آگاهی از نیترات: نقش آن در کشاورزی و تغذیه طبیعی

 این روزها شنیدن واژه نیترات نگران کننده است و موجب تردید در انتخاب اقلام گیاهی می‌شود ولی با آگاهی از نیترات طبیعی و انتخاب کشاورزان ارگانیک خیالتان راحت خواهد شد که در این مقاله از نیکاتیس با نیترات و 3 عوارض اصلی آن آشنا می‌شوید!

نیترات چیست؟

نیترات (Nitrate) یک ترکیب شیمیایی متشکل از یک اتم نیتروژن و سه اتم اکسیژن (NO₃⁻) است. این ترکیب به طور طبیعی در خاک، آب و گیاهان یافت می‌شود و بخشی از چرخه نیتروژن در طبیعت به حساب می‌آید. نیترات یکی از مهم‌ترین منابع نیتروژن برای گیاهان است، که از آن برای رشد و توسعه سلولی استفاده می‌کنند.

نیترات طبیعی در گیاهان چگونه وجود دارد؟

گیاهان نیترات را به‌طور طبیعی از خاک جذب کرده و آن را در اندام‌های مختلف خود ذخیره می‌کنند. نیترات در گیاه نقش حیاتی در تولید پروتئین‌ها، اسیدهای آمینه و آنزیم‌ها دارد. بسته به نوع گیاه، شرایط خاک، میزان نور، نوع کوددهی و مرحله رشد، مقدار نیترات موجود در گیاه متفاوت است.

گیاهان به چه دلیل نیترات را در خود ذخیره می‌کنند؟

گیاهان نمی‌توانند مستقیماً از نیتروژن گازی موجود در هوا استفاده کنند. بلکه از نیترات محلول در خاک، که از طریق ریشه جذب می‌شود، به عنوان منبع نیتروژن بهره می‌گیرند. سپس گیاه این نیترات را به فرم‌های آلی مانند گلوتامین، گلوتامات و سایر اسیدهای آمینه تبدیل می‌کند که برای ساخت پروتئین و رشد سلولی ضروری هستند.

نقش نیترات در رشد گیاهان

نیتروژن (که نیترات یکی از منابع اصلی آن است) یکی از سه عنصر ضروری ماکرو برای رشد گیاه است (در کنار فسفر و پتاسیم). نقش نیترات در رشد گیاهان شامل موارد زیر است:

1. افزایش رشد رویشی: نیترات باعث افزایش تولید برگ، ساقه و سایر اندام‌های سبز می‌شود.

2. فعال‌سازی آنزیم‌ها: بسیاری از واکنش‌های بیوشیمیایی در گیاهان به آنزیم‌هایی وابسته‌اند که برای ساخته‌شدن به نیتروژن نیاز دارند.

3. تولید کلروفیل: نیترات به‌طور غیرمستقیم در سنتز کلروفیل نقش دارد و در نتیجه به فتوسنتز کمک می‌کند.

4. ساخت اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA): گیاه برای تقسیم سلولی به نیتروژن نیاز دارد که یکی از منابع آن نیترات است.

نحوه جذب نیترات توسط گیاهان

گیاهان نیترات را از طریق ریشه‌های خود و به کمک پروتئین‌های ناقل (nitrate transporters) جذب می‌کنند. فرآیند جذب شامل دو مرحله است:

مرحله جذب فعال: در غلظت‌های کم نیترات، گیاه با صرف انرژی (ATP) آن را جذب می‌کند.

مرحله جذب غیرفعال: در غلظت‌های بالای نیترات، جذب به صورت اسمزی (از طریق شیب غلظت) انجام می‌شود.

پس از جذب، نیترات یا در خود ریشه کاهش می‌یابد یا به اندام‌های بالایی گیاه منتقل می‌شود و در آنجا طی فرآیندی به آمونیاک (NH₄⁺) و سپس به اسیدهای آمینه تبدیل می‌شود.

شواهد و تحقیقات علمی درباره نیترات در گیاهان

مطالعات گسترده‌ای درباره نقش نیترات در فیزیولوژی گیاهان انجام شده است. به عنوان مثال:

مطالعه منتشرشده در ژورنال “Plant Physiology” (سال 2014) نشان داد که نیترات نه تنها یک منبع نیتروژن است بلکه به عنوان یک مولکول سیگنال‌دهنده در رشد ریشه، پاسخ به تنش و فتوسنتز عمل می‌کند.

تحقیقات دانشگاه کالیفرنیا دیویس بیان می‌کند که مدیریت بهینه نیترات در خاک باعث بهبود کیفیت محصول و کاهش آلودگی آب‌های زیرزمینی می‌شود.

مطالعه‌ای در مجله “Nature” (2018) اثبات کرد که جذب نیترات در گیاه وابسته به ساعت بیولوژیکی درونی آن‌هاست، به‌طوری‌که میزان جذب در زمان‌های خاصی از روز افزایش می‌یابد.

منابع نیترات در کشاورزی:

در کشاورزی، نیترات به‌عنوان یکی از رایج‌ترین انواع کود نیتروژنی به کار می‌رود. منابع اصلی آن شامل:

کودهای شیمیایی مثل نیترات آمونیوم و نیترات پتاسیم

بقایای حیوانی و کود کمپوست در کشاورزی ارگانیک

آب‌های آبیاری آلوده به نیترات

چه محصولاتی بطور طبیعی نیترات بیشتری دارند؟

محصولات دارای نیترات بالا معمولاً شامل:

اسفناج، کاهو، چغندر، تربچه، کرفس، کلم ها

در مقابل، محصولات زیر دارای نیترات کمتر هستند:

گوجه‌فرنگی، خیار، فلفل
میوه‌هایی مانند سیب و موز

اما یک پرسش بسیار مهم: در کشاورزی ارگانیک نیترات وجود دارد؟

در کشاورزی ارگانیک نیز نیترات وجود دارد، اما به‌صورت غیرمستقیم و کنترل‌شده! کودهای شیمیایی حاوی نیترات مصنوعی (مانند نیترات آمونیوم یا نیترات سدیم صنعتی) مجاز نیستند. با این حال، گیاهان همچنان به نیتروژن نیاز دارند و این نیاز از منابع طبیعی تأمین می‌شود، مانند:

کود حیوانی پوسیده (کمپوست‌شده). کود سبز (گیاهان تثبیت‌کننده نیتروژن مثل شبدر یا یونجه) و کودهای آلی مثل پسماند غذا یا ورمی‌کمپوست. این مواد حاوی نیتروژن آلی هستند که توسط میکروارگانیسم‌های خاک به مرور زمان به نیترات تبدیل می‌شوند. این نیترات در خاک ارگانیک تجمع نمی‌یابد چون معمولاً به‌اندازه مصرف گیاه آزاد می‌شود.

نکته مهم:

در کشاورزی ارگانیک، هدف تأمین تدریجی نیترات به روش‌های طبیعی است، برخلاف کشاورزی کاملا صنعتی که با کودهای شیمیایی، مقدار زیادی نیترات در مدت زمان کوتاه وارد خاک می‌شود.

به همین دلیل، میزان نیترات در محصولات ارگانیک معمولاً کمتر از محصولات غیرارگانیک است.

حد مجاز مصرف نیترات:

بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO):

حداکثر مجاز نیترات در آب آشامیدنی:
50 میلی‌گرم در لیتر (mg/L)

حداکثر مجاز نیتریت:
0.1 میلی‌گرم در لیتر

فرایند تبدیل نیترات به نیتریت چگونه انجام می‌شود؟

در گیاهان:

1. جذب نیترات (NO₃⁻) از خاک:
گیاهان نیترات را از طریق ریشه جذب می‌کنند.

2. کاهش نیترات به نیتریت (NO₂⁻):
این مرحله توسط آنزیمی به نام نیترات ردوکتاز (Nitrate Reductase) در سلول‌های گیاهی انجام می‌شود. در این مرحله: NO₃⁻ → NO₂⁻

3. کاهش نیتریت به آمونیاک (NH₃):

نیتریت به آمونیاک تبدیل می‌شود توسط آنزیم نیتریت ردوکتاز (Nitrite Reductase):
NO₂⁻ → NH₄⁺ اسیدهای آمینه → پروتئین

این آمونیاک سپس برای ساخت اسیدهای آمینه و پروتئین‌های گیاهی استفاده می‌شود.

فرایند تبدیل نیترات در بدن انسان:

زمانی که غذا یا آب حاوی نیترات بالا مصرف می‌شود:

1. نیترات وارد دستگاه گوارش می‌شود.

2. بخشی از نیترات توسط باکتری‌های دهان و معده به نیتریت (NO₂⁻) تبدیل می‌شود.

3. نیتریت ممکن است به یکی از این مسیرها برود:

ترکیب با هموگلوبین و ایجاد متهموگلوبین → باعث کاهش توان حمل اکسیژن در خون

تبدیل به نیتروزآمین (در محیط اسیدی معده) → ترکیباتی مشکوک به سرطان‌زایی یا تجزیه در کبد و دفع از بدن

جمع‌بندی ساده فرآیند تبدیل:

در گیاهان:

نیترات (NO₃⁻) → نیتریت (NO₂⁻) → آمونیاک (NH₄⁺) → پروتئین

در بدن انسان:

نیترات (NO₃⁻) → نیتