خاک یکی از مهم منابع پایه است که به عنوان بستر اصلی کشت گیاه و نیز محیطی منحصر به فرد برای انواع حیات محسوب می شود. انسان اگرچه در مسیر تکاملی خود با دستیابی به فناوری های نوین، پیشرفت های سریع و شگفت انگیزی را به ارمغان آورده است ولی متاسفانه آثار سو آن بتدریج با بروز اختلال و دگرگونی در شرایط تعادلی و متعارف منابع پایه، بویژه خاک و آب همراه گردیده که موجب پدیدار شدن انواع ناهنجاریها و بحران های زیست محیطی شده است .از این رو اکنون بیش از هر زمان دیگر، برگزیدن سیاستهای سازگار و راه حل هایی برای عرضه مواد غذایی در پاسخگویی به تقاضای روز افزون جمعیت و در مسیری هماهنگ با ملاحظات زیست محیطی، احساس می شود .
● علل تجمع نیترات در سبزی های میوه ای :
در بیشتر گونه های گیاهی منجمله گوجه فرنگی ریشه ، ساقه ، برگ ها ، توانایی احیای نیترات را دارند. میزان احیاء بستگی به نوع گیاه، میزان نیترات، سن گیاه و شرایط محیطی دارند. وقتی غلظت نیترات پائین باشد، بخش عمده آن در درون ریشه احیاء می گردد. با افزایش میزان نیترات، ظرفیت احیای نیترات در ریشه ها کاهش یافته و بخشی از نیتروژن کل به صورت نیترات به ساقه ها منتقل می شود.
به همین ترتیب در ساقه ها نیز ظرفیت احیای نیترات محدود و مازاد نیترات مخصوصاً تحت شرایطی که کود نیتروژنی زیادی مصرف شده باشد، به برگها منتقل می گردد. با توجه به اینکه برگها به عنوان منبع تولید کننده عمل می کنند در مرحله زایشی، رشد رویشی کاهش یافته و تولید مواد هیدروکربنه که برای احیای نیترات لازم است، کاهش یافته. بنابراین ظرفیت احیای نیترات در برگها به هنگام مرحله زایشی کاهش می یابد. به علت پر تحرک بودن نیترات مخصوصاً هنگامی که مصرف کودهای نیتروژنی ( به شکل نیترات ) بالا باشد ( فراتر از نیاز گیاه ) گیاه توانایی احیای مقدار اضافی نیترات را نخواهد داشت.
در مرحله زایشی ( تشکیل میوه ) میوه ها به عنوان مصرف کننده مواد تولید شده در برگها ( Sink ) عمل می کنند و چون قدرت جذب بالایی دارند مواد مصرفی منجمله نیترات را از منبع ( Source ) به طرف خود با سرعت می کشند . چنانچه تحت این شرایط نیترات احیاء شده وجود داشته باشد، وارد میوه شده و در آنجا تجمع می یابد.
از طرف دیگر کربن موجود در میوه بیشتر صرف فرایند تنفس شده و میوه برای احیای نیترات نمی تواند از این مواد هیدروکربنه استفاده کند و کلاً ظرفیت محدودی برای احیای نیترات در میوه ها همانند سایر اندامهای گیاه وجود دارد ( ممکن است در این مرحله هورمونها هم نقش مهمی داشته باشند ). از طرف دیگردر برگهای کاملاً بالغ، میزان فعالیت نیترات ردکتاز بسیار اندک است در نتیجه میزان نیترات در برگها افزایش می یابد. این در حالی است که فعالیت نیترات ردکتاز در سلولهای در حال رشد نواحی انتهایی ریشه زیاد است و غلظت آن به سوی بخشهای بالاتر به سرعت کاهش می یابد. حدود ۶۰ درصد نیتریفیکاسیون در سیتوپلاسم ( توسط آنزیم نیترات رداکتاز ) در ۲۴ ساعت اول اتفاق می افتد و در کلروپلاست های ریشه نیترات احیاء می گردد.
به طور کلی تجمع نیترات با فتوسنتز رابطه معکوس دارد هر عاملی میزان فتوسنتز در گیاه را کاهش دهد، سبب افزایش غلظت نیترات در گیاه خواهد شد. با توجه به اینکه فرایند آمین سازی ( تبدیل نیترات به عامل آمینی جهت سنتز پروتئین ) در گیاه، انرژی خواه است ( به ATP نیاز است ) بنابراین هر عاملی نظیر استرس های محیطی که باعث تضعیف گیاه شود، به تجمع نیترات کمک می کند.
در یک گیاه میزان نیترات در بین بافتهای مختلف متفاوت است، نیترات معمولاً در برگها، ریشه و ساقه به بیشترین مقدار دیده می شود و به ندرت مشکل تجمع نیترات در گل و میوه و یا سبزی های میوه ای مطرح می باشد. با این وجود در برخی شرایط تجمع آن در سبزی های میوه ای هم مشاهده می شود. تاثیر تغذیه متعادل در کاهش تجمع نیترات در میوه گوجه فرنگی نیز گزارش شده است.
در آزمایشهایی که در تایلند بر روی تجمع نیترات در میوه آناناس صورت گرفت به این نتیجه رسیدند که دلیل عمده تجمع نیترات در میوه کاهش فعالیت آنزیم ردکتاز در احیای نیترات است. در این تحقیقات مشخص شد که فعالیت این آنزیم به عناصر غذایی مختلفی ( مولیبدن ، منیزیم ، آهن و ... ) وابسته است.
بنابراین یکی از اثرات سوء کمبود مولیبدن در گیاه تجمع نیترات است ( آنزیم نیترات ردکتاز از ۲ بخش تشکیل شده است که عنصر مولیبدن در هر ۲ بخش وجود دارد برای مولیبدن پیوند H+ را عنصر نیتروژن مهیا می کند ).
Chongpraditnum و همکاران پیشنهاد کرده اند که محلول پاشی مولیبدن می تواند از تجمع نیترات در میوه بکاهد. در مورد بادمجان نیز موارد مشابه ای با مصرف مولیبدن مشاهده شده است. در ضمن گزارش شده است که محلول پاشی با منگنز در گیاه آناناس می تواند باعث تسهیل در جذب از برگ، ورود آن به شیره پرورده، و گردش آن آن در گیاه شود. در بیشتر گونه های گیاهی اندامهای مختلف آن مثل برگ، ساقه و ریشه توانایی احیای نیترات را دارند ولی وقتی کود نیتروژنی بیش از نیاز مصرف می گردد، امکان تجمع نیترات بیشتر می شود یون نیترات (NO۳) که بسیار پویا است، توسط ریشه جذب و بطور مستقیم به طرف برگها هدایت و از برگها ( Source ) به همراه مواد کربوهیدراتی به سمت میوه حرکت می کند. از آنجایی که مقدار زیادی از کربوهیدراتها در میوه صرف تنفس می شود، توانایی احیا نیترات کاهش یافته و در نتیجه تجمع نیترات در میوه اتفاق می افتد. در آزمایشهای انجام گرفته بر روی گوجه فرنگی، معلوم شده که بین مقدار نیترات در میوه گوجه فرنگی با میزان کود های نیتروژنه مصرف شده رابطه مستقیمی وجود دارد و اثرات متقابل بین مقادیر و منابع کود نیتروژنی نیز معنا دار است.
از دید دیگر، سمپاشی و یا محلول پاشی موادی که دارای نیترات باشند از عوامل موثر در تجمع نیترات در میوه ها می باشند، زیرا جذب سطحی نیترات توسط میوه به راحتی انجام می شود. Olday و همکاران ( ۱۹۷۶ ) در بررسی مقایسه ای که بین خیار و نخود فرنگی ( به عنوان سبزی که مشکل تجمع نیترات در آن مطرح نیست )، اعلام کردند تفاوت بین این دو گیاه در تجمع نیترات به تفاوت ریشه آنها در احیاء نیترات بر می گردد. در حالیکه تنها ۲ درصد کل فعالیت نیترات ردکتاز در خیار در ریشه صورت می گیرد، فعالیت نیترات ردکتاز در نخودفرنگی در کل پیکره گیاه متمرکز است .
(۱۹۹۶ُُُُ- Kui وLiu) با کاربرد فراوان کودهای نیتروژنی ( بدون تقسیط ) و تجمع نیترات در میوه خیار اعلام کردند تجمع نیترات در میوه خیار با افزایش مقدار کود نیتروژنه افزایش می یابد. کوددهی بیش از حد، معمولاً با افرایش عملکرد همراه نیست و حدود ۸۵ درصد نیتروژن موجود درشیره خام ریشه خیار، به فرم نیترات است، در حالیکه تنها ۳۰ درصد نیتروژن موجود در شیره خام نخود فرنگی نیترات است و مابقی به فرم آمینو اسیدی و آمیدی است. در واقع احیاء نیترات در ریشه صورت گرفته و اسیدهای آمینه به قسمتهای هوایی منتقل می شوند.
مهمترین عامل محیطی موثر در تجمع نیترات در گیاه، مقدار نیترات موجود در اطراف ریشه و خود گیاه است. کاربرد بیش از اندازه کودهای نیتراتی، بویژه در یک نوبت باعث افزایش میزان نیترات قابل جذب شده و در نهایت باعث تجمع نیترات در بافت های گیاه می شود. علاوه بر میزان غلظت نیترات موجود در خاک، سایر عوامل محیطی هم می توانند در میزان نیترات موجود در بافت های گیاه تاثیر گذار باشند. به طور کلی میزان نیترات بافت های گیاهانی که تحت تنش های محیطی دچار توقف رشد شده اند، نسبت به گیاهانی که در شرایط مساعد رشد کرده اند بیشتر است. تنش خشکی، دمای بالا، یخبندان، شدت نور کم و کلیه عواملی که محدود کننده فتوسنتز و رشد در گیاه هستند در افزایش میزان نیترات موجود در گیاه موثرند.