Чем опасны нитраты

нитратов содержится в коллекторных и дренажных во­дах, дренирующих сельскохозяйственные территории, на которых применяются азотные удобрения и навоз. Концентрация нитратов в этих водах может превышать 120 мг/л. В естественных (природных) условиях количе­ство их не превышает 9 мг/л. Наибольшее количество (свыше 200 мг/л) нитратов находится в бытовых стоках и в стоках животноводческих комплексов. Существенно­му повышению количества нитратов в природных водах способствуют азотные удобрения.

Грунтовые воды содержат, как правило, меньше нит­ратов, чем поверхностные, поскольку почва служит своего рода «фильтром» по пути передвижения нитрат­ного азота. Чем глубже залегают грунтовые воды, тем меньше содержится в них нитратов.

Наряду с многолетней динамикой содержания нит­ратов существует и годовая изменчивость их количества. При повышенном содержании нитратов в водоемах воз­растает вероятность образования нитритов в количест­вах, токсичных для рыб. Например, смертельная доза для лососевых рыб составляет 0,2—0,4 мг/л азота нит­ритов.

Наиболее опасными источниками поступления нитратного азота в воду явля­ются отходы животноводческих комплексов, а также применение их стоков и жидкого навоза в повышенных дозах в качестве удобрений.

При пользовании водой с высоким уровнем нитра­тов необходим комплекс мер по его снижению. Особен­но это важно для родильных домов, детских садов и яслей, детских больниц. Перед употреблением воду не­обходимо пропускать через аниониты, с тем чтобы осво­бодиться от нитрат-ионов.

Заслуживает внимания опыт Чехословакии и Гол­ландии, где питьевую воду для грудных детей продают в аптеках, именно таким образом ограждают наиболее чувствительную часть населения от нитратного отравле­ния. Снижения содержания нитратов в пресных водах, поступающих на коммунально-хозяйственные нужды, можно достичь путем стимулирования биологической денитрификации, использования электродиализа, мето­дов химической редукции, разбавления более чистой воды.

Однако наиболее рациональный путь снижения кон­центрации нитратов в поверхностных и грунтовых водах заключается в уменьшении размеров высвобождения N—NO из природных и антропогенных источников и ог­раничения их миграции в агроландшафтах. В зонах ин­тенсивного применения азотных удобрений необходимо создание охранных зон, предотвращающих поступление подвижных соединений азота в водоемы, воду которых используют как питьевую.

Водоохранные мероприятия должны способствовать повышению культуры земледелия; предотвращению по­ступления дренажного и поверхностного стоков путем отвода их за пределы водного объекта в специальные буферные водохранилища, лагуны, накопительные и окислительные пруды, а также использование искусст­венных и естественных биологических методов очистки загрязняющих вод поверхностного стока. Для обезвре­живания поверхностных вод перспективно использова­ние биологических прудов, где очистителями являются микроводоросли и макрофильтры. Последние интенсив­но усваивают азот аммонийной и нитратной форм. Ис­пользование макрофильтров для очистки сточных вод тре­бует обязательного их изъятия из водоема после сфор­мирования вегетативной массы с целью исключения вторичного загрязнения водоема биогенами.

Наряду с этим нормы азотных удобрений должны быть экологически безопасными, сроки и способы их внесения определяются учетом почвенно-экологических условии агроландшафта и биологических особенностей реакции растений на режим азотного питания. Напри­мер, система применения азотных удобрений при выра­щивании риса на основе локального внесения туков в почву, благодаря чему снижается поступление нитратов в надпочвенный слой воды и исключается необходи­мость проведения подкормок в течение вегетации с са­молета. Последний способ внесения азотных удобрений несет наибольшую угрозу качеству поверхностных вод.

При утилизации сточных вод животноводства реко­мендуется ограничить использование их в неразбавлен­ном виде. Наиболее приемлемым и целесообразным яв­ляется обязательное разбавление стоков водой в 1,5 раза при обязательном внесении в почву фосфор­ных и калийных удобрений в дозах, необходимых для полною обеспечения растений в фосфоре и калии н сба­лансированных к количеству азота, применяемого в сточных водах.

С целью предупреждения избыточной аккумуляции нитратов в природных подах, сохранения и прогнозиро­вания изменения качества воды необходимо наладить региональный и местный контроль за их содержанием как в природных, так и в сбросных водах, установив при этом научно обоснованные нормативы предельно допустимых концентраций во всех видах вод.

Нитраты как источник азотного питания растений

Природный цикл азота, имеющий глобальный харак­тер, включает образование, транспорт и аккумуляцию нитратов в различных компонентах биосферы, среди ко­торых одно из главных мест принадлежит растительно­му организму.

Основы учения об азотном питании растении были разработаны Д. Н. Прянишниковым (1945) и в дальней­шем развиты его учениками. Было показано, что аммо­нийная (NH+) и нитратная (NO) формы азота равно­ценны, но их соотношение может быть обусловлено ви­довой спецификой выращиваемой культуры, а также факторами окружающей среды. Так, на фоне калия рас­тения лучше используют нитраты, на фоне кальция — аммоний, нитраты лучше усваиваются в кислой среде, тогда как аммоний — в щелочной. Но поскольку и амидная и аммонийная формы азота в почве подверга­ются нитрификации, переходя в нитратную в течение 10—15 дней, то все-таки преобладающей формой мине­рального азота, поступающей в растения, являются нитраты. Надо отметить, что имеется определенная специ­фика в поведении различных форм азотных удобрении в почве и отзывчивости на них растений.

Запасы и доступность азота в почве зависят от ско­рости и направленности осуществляемых микроорганиз­мами процессов превращения азотистых соединений. Потребность культур в азоте зависит от биологических особенностей видов и сортов растений, уровня их потен­циальной продуктивности, которые, в свою очередь, сопряжены с влиянием экологических факторов. При уро­жайности пшеницы и ячменя в пределах 50 ц/га при­мерная потребность растений в азоте составляет 150 и 130 кг/га. Урожай картофеля и сахарной свеклы в 400 и 500 ц/га растения требует в течение вегетации 200 и 250 кг/га азота, а кукуруза и травы при урожае зеле­ной массы в 600 ц/га потребляют 200 и 300 кг/га азота. Максимальный урожай капусты белокочанной, шпината и салата формируется при потреблении 250—350, 200— 250 и 100 кг/га азота соответственно. Однако большин­ство почв не в состоянии обеспечить полностью потреб­ности культур в азоте, поскольку скорость и величина образования минерального азота в почве не совпадают с режимом азотного питания растений. Поэтому получе­ние устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в различных почвенно-климатических зонах обеспечива­ется лишь дополнительным внесением азота в виде ми­неральных или органических удобрений. Среднестати­стическая прибавка урожая зерна от 1 кг азота мине­ральных удобрений составляет обычно 8—15 кг, корне­плодов сахарной свеклы — 40—60 кг, клубней карто­феля — 50—60 кг, сухой массы кормовых трав — 15— 20 кг.