Агрохимия, 2019, № 8, стр. 48-51

ВВЕДЕНИЕ

Проблема нитратного азота к настоящему времени приобретает все большее значение, что связано с увеличением применения азотных удобрений и как следствие – возрастанием содержания нитратов в продуктах питания, почве, грунтовых и поверхностных водах, являющихся источником питьевой воды, а также их использованием в качестве пищевых добавок. Систематическое поступление повышенного количества нитратов в организм человека приводит к неблагоприятным сдвигам метаболизма организма, переходу нитратов в токсичные нитриты, вызывающие нарушение обменных процессов, риск заболеваний, в том числе и онкологических [1–6]. Поэтому определение содержания нитратов в овощной продукции на соответствие существующим ПДК является обязательным критерием качества. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила ПДК нитратов в овощах и фруктах для человека – для картофеля она составляет 250 мг/кг сырой массы.

Азот является обязательным элементом питания растений. Низкая обеспеченность растений азотом приводит к недобору урожая и ухудшает его качество в результате снижения содержания незаменимых аминокислот (лизина, метионина, триптофана и других) [7]. В отличие от аммиака нитраты для растений не ядовиты и могут накапливаться в тканях в значительных количествах [8, 9].

К настоящему времени существуют многочисленные данные об уровне нитратов в зрелых овощах и единичные работы, характеризующие изменение их количества при хранении [10]. Поэтому изучение динамики содержания нитратов в клубнях картофеля в процессе хранения представляет большой интерес.

Цель работы – оценить качественные показатели клубней картофеля перед закладкой на хранение и определить влияние продолжительности периода хранения на содержание в них нитратов.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования служил голландский раннеспелый сорт картофеля Рэд Скарлетт из 2-х хозяйств Нижегородской обл. (ООО “Лакша”, Богородского и СПК “Дубенский” Вадского р-нов). Картофель собирали в 1-й декаде сентября, проводили качественную оценку клубней и помещали на хранение 15 сентября. Условия хранения соответствовали общепринятым: температура воздуха 3–4°С и влажность 80–85%.

Содержание нитратов в клубнях картофеля определяли по ГОСТ 13496.19-93 “Корма, комбикорма, комбикормовое сырье”. Сущность метода заключается в извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением концентрации нитрат-ионов в полученных пробах на приборе рН-метр Мультитест ИПЛ-301.

Определение концентрации нитрат-ионов проводили по отдельности в поверхностном слое клубней, названном “кора”, включающим эпидермальную часть пробкового слоя и клетки корковой паренхимы толщиной 2–3 мм, и паренхимы клубней, названной “мякотью”.

Содержание подвижных форм фосфора и калия почвы определяли по ГОСТ 26207-91 “Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО”.

Содержание органического вещества (гумуса) почвы определяли по методу Тюрина, ГОСТ 26213-91 “Почвы. Методы определения органического вещества”, гидролитическую кислотность – по ГОСТ 26212-91 “Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО”.

Лежкоспособность, как свойство клубней сохранять свои качества без существенного изменения массы и степени оводненности в течение периода хранения, определяли в соответствии с ГОСТ 7194 – 81 “Картофель”. Правила приемки и методы определения качества”.

Повторность анализов трехкратная, результаты обработаны статистически в программе Excel.

Картофель выращивали гребневым методом, посадку проводили в первой декаде мая. Экспериментальный участок был разбит на делянки; учетная площадь составляла 21 м²; норма высева – 55 тыс. клубней/га. Повторность опыта четырехкратная, агротехнические мероприятия – общепринятые для интенсивной технологии возделывания картофеля. Уборку проводили вручную с последующим взвешиванием и отбором проб для анализов. Предшественником картофеля в вышеперечисленных хозяйствах была яровая пшеница.

Климатические условия районов не имели существенных различий. Почвы опытных участков Вадского (СПК “Дубенский”) и Богородского (ОАО “Лакша”) районов – серые лесные, легко- и среднесуглинистые, близкие по обеспеченности азотом и калием, различающиеся по содержанию подвижных форм фосфора на 4.2% при одинаковой кислотности, величина которой была оптимальной для выращивания картофеля (табл. 1).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ характеристик урожая картофеля (табл. 2) позволил установить, что в целом его урожайность была высокой, составляла 50.0–53.8 т/га и имела незначительные различия по годам, что было связано с погодными условиями года выращивания.

Важнейшим критерием качества картофеля является его лежкоспособность, характеризующая способность клубней не терять массу и степень оводненности в течение периода хранения. Показано, что она была высокой, не имела значительных различий по годам и достигала 90–93%, что свидетельствовало о хороших качественных показателях клубней картофеля, а также благоприятных условиях хранения. Следует отметить, что урожайность и лежкоспособность клубней в 2015 г. была выше, чем 2016 г.

