Сполуки азоту життєво необхідні ж для рослинного, так і для тваринного організму. У рослинний організм вони надходять з Грунту у вигляді азотних солей (нітратних і аміачних). Подальший їх метаболізм – це складний процес у якому нітрати займають важливе місце. Але їх кількість не повинна перевищувати встановлених допустимих рівнів. Нажаль не всі нормативні документи нормують ці токсичні речовини, а ті у яких введене значення показників нітрати та нітрити інформують, що максимально допустимі рівні цих речовин у кормах для сільськогосподарських тварин та птиці не повинні перевищувати 500 мг/кг і 10 мг/кг.
У рослинах нітрати відновлюються до нітритів. У цьому процесі беруть участь різні елементи (молібден, залізо, мідь, марганець), а також витрачається значна кількість енергії, джерелом якої є вуглеводи. Нітрити присутні у рослинах характеризуються накопичувальною властивістю і пригнічувальною дією на ріст. Основна їх частина піддається подальшим перетворенням і переходить в аміак (NНз). Саме цю сполуку окремі вчені називають альфою і омегою у харчуванні рослин. Нітрити – утворюються з нітратів і їх вміст залежить від вмісту останніх у рослині. Тому допустимий рівень у рослині відповідає такій кількості нітратів при якій іон NO2 відновлюється у високо реакційні сполуки окису NO і двоокису NO2.
До кормових культур, які схильні до підвищеної акумуляції азоту відносяться пшениця, жито, тритикале, кукурудза, соняшник, сорго, турнепс, люцерна, конюшина, буряк. Ці рослини накопичують надлишкову кількість нітратів при внесенні у Грунт підвищеної кількості азотних добрив. Згідно з рекомендаціями спеціалістів та науковців є чітко визначена кількість внесення чистого азоту для зернових культур це 120-140 кг на 1 га, буряків -150 кг, кормових культур – 100 кг. Максимальна акумуляція азоту досягається через 20-25 днів після внесення добрив і підтримується на цьому рівні протягом двох місяців.
Часто вміст протеїну підвищують вносячи азотні добрива буквально перед збиранням урожаю. Рослина насичується азотом, але він не встигає пройти відповідні процеси синтезу білка. Результатом чого є виший вміст протеїну у зібраному кормі в основному за рахунок небілкового азоту, кількість якого значно вища від нормованого рівня. Такий азот не принесе користі тваринному організмові, а для організму молодняка особливо шкідливий. Тому вивчення перерозподілу азоту у рослинному організмі під час його розвитку є актуальним і важливим.
Мета досліджень. Дослідити, як розподіляється азот у протеїновому комплексі зеленої маси злакових культур під час росту та розвитку рослинного організму, щоб встановити у які фази потреба рослин у азоті найбільша.
Методика досліджень азоту
Об’єктами досліджень були зразки зеленої маси злакових культур пшениці та тритикале у різні фази їх розвитку, зерно свіжозібране, зберігалося два місяці. Для визначення вмісту загального, білкового та небілкового азоту користувалися фотометричним методом, в основі якого гідроліз з сірчаною кислотою у відповідності до методу Кьельдаля. Окрім цього використовували іонометричний метод для визначення нітратного азоту, сутність якого у виділенні цієї фракції азоту розчином алюмокалієвих солей з подальшим замірюванням його концентрації при використанні іоноселективного електрода. Вміст нітритів визначали на фотометрі, після виділення їх розчином хлористого калію та отримання окрашеного розчину.
Результати досліджень азоту
Дослідження проведені в Інституті кормів та сільського господарства Поділля НААН доводять, що внесення азотовмісних добрив під озимі культури краще проводити восени. Тоді рослини злакових культур успішно і поступово переробляють отриманий азот у протеїн упродовж всього циклу їх розвитку.
Перші зразки зеленої маси злакових культур (тритикале та пшениці) відібрані на початку фази кущіння. Наприкінці цієї фази вміст загального азоту у рослині в середньому збільшується на 12-25 %. У наступніі фази розвитку рослина поступово використовує азотовмісні сполуки, а тому наприкінці фази початку наливу зерна вміст загального азоту у ній у 2-4 рази нижчий. Підживлення проведене на початку фази трубкування не позначилося на підвищенні вмісту загального азоту. На позакореневе підживлення, проведене на початку фази колосіння, рослини реагують і у фазі початку наливу зерна загальний вміст азоту підвищується на 4 г, тобто кількість сирого протеїну збільшується на 25 г (рис. 1). Тобто у фазі наливу зерна потреба рослин злакових культур у доступному азоті збільшується, що необхідно враховувати при їх вирощуванні.
Небілковий азот включає різні форми азотовмісних речовин, у тому числі нітратний та нітритний азот, кількість останніх знижується поступово під час росту та розвитку злакових культур.
У фазі початку наливу зерна вміст нітратів у рослинах різко підвищується, що може бути наслідком позакореневого підживлення (рис. 2)
Нітритний азот у зеленій масі злакових культур був на рівні 0,00010,002 мг/кг, найвищий його вміст у фазі кінця кущіння.
Звичайно виробників рослинницької продукції в першу чергу цікавить, який хімічний склад зерна, адже його виробляють, як кормового так і продовольчого призначення. Від вмісту протеїну, а головне білка залежить основний продовольчий показник – клейковина, адже якщо даний показник низький – значить продовольча пшениця низької якості, а її хлібопекарські показники на пряму залежать від складу протеїнового комплексу. Адже еластичність, розтяжність та пружність клейковини пов’язана з вмістом різних фракцій азоту у протеїні зерна. Встановлено також, що показники вмісту загального, білкового та небілкового азоту практично не змінюються після двох місячного зберігання зерна пшениці та тритикале (рис. 3).
Визначені показники азоту відповідали 10,44-10,56 % сирого протеїну, а вміст білка був на рівні 7,56-7,81 %. Небілковий азот включав нітратний і нітритний азот. У зерні пшениці та тритикале вирощених з дотриманням технології вирощування ці токсичні речовини знаходилися нижче допустимого рівня, нітрати в межах від 75 мг/кг до 360 мг/кг, а нітрити від
0,5 мг/кг до 9,0 мг/кг (рис. 4).
Відомо, що під час посухи, при недостатній кількості у Грунті молібдену, кобальту, сірки, калію, при підвищеній кислотності та засоленості Грунту, при внесенні високої дози органічних добрив (гною, курячого посліду) знижується активність ферментів азотистого обміну нітрат- і нітритредуктази, як наслідок підвищується вміст нітратів та нітритів у рослинному організмі.
Під час вивчення складу протеїнового комплексу у рослинах визначався вміст макро- та мікроелементів з метою дослідження, скільки кожного з елементів рослини злакових культур накопичують у своєму організмі. Серед елементів були також калій, молібден та кобальт, адже відомо, що вони беруть найактивнішу участь в обміні азоту у рослинному організмі (табл.). їх вміст у міру розвитку рослинного організму злакових культур поступово знижувався починаючи з фази кущіння. Вміст калію в середньому на 46 %, кобальту на 39 %, а вміст молібдену знизився практично удвічі.
Макро- та мікроелементний склад рослинного організму озимих пшениці та тритикале
| Фаза
розвитку рослин |
Са,
г/кг |
Мд,
г/кг |
к,
г/кг |
Ре,
мг/кг |
гп,
мг/кг |
Мп,
мг/кг |
Си,
мг/кг |
Мо,
мг/кг |
Со,
мг/кг |
| Кущіння | 2,12 | 1,70 | 7,20 | 3090,86 | 27,20 | 166,70 | 4,66 | 0,66 | 3,22 |
| Кінець
кущіння |
3,58 | 1,53 | 7,12 | 2234,51 | 27,51 | 147,42 | 3,99 | 0,60 | 3,49 |
| Початок
трубкування |
1,81 | 0,83 | 6,78 | 869,58 | 11,15 | 65,82 | – | 0,44 | 3,00 |
| Трубкування | 1,00 | 1,23 | 6,10 | 1789,22 | 14,86 | 105,15 | 0,58 | 0,49 | 2,82 |
| Початок
колосіння |
0,76 | 1,21 | 5,84 | 3194,28 | 16,94 | 137,44 | 0,06 | 0,40 | 2,65 |
| Колосіння | 0,78 | 1,25 | 5,12 | 2519,09 | 19,30 | 104,93 | 2,19 | 0,37 | 2,48 |
| Початок
наливу зерна |
0,93 | 2,60 | 4,91 | 1584,74 | 10,73 | 86,07 | 2,78 | 0,30 | 2,31 |
Решта елементів вели себе досить цікаво, їх вміст знижувався включаючи фазу завершення колосіння, а у фазі початку наливу зерна підвищився вміст магнію, а також спостерігалася тенденція до підвищення кальцію та міді.
Отже злакові культури під час свого розвитку виносять з Грунту відповідну кількість кожного з елементів, що необхідно враховувати при вирощуванні не лише злакових культур.
Нітрати вважаються малотоксичними сполуками для тварин, але продукти їх відновлення – солі азотистої кислоти токсичніші приблизно у 10 разів. Встановлено, що нітритів у свіжих рослинних кормах дуже мало, але за певних невідповідних умов вирощування, зберігання та обробки їх вміст різко зростає.
Висновки.
Введення азотних добрив під посів озимих тритикале та пшениці восени сприяє кращому накопиченню протеїну та білка у рослині, тоді як внесення добрив на початку фази трубкування та колосіння не супроводжується позитивними змінами у протеїновому комплексі рослин. Рослина потребує більшу кількість азоту на початку та протягом фази наливу зерна, що необхідно враховувати під час вирощування злакових культур.
Бібліографічний список
1. Гунчак В. М. До токсикології нітратів і нітритів у тварин / В. М. Гунчак // Науковий вісник ЛНУВМБТ імені С. 3. Гжицького. Том 15. №3(57).-2013,-С. 62-70.
2. Мусієнко М. Т. До проблеми одержання молока з мінімальним вмістом нітратів / М. Т. Мусієнко // Національний вісник національного аграрного університету. – К., – 2000. № 28. – С. 398^01.
3. Оксенгендлер Г. И. Яды и метгемоглобинобразователи. Г. И. Оксенгендлер //Яды и противоядия. – Д.: Наука, 1983 – С. 126-129.
4. Вовк Д. М. Патогенетическая регенерация обменных процессов в организме жвачных при нагрузке рационов нитратами / Д. М. Вовк, Н. Ф. Панько, В. Б. Духницкий // Тезы доклада. Республиканская конференция «Проблемы нитратов в животноводстве и ветеринарии» – К.:, 1990.-С. 45-47.
5. Хмельницкий Г. А. Патогенез, диагностика, лечение и профилактика отравлений крупного рогатого скота карбамидом и нитратами. Автореферат диссертации на соискание ученого ступени доктора ветеринарных наук: 16.00.04 / Г. А. Хмельницкий – Московская ветеринарная академия. – М.: 1987. – 32 с.
6. Гунчак В. М. Хроничний нітратно-нітритний токсикоз курей та його профілактика. Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора ветеринарних наук. 16.00.04. / В. М. Гунчак. – 2005. – 360 с.
7. Богатова О. В. Химия и физика молока. Учебное пособие / О. В. Богатова, Н. Г. Догарева – Оренбург: ГОУОГУ. 2004. – 137 с.
Автор: Л. П. Чорнолата, кандидат сільськогосподарських культур, С. М. Лихач, Л. П. Здор, І. О. Ляховченко