в здравоохранении составить энергетический баланс, в зоотехнике рассчитать пищевой рацион.
Принята следующая классификация углеводов:

Моносахариды состоят из одной молекулы углевода, хорошо растворимы в воде.
Полисахариды 1-го порядка состоят из двух, а раффиноза из трех молекул моносахаридов, соединенных между собой " кислородным мостиком" (связь -О-), хорошо растворимы в воде.
Полисахариды 2-го порядка состоят из нескольких тысяч молекул моносахаридов, в основном глюкозы, соединенных между собой кислородными мостиками. Упаковка молекул осуществляется в виде циклических цепей, например инулин, в виде ветвистой структуры - крахмал, мицелляпьных нитей - клетчатка. Клетчатка нерастворима в воде, крахмал дает коллоидные растворы. Эти углеводы обеспечивают механическую прочность клеточных стенок и многих органов растений, формируют покровные ткани, обеспечивают стабильность биохимического состава при обмене веществ в растениях и хранении продукции.
Существуют количественные методы определения моносахаридов: химические, поляриметрические. Определение
полисахаридов в растениях осуществляется теми же методами, но, прежде кислородная связь (-О-) этих соединений разрушается в процессе кислотного гидролиза, а в почве этот процесс идет медленно, за счет гидролитических ферментов почвы или почвенной биоты.

Принцип метода. Растворимые углеводы извлекаются из растительного материала горячей дистиллированной водой. В одной части фильтрата определяют моносахариды, в другой - после гидролиза соляной кислотой - ди- и трисахариды, которые распадаются при этом до глюкозы. Полученная в растворе смесь простых углеводов называется "инвертированным сахаром".
Метод определения основан на способности моносахаридов, содержащих альдегидную или кетонную группу восстанавливать феллннгову жидкость. Последняя представляет собой смесь 1:1 щелочного раствора сегнетовой соли (калий, натрий виннокислый) н сернокислой меди. При этом моносахариды окисляются до соответствующих кислот, а окись меди восстанавливается до закиси меди, которая выпадает в осадок красно-бурого цвета. Количество осадка эквивалентно количеству углеводов.
Полисахариды не имеют альдегидных или кетонных группировок, поэтому их количественное определение возможно только после кислотного гидролиза до моносахаридов. Сахароза после гидролиза образует молекулу глюкозы и фруктозы, а крахмал распадается на несколько сотен молекул глюкозы.
При смешивании раствора сернокислой меди и щелочного раствора сегнетовой соли идут реакции:

Таким образом получают комплексное соединение окиси меди, которая находится в растворе. Если в этот раствор добавить испытуемый раствор моносахаридов, окись меди восстанав-ливается до закиси меди, которая выпадает в осадок красно-бурого цвета.

Осадок закисной меди учитывается объемным методом. На асбестовом фильтре в трубке Аллена осадок растворяют сернокислым раствором железоаммиачных квасцов.
СщО + 2FeJSOdj + Н?04 = 2 CuS04 + 2Fe S04 + НгО
Железо из трехвалентного переходит в двухвалентное, которое затем оттитровывается раствором КМп04, точно известной нормальности.
Количество перманганата эквивалентно количеству меди, которая выпала в осадок. Рассчитывают осадок меди в мг, а затем по специальным таблицам Бертрана находят соответствующее количество глюкозы в мг. Ход анализа. На аналитических весах берут навеску воздушно-сухого растительного материала 1 г ± 0.001 в химический стакан на 150 -200 мл. Приливают цилиндром 125 мл горячей дистил иров а иной воды и ставят на водяную баню, предварительно нагретую до
80° С. Одновременно ставят контрольный стакан с водой, в него погружают термометр. Экстрагируют углеводы в течении 30 мин. при температуре 75-80° С, периодически перемешивая стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Палочка всегда находится в стакане. Охлаждают суспензию до комнатной температуры и осаждают белки. Для этого в надосадочную жидкость по каплям приливают раствор уксуснокислого свинца. Каждую каплю энергично размешивают. На осаждение белков расходуется около 0,5 мл осадителя в зависимости от качества анализируемого материала. Учитывают общее количество осадителя в каплях или в мл. Нельзя допустить недостаток или избыток свинца. Полное осаждение или созревание осадка белка проходит в течение 4 часов, лучше осадок оставить на ночь. Возможный избыток уксуснокислого свинца осадить 10%- ным раствором NajSOu прибавив его в тройном количестве по отношению к израсходованному раствору свинца. Тщательно перемешать суспензию в стакане. Оставить для созревания осадка. Отфильтровать суспензию через бумажный складчатый рыхлый фильтр и стеклянную воронку диаметром 8-10 см в мерную колбу на 200 мл. Осадок полностью перенести на фильтр, промыть содержимое стакана и осадок на фильтре малыми порциями горячей дистиллированной воды. Охладить раствор, перемешать, довести до

