Добрива і біологічна якість сільськогосподарської продукції

Під якістю врожаю розуміють вміст основних органічних речовин у продукції, що зумовлюють мету та доцільність вирощування культури (наприклад, білка в зерні пшениці, цукру в коренеплодах цукрових буряків, крохмалю у бульбах картоплі). Комплексну оцінку одержаної продукції проводять на основі визначення показників біологічної, гігієнічної якості, а також технологічних властивостей, тобто за наявністю та дією показників хімічного й біологічного складу, що зумовлюють оптимальний обмін речовин і функціонування організму. До показників біологічної якості належать вміст нітратів, вітамінів, амінокислотний склад тощо.
На показники якості продукції рослинництва впливає ряд факторів:
ґрунтово-кліматичні умови вирощування культур;
сортові особливості;
строки сівби;
загальна культура землеробства;
використання засобів хімізації (з урахуванням оптимальних співвідношень між макро-, мікро- та ультрамікроелементами);
біологічні особливості культур.
Під технологічними властивостями розуміють комплекс біологічних, хімічних і фізичних показників, які визначають спрямованість та інтенсивність виробничих процесів при переробці сировини й якість готової продукції. Технологічні властивості визначають у процесі переробки сировини і від них залежить кількість одержаного готового продукту.
Гігієнічна якість продукції передбачає виявлення в продукції небажаних і шкідливих речовин, що можуть спричиняти розлади та захворювання організму людей і тварин.
Управління якістю продукції — комплексне завдання. Воно потребує детального аналізу рівня того чи іншого показника якості, вивчення причин, які впливають на його формування й усунення факторів негативної дії.
На якості продукції позначається вміст у рослині мінеральних елементів, основних органічних сполук (білки, вуглеводи, вітаміни, гормони, ферменти) та інші компоненти, що в свою чергу залежить від раціональності застосування добрив. Останні, впливаючи на ці процеси, також визначають цінність продукції тваринництва для харчування людини. Наприклад, зелена маса, в якій міститься недостатня кількість каротину, викликає нестачу вітаміну А в молоці корів, що призводить до неповноцінності продуктів харчування людини. Для оцінки біологічної якості рослинних продуктів за поживністю необхідно враховувати їхній вплив на обмін речовин у тварин через забезпечення енергетично цінними продуктами з достатнім вмістом протеїну, вітамінів, мінеральних речовин тощо. Крім того, на неї діють фактори, які порушують метаболізм живих організмів і погіршують їхнє здоров’я. Отже, добрива значною мірою впливають на склад рослин та здоров’я людей чи тварин, що їх споживають.
Наслідками, які шкідливо позначаються на здоров’ї живих організмів через застосування добрив, є:
Надлишок нітратів у рослинах внаслідок внесення підвищених доз азотних добрив (120 кг і більше азоту на 1 га). Їхній вміст у сухій речовині може зростати від 23 до 601 мг/кг і більше.
Порушення рівноваги мінеральних елементів у рослині, наприклад, високий вміст калію за низького магнію і натрію — одна із причин пасовищної титанії.
Нестача в рослині будь-якого мінерального елемента, що може викликати тяжкі захворювання. Так, нестача фосфору призводить до стерильності тварин, а надлишок заліза — до зменшення його кількості.
Низький вміст у рослинах вітамінів. Тварини, яким згодовують бідну на вітаміни зелену масу, хворіють на гіповітаміноз та інші захворювання.
На зв’язок між біологічною якістю продукції й здоров’ям живих організмів впливають також антиметаболіти, які є в рослинах (або у продуктах тваринництва). Вони можуть діяти повільно чи миттєво. Відомо, що нестача фосфатів у ґрунті викликає утворення деякими рослинами (наприклад, конюшиною) надлишкової кількості ізофлавіну — статевого гормону, який дуже шкідливий для тварин.
За підрахунками вчених, за останні сто років у складі продуктів харчування відбулися істотні зміни. Так, у чотири рази підвищився вміст калію, більш як у два рази — фосфорної кислоти, знизився вдвоє — магнію, в шість разів — натрію.
Специфічною властивістю біологічно цінної продукції є її захисний ефект. Добрива можуть змінювати рівень деяких речовин, які виконують захисну функцію в організмі людини від речовин, що спричинюють захворювання.
Життя людини — постійний обмін речовин. У водному, мінеральному, пластичному обмінах важлива роль належить продукції рослинництва. Близько 50% поживних речовин витрачається на одержання енергії в організмі, решта —для росту і розвитку.