Количество крахмала в клубнях картофеля при закладке на хранение из СПК “Дубенский” достигало 15.1–14.9% (по годам), и было на 29–30% выше, чем в ОАО “Лакша”, где его содержание не превышало 10.0–10.7%. Концентрация нитратов в коре и основной паренхиме клубней из обоих хозяйств также имела существенные различия. Например, в поверхностном слое и основной паренхиме клубней из СПК “Дубенский” содержание нитратов составляло 108 и 60 мг/кг соответственно и уступало по этому показателю клубням из ООО “Лакша” в 1.8 и 1.4 раза, достигая 118 и 86.8 мг/кг. Полученные данные выявили наличие взаимосвязи между содержанием нитратов и крахмала в клубнях, которая выражалась в том, что увеличение содержания нитратов способствовало уменьшению запасов крахмала как в коре, так и основной паренхиме клубней картофеля. Принимая во внимание, что агрохимические показатели почв хозяйств не имели существенных различий, дозы, и сроки внесения удобрений в каждом из них были одинаковыми, можно предположить, что механизм усвоения азотсодержащих соединений является многофункциональным. Он определяется комплексом физиолого-биохимических процессов, особенностями усвоения нитратов корнями растений [5], а также продолжительностью освещения, скоростью фотосинтеза, плодородием почв, температурой и влажностью почв, воздуха и другими факторами [4, 11–13].

Согласно имеющимся данным, накопление нитратов в растениях происходит пропорционально дозам и срокам внесения азотных удобрений. Количество нитратов в тканях зависит от биологических особенностей культур, климатических условий и технологий выращивания, а также использования открытого или закрытого грунта [9, 14, 15]. Установлено, что в основной паренхиме зрелых клубней картофеля содержание нитратов достаточно низкое – от 50 до 150 мг/кг, тогда как в поверхностном слое их концентрация в 1.1–1.3 раза больше [9, 10]. Эти данные согласуются с результатами настоящей работы. Такие же результаты получены для других овощных культур, которые показали неравномерность распределения нитратов в овощах [3, 10].

Результаты изучения динамики изменения содержания нитратов в процессе хранения картофеля сорта Ред Скарлетт представлены на рис. 1. Показано, что в процессе хранения клубней происходило уменьшение содержания нитратов, причем в коре этот процесс происходил медленнее, чем в мякоти. Наибольшее снижение содержания нитратов в мякоти приходилось на период с середины ноября до конца января (53.9 – “Дубенский” и 48.1 мг/кг – “Лакша”), после чего их количество уменьшалось незначительно и к концу февраля составляло 42.3 и 38.5 мг/кг соответственно. В коре это процесс продолжался на протяжении всего периода наблюдений, достигая к концу февраля 75.4 и 90.4 мг/кг соответственно.

Рис. 1.

Динамика содержания нитратов в клубнях картофеля при хранении.

За период хранения количество нитратов в мякоти клубней СПК “Дубенский” и ООО “Лакша” снижалось на 31 и 51%, в кожуре – на 31.0 и 22.7% соответственно.

Сравнение величин содержания нитратов в картофеле с существующими нормами ПДК показало, что в картофеле сорта Ред Скарлетт, выращенном в 2-х хозяйствах Нижегородской обл., содержание нитратов было более чем в 2 раза меньше в сравнении с принятыми величинами ПДК (250 мг NO$_{3}^{ - }$/кг).

Нитраты являются водорастворимыми веществами, поэтому существует возможность уменьшения их содержания в растительной продукции [1, 9]. Тщательное промывание и удаление поверхностного слоя овощей и фруктов снижает содержание нитратов на 10–15% [16], выдерживание в воде не менее 1 ч – на 25–30%; при варке овощей в течение 30–40 мин этот процесс проходит наиболее активно. Например, при варке свеклы теряется до 40, капусты, брюквы и моркови – до 70, картофеля – до 80% нитратов. [8, 17].

ВЫВОДЫ

1. Перед закладкой на хранение картофель можно было охарактеризовать как здоровый, хорошего качества, содержание крахмала в клубнях из СПК “Дубенский” и ОАО “Лакша” по годам составило 14.9–15.1 и 10–10.7% соответственно.

2. Содержание нитратов в клубнях картофеля сорта Ред Скарлетт при существующей технологии выращивания соответствовало уровню продовольственной безопасности и было меньше ПДК более чем в 2 раза.

3. В поверхностном слое клубней накопление нитратов было в 1.4–1.8 раза больше, чем в основной паренхиме. Увеличение содержания нитратов в паренхиме клубней картофеля предположительно подавляло биосинтез крахмала.

4. За период хранения картофеля содержание нитратов в мякоти клубней из СПК “Дубенский” и ООО “Лакша” снижалось на 31 и 51, в кожуре – на 31 и 23% соответственно.