метки и снова тщательно перемешать. Фильтрат прозрачный, окраска от слабо-желтой до соломенно-желтой за счет растительных пигментов.
7. Для следующих определений используются объемы:

4.16.2. Определение моносахаридов. В коническую колбу Эрленмейера на 100 мл с узким горлом внести пипеткой 20 мл раствора CuS04, добавить 20 мл раствора сегнетовой соли, хорошо перемешать. Добавить в колбу 20 мл испытуемого раствора углеводов, перемешать. Последовательность внесения растворов и их соотношение не менять! Поставить на горелку с асбестовой сеткой или электроплитку, нагреть смесь, кипятить при слабом кипении 3 мин. по песочным часам. На дне колбы образуется красно-бурый осадок закиси меди. Отфильтровать раствор в горячем состоянии через асбестовый фильтр, помещенный в трубку Аллена, в большую колбу Бунзена с помощью водоструйного или вакуумного насоса. Промыть осадок закисной меди 7-8 раз малыми порциями горячей дистиллированной воды и количественно перенести его на фильтр. Осадок на фильтре должен быть покрыт водой, на воздухе не оставлять! Осадок, промытый, с трубкой Аллена перенести на малую, приблизительно 250 мл, чистую колбу Бунзена. Растворить осадок в трубке при выключенном иасосе железоаммиачными квасцами (около 10-15 мл), приливая их в коническую колбу, так как там могут быть следы закиси меди, а затем вылить в трубку. Осторожно растворить осадок с помощью малой стеклянной палочки. Содержимое трубки промыть 5-6 раз малыми порциями горячей воды при включенном насосе. Раствор и промывные воды в малой колбе Бунзена не охлаждая, осторожно, при слабом перемешивании оттитровать раствором перманганата 0.02 или 0.05 и. до слабо-розовой окраски.

4.16.3. Расчет.
1мл0.1н.
соответствует 6,36 мг Си.
а млсоответствует X мг Си
где: а - объем перманганата (мл), пошедшего на титрование; X - количество меди в осадке (мг).
По таблицам Бертрана находим:
X мг Си соответствует А мг глюкозы, а далее:
содержание моносахаров
где: А - мг глюкозы по таблицам Бертрана (стр. 107-109); Р - разведение 200/20; Н - навеска воздушно-сухого вещества, г; 1000 - пересчет мг в г. Определение суммы сахаров растворимых углеводов Взять 50 мл фильтрата в мерную колбу на 100 мл, прилить цилиндром 5 мл конц. НС1 и поставить на водяную баню, предварительно нагретую до 80°С. В контрольную колбу налить 50 мл воды и 5 мл кислоты, опустить термометр, поставить в баню. Гидролиз сахаров проводят в бане при постоянном помешивании при температуре 68-70° С в течении 5 мин. по песочным часам. Охладить раствор, добавить 2-3 капли фенолфталеина, далее нейтрализовать его малыми порциями сухой соды, используя объем « 100 мг на кончике скальпеля (до слабо розовой окраски). Каждую порцию соды тщательно перемешивают круговым движением колбы не отрывая ее донышко от стола. Не допускать бурного вспенивания раствора. Довести раствор до метки водой, тщательно перемешать. Использовать раствор для определения суммы сахаров. Так как в растворе после гидролиза находятся только моносахариды, определение ведем по той прописи, котооая ппиволится выше.
Содержание суммы сахаров где:
В - мг глюкозы по табл. Бертрана (стр. 107-109); Р - разведение

Далее можно рассчитать содержание непосредственно дисахаридов:
% дисахаридов = (% суммы сахаров - % моносахаридов) 0.95
(0.95 - поправочный коэффициент, так как одна молекула сахарозы дает при гидролизе 0.95 молекулы глюкозы).

Само по себе присутствие нитратов в растениях - нормальное явление, т.к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т.к. они (как мы уже знаем) обладают высокой токсичностью для человека сельско-хозяйственных животных.

Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах.

Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Из разных сельско-хозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

· в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в сердцевине его.
· в капусте - в кочерыжке, в толстых черешках листьев и в верхних листьях.

Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего содержатся нитраты в их кожице.

По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы (2) :

1. с высоким содержанием (до 5000мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы.
2. со средним содержанием (300-600мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокачанная капуста, хрен, морковь, огурцы.
3. с низким содержанием (10-80мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

С физиологической точки зрения, количество нитратного азота в растениях определяется соотношением:

· процессов поглащения;
· транспорта;
· ассимиляции;
· распределения его в разных органах и частях растения.

И все эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов.

Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса многих причин:

1. от биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта “Красный великан” по сравнению с другими её сортами (“розовый с белым кончиком”, “жара” и др.). Содержание нитратов зависит и от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.
2. от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий - в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений (KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2 ), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (со слов руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т.С.Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растеневодства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988-89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь - не более 3%.
3. Накопление нитратов зависит и от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):
4. чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;
5. при влажном и холодном лете (1985г.) количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.
6. при повышении температуры до 20°С количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше (10)

Содержание нитратов в растениях зависит и от свойств почвы. Чем богаче гумусом и общим азотом почва, тем больше накапливаются нитраты в корнеплодах моркови. На содержание нитратов влияют и условия хранения растений. Установлено, что при хранении овощей в открытых ёмкостях вместе с гнилыми овощами увеличивается содержание нитратов в них, а также не следует перерабатывать корнеплоды моркови или плоды томатов, повреждённые гнилью. Лучше употреблять овощи своего сезона, т.е. когда овощи выросли под открытым небом, а не в теплице зимой. Овощи, богатые нитратами следует хранить в течении короткого времени и, желательно, в прохладном и тёмном месте. Нельзя хранить овощи битые, повреждённые. Овощи лучше собирать с огорода вечером.

При употреблении фруктов в пищу мы должны внимательно следить за их качеством. Чтобы яблоки дольше хранились, их покрывают эмульсионным налётом и насыщают консервантами. Такие яблоки внешне очень привлекательны, но порой в них нет ни вкуса, ни запаха, ни живой сочности, а консерванты в них убивают в кишечнике человека его полезную микрофлору. Такие же консерванты используются и для хранения других продуктов (растительного масла, сосисок, колбас). Поэтому надо бдительно следить за сертификатами импортных продуктов.

Вопрос накопления нитратов в растениях нашей области стал изучаться СахНИИ с/х с 1989 года, сотрудники которого выяснили, что на Сахалине в связи с особыми агрометеорологическими условиями содержание нитратов в растениях увеличивается:

1. большое количество дней, частые туманы;
2. заниженная солнечная радиация;
3. более низкие температуры воздуха и почвы;
4. сильные ветра.

Способы снижения вреда нитратов в растениях на организм человека.

Очень важно не только знать в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся в основном нитраты, но и не менее важно надо знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов:

5. Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (13) (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании - на 20-30%, а при варке на 60-80%.
§ в капусте - на 58%;
§ в столовой свекле - на 20%;
§ в картофеле - на 40%.

При этом следует помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

4. Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.
5. У паттисонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.
6. Т.к. нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав надо выбрасывать их стебли и использовать только листья.
7. У огурцов, свеклы, редьки к тому же надо срезать оба конца, т.к. здесь самая высокая концентрация нитратов.
8. Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, т.к. при температуре +2°С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества - нитриты.
9. Чтобы уменьшить содержание нитритов в организме человека надо в достаточном количестве использовать в пищу витамин С (аскорбиновую кислоту) и витамин Е , т.к. они снижают вредное воздействие нитратов и нитритов (4).
10. Выяснено, что при консервировании уменьшается на 20-25% содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т.к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые поэтому надо выливать при употреблении консервированных овощей в пищу.
11. Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать, на оставляя напотом.