1.7.1 Біологічна роль основних поживних речовин у раціоні людини
Організм людини містить близько 20% білка, 65 — води, 10 — жирів і жироподібних речовин, 4 — мінеральних сполук, 1% вуглеводів. Кількість жиру може зростати вдвічі. Оптимальне співвідношення поживних елементів у раціоні людини таке: вуглеводи — 55, жири — 30, білки — 15%. Норма білка на добу становить 100 г, при підвищенні інтенсивності праці вона зростає до 130—160 г. Потреба в жирах — 70—100 г на добу, в умовах холодного клімату — 150—160 г. Добова потреба в кальції — 0,7—0,8 г (для організму, що росте і розвивається, — 1 г), у фосфорі >1,5г. Солі необхідно 10—15 г, при важкій фізичній праці й занятті спортом — 20—25 г. Харчування має такі функції: формування організму; вироблення тепла; виконання механічної роботи.
Продукти харчування поділяють на:
будівельні матеріали (білки, вода, жири, мінеральні речовини);
енергоносії (вуглеводи, жири);
біологічно активні речовини (вітаміни, мікроелементи, мінеральні солі );
супровідні речовини (клітковина);
смакові, ароматичні, барвні речовини.
Функції білків:
структурна (білки становлять 18—21 % загальної “сирої” й 45—50 % сухої маси організму людини. Найбільша кількість білків у легенях, селезінці, нирках, м’язах. Вони беруть участь в утворенні мембранних структур, мітохондрій, рибосом, цитоплазми);
каталітична (всі ферменти як біологічні каталізатори, що зумовлюють хімічні реакції в організмі, мають білкову природу. Нині відомо близько 2000 ферментативно активних білків);
гормональна (значна кількість гормонів є білками або продуктами білкового обміну. Зокрема, це інсулін, тетелін, адренокортикотропний гормон, окситоцин). Гормони беруть участь у регуляції активності ферментів, діють на процеси трансляції й транскрипції;
транспортна (необхідні для життєдіяльності речовини транспортуються з потоком крові сполуками білкової природи, зокрема, це білок хромопротеїдного типу гемоглобін. Транспорт ліпідів і жиророзчинних вітамінів здійснюється ліпопротеїдами);
захисна (відбувається в основному за участю білків ?-глобулінів, з якими пов’язані імунні реакції організму. Антитіла, що утворюються в організмі при несприятливій дії на нього різних факторів, мають білкову природу;
механічна (білки беруть участь у різних формах механічного руху — скороченні й розслабленні м’язів, роботі серця, легень, шлунка. Ці процеси здійснюються за рахунок таких білків, як актин, міозин, тропоміозин);
енергетична (білки є важливим джерелом енергії; при розщепленні 1 г виділяється 17,7 кДж енергії).
Залежно від розчинності протеїни поділяються на такі групи: Альбуміни ? група білків, які розчиняються у воді. Відомі лейкозини зерна пшениці, жита та ячменю, легумеліни насіння гороху і сої, рицин насіння рицини. Глобуліни ? дуже поширена група білків, що не розчиняються у воді, а розчинні в слабких розчинах нейтральних солей (у 4?10%-му розчині NaCl або KCl). Прикладами глобулінів є фазеолін насіння квасолі, гліцидин насіння сої, віцилін гороху, едестин насіння конопель, туберин бульб картоплі. Проламіни ? група простих білків з характерним складом амінокислот. Вони відзначаються високим вмістом діаміномонокарбонових кислот (50?80%). Їхні розчини мають лужні властивості (лужність вища, ніж у гістонів). Гістони ? лужні білки, які містять 20?35% лужних амінокислот (26% аргініну, 8?10 лізину). Гліадини ? не розчинні у воді, але розчинні в 70%-му етиловому спирті. Їх виявлено тільки в зерні злаків. Відомі гліадини зерна озимої пшениці (становлять основну частку "сирої" клейковини) та жита, зеїн ? кукурудзи, авенін ? вівса, орозеїн ? рису та гордеїн ? ячменю. Глютеліни ? група білків рослинного походження, що не розчиняються у воді та розчинах нейтральних солей, але розчиняються в слабких лужних розчинах. До їхнього складу входить значна кількість глутамінової кислоти. Глютелін озимої пшениці називають глютеніном. Жири (ліпіди), жироподібні речовини (ліпоїди) — це органічні сполуки тваринного і рослинного походження, різні за хімічним складом, будовою, фізіологічною та біохімічною функціями. Спільною їх властивістю є нерозчинність у воді й здатність розчинятись в органічних розчинниках (спирт, ефір, хлороформ, ацетон). За хімічним складом жири — складні ефіри гліцерину і вищих жирних кислот (пальмітинова, стеаринова, олеїнова, лінолева, ліноленова та ін).
Біологічна роль ліпідів в організмі:
входять до складу клітин як пластичний матеріал у вигляді ліпопротоїдів і гліколіпідів;
входять до складу клітинних мембран та мітохондрій; ліпіди мембран беруть участь у процесах транспорту молекул та іонів, у передачі нервових імпульсів;
виконання енергетичної функції, за рахунок жирів на 25—35 % задовольняється добова потреба людини в енергії;
субстрат для утворення біологічно активних речовин в організмі (вітаміни А і D, статеві гормони, жовчні кислоти);
механічна і термоізоляційна функції.
Функцій вуглеводів:
виступають провідним джерелом енергії та важливим резервним енергетичним фондом (в організмі людини — це глікоген);
забезпечують 60—70 % добової енергетичної потреби раціону;
глюкоза — основне енергетичне джерело головного мозку;
пластична (структурна) функція;
опорна функція (входять до складу основної речовини кісткової та сполучної тканин);
забезпечують перебіг осмотичних процесів;
підтримують сталість внутрішньоклітинного середовища (гомеостаз); знешкоджують токсичні продукти обміну;
беруть участь у синтезі біополімерів, глікопротеїдів, гліколіпідів, глікопептидів, необхідні для імунних реакцій організму, проникності мембран;
виступають запасними речовинами (крохмаль).
Для організму потрібні й інші речовини, такі як вітаміни. Нині їх відомо понад 20 і за розчинністю вони поділяються: вітаміни групи В, а також С належать до групи розчинних у воді, а вітаміни А, D, K та Е — до розчинних у жирах (ліповітаміни). За відсутності їх у раціоні (авітаміноз) спостерігаються дуже серйозні розлади функцій як окремих органів, так і організму в цілому. Слід зазначити, що засвоєння чи дія вітаміну залежить від наявності інших. Надлишок чи нестача одного з них порушує використання інших. Для організму дуже важлива збалансована кількість усіх вітамінів. Це стимулює обмінні процеси, функції залоз внутрішньої секреції та продукування гормонів.
Макро- і мікроелементи в житті рослинного організму.Для повноцінного живлення рослини використовують більшість із відомих хімічних елементів. Найважливіші із них 20—25 елементів, такі як азот, фосфор, калій, магній, цинк та ін. Азот, як основа життя, є складовою багатьох органічних сполук ? амінокислот, амідів, білків, нуклеїнових кислот та їхніх похідних, алкалоїдів, хлорофілу, регуляторів росту, ферментів тощо. У складі сухої речовини рослин його міститься від 1,5 до 5%. Як нестача, так і надлишок азоту в ґрунті призводять до зниження продуктивності культури та погіршення якості врожаю. Він може реутилізуватися, відтікати із раніше утворених частин рослини у молоді, активніші органи. Тому нестача його насамперед проявляється на стані листків, які закінчили ріст. При цьому сповільнюється ріст стебла, листків і коренів. Пожовтіння листків (особливо нижніх) через розклад хлорофілу переходить у побуріння тканин та їх засихання, а ознаки передаються на подальший ярус. У злаків укорочується суцвіття (колос зверху, волоть знизу) і зменшується малоозерненість колосу. Формується щупле, невиповнене зерно. Характерне пожовтіння нижніх листків кукурудзи починається з верхнього кінчика листка, продовжується вздовж центральної жилки, причому краї листка деякий час залишаються зеленими. Оптимальне азотне живлення культури дає можливість максимально реалізувати потенціал сорту й одержати високоякісну продукцію.
Фосфор входить до складу нуклеїнових кислот, нуклеопротеїдів, фосфатидів, сахарофосфатів, фітину та лецитину, тобто сполук, що відповідають за спадковість та переносення генетичної інформації, беруть участь у процесах дихання, біосинтезі складних вуглеводів і перебігу фотосинтезу. Цей елемент — складова багатьох макроергічних сполук, таких як АТФ, АДФ та аденозинмонофосфат-АМФ, що є джерелами енергії в рослинному організмі.
У молодих рослинах фосфор легко переміщується із старих тканин у молодші, а при дозріванні більша частина засвоєного фосфору нагромаджується в насінні та плодах. Свідченням цього може бути наявність фосфору в складі золи насіння зернових і зернобобових культур у межах 40—45 %, соломи — в 3—5 разів менше. Кількість органічних сполук у рослинах різко переважає над мінеральними (в середньому 89% від загального фосфору). Цей елемент мало впливає на нагромадження білка у рослинах. У той же час достатнє фосфорне живлення збільшує частку генеративних органів у загальній біомасі врожаю, підвищує вміст крохмалю у продукції та цукру в коренеплодах, фруктах і овочах. Поліпшується також якість волокна у луб'яних культур. Дефіцит фосфору починає проявлятися з нижніх листків. Вони мають зелений колір із блакитним відтінком (за достатньої кількості азоту), але між жилками появляються бурі плями, які зливаються і листок повністю засихає. Часто на стеблі та листі утворюється фіолетово-червоний відтінок, а краї листкових пластинок загинаються догори. В цілому рослини відстають у рості й сповільнюється онтогенез.
Калій не входить до складу органічних сполук рослин. Він знаходиться в іонній формі. Цей елемент концентрується у цитоплазмі та вакуолях і відсутній в ядрі. До 20% калію утримується у клітинах в обмінно-поглинутому стані колоїдами цитоплазми, до 1% необмінно поглинають мітохондрії, а основна частина (до 80%) знаходиться в клітинному соку і легко вимивається водою. В золі насіння зернових і зернобобових культур його міститься 30—40%, бульб картоплі та коренеплодів буряків до 40—60 %, а у листках більшості культур — 30—50%. Слід зазначити, що в молодих частинах калію значно більше, ніж у старих. Він впливає на гідратацію колоїдів цитоплазми, що допомагає краще утримувати воду і переносити посуху, підвищує зимо? та морозостійкість рослин і стійкість проти грибних та вірусних захворювань.
Калій посилює синтез високомолекулярних вуглеводів (целюлоза, геміцелюлоза, пектинові речовини, ксилани), що зумовлює потовщення клітинних стінок соломини злаків і підвищення стійкості до вилягання, а в коноплі та льону поліпшується якість волокна. Під впливом калію посилюється нагромадження крохмалю у бульбах картоплі, сахарози в коренеплодах буряків і цукрів у плодах та овочах. Дефіцит калію порушує метаболізм у рослинах: ослаблюється діяльність деяких ферментів, погіршується вуглеводнево-білковий обмін, збільшуються втрати цукрів на дихання, що призводить до утворення щуплого зерна, зниження схожості та життєздатності насіння. Недостатнє калійне живлення призводить до збільшення грибкових захворювань і погіршення лежкості, а також може з’являтися “крайовий опік” нижніх листків. При хронічному калійному голодуванні призупиняється ріст стебел та міжвузль, затримується дозрівання зерна і плодів.
Бор посилює ріст пилкових трубочок та проростання пилку, збільшуючи кількість квіток і плодів, поліпшує вуглеводний обмін та бере участь у білковому і нуклеїновому синтезі. Вважається, що основна фізіологічна роль цього елемента — регулювання кількості ауксинів та фенольних сполук. При його дефіциті порушується весь цикл обміну вуглеводів, формування репродуктивних органів, запилення та плодоношення. Особливо чутливі до бору дводольні. У них при його дефіциті нагромаджуються феноли, ауксини й порушуються нуклеїновий обмін і синтез білка.
Середній вміст бору в рослинах досягає 0,0001%. Як надлишок, так і дефіцит його у ґрунті призводить до значних втрат врожаю, погіршення його якості та лежкості продукції, можуть викликати захворювання тварин і людей. За нестачі бору в рослин пшениці формується дрібний колос із сухим “прапорцевим” листком; кукурудза набуває зовнішніх ознак, подібних до тих що проявляються при калійному голодуванні; в овочевих культур на нижніх листках з'являється "крайовий опік", потім листки деформуються і висихають. Дефіцит цього елемента проявляється на підзолистих ґрунтах та тих, на яких проведено вапнування повними нормами. Основними негативними наслідками борного голодування є відмирання точок росту, зниження крохмалистості бульб картоплі та цукристості коренеплодів цукрових буряків, погіршення якості волокна луб'яних культур. Нестача бору стимулює інтенсивний розвиток хвороб: парші картоплі, гнилі сердечка і сухої гнилі у коренеплодів, кореневої гнилі капусти, засихання верхівок тютюну, дуплистості турнепсу, відмирання точки росту соняшника.
Фізіологічна роль міді значною мірою визначається її кількістю в складу білків та ферментів (до 50% загального вмісту міді у листках знаходиться в складі білка пластоціаніну). Вона посилює зв'язування молекулярного азоту з атмосфери, засвоєння азоту із ґрунту та добрив, нагромадження білків, знижує інтенсивність розпаду хлорофілу, дію на ріст високих доз рістактивуючих речовин; підвищує здатність рослин протистояти виляганню, їхню посухо- морозо- та жаростійкість. Наявність міді може погіршувати товарний вигляд картоплі та овочів внаслідок окислення мідьвмісного ферменту тирозінази. Дефіцит міді затримує ріст і цвітіння рослин, викликає хлороз, втрату тургору. У злаків при гострій її нестачі біліють кінчики листків і не розвивається колос (хвороба “біла чума”), а в плодових проявляється суховершинність. Використання мідьвмісних добрив ефективніше на осушених торф’яниках, дерново-глейових, заболочених та легких ґрунтах. Найчутливіші до внесення міді злакові культури, трави, льон, коноплі, коренеплоди, соняшник і буряки. Потреба в міді зростає при застосуванні високих доз азотних добрив.
Марганець як високоактивний метал бере участь у реакціях біологічного окислення, фотосинтезі, відновленні гідроксиламіну до аміаку, перетворенні ди- і трикарбонових кислот при диханні, синтезі вітаміну С, поглинанні іонів із навколишнього середовища. Тому марганець відповідає за нагромадження та відтік цукрів у рослинному організмі, підвищуючи цукристість плодів і овочів, сприяє синтезу глютаміну, прискорює розвиток рослин та їхнє плодоношення. При дефіциті марганцю спостерігаються хлорози і плямистість листків, а при гострій його нестачі — повна відсутність плодоношення у редису, капусти, помідорів, гороху. насамперед марганець слід вносити на сірих опідзолених ґрунтах, слабовилугуваних чорноземах, солонцюватих і каштанових ґрунтах. Особливо чутливі до його нестачі злаки, коренеплоди, картопля, трави. Так, приріст урожаю цукрових буряків при застосуванні марганцевих добрив у середньому становить 100—150 ц/га, а цукристість підвищується на 0,2—0,6%.
Цинк бере участь у фізіологічних процесах. За рахунок стабілізації дихання при зміні температурних умов підвищує жаро- та морозостійкість рослин, впливає на утилізацію фосфору в тканинах, активізує реакції утворення попередників хлорофілу. За його нестачі у рослині знижується вміст ауксинів, сахарози та крохмалю, підвищується ? органічних кислот, порушується синтез білків — у тканинах нагромаджується небілкові розчинні сполуки азоту (аміди та амінокислоти), які можуть порушувати технологічні процеси при переробці сировини ("шкідливий" азот в цукроварінні). Дуже чутливі до нестачі цинку плодові, особливо цитрусові, гречка, буряки, картопля, хміль, конюшина. Для них характерне гальмування росту. Нестача цинку може проявлятися як на кислих дуже опідзолених легких ґрунтах, так і на карбонатних чорноземах, бурих і сіроземах. Ці процеси посилює застосування високих доз фосфорних добрив.
Молібдену рослинам потрібно менше, ніж бору, марганцю, цинку та міді. В основному він локалізується у молодих частинах рослин. Цей елемент входить до складу нітратредуктази і бере участь у відновленні нітратів до нітритів та нітрогенази — ферменту, що відповідає за зв’язування азоту атмосфери при біологічній фіксації. Крім того, цей елемент задіяний у фотосинтезі, процесах дихання, біосинтезі нуклеїнових кислот, вітамінів і пігментів. Тому поряд із підвищенням урожайності він сприяє зростанню вмісту білка в продукції. Зовнішні прояви нестачі молібдену подібні до азотного голодування. Вона найчастіше проявляється на дерново-підзолистих, сірих опідзолених, чорноземних та осушених кислих торф’яниках. Ефективне застосування цього елементу під усі бобові культури, особливо на кислих ґрунтах.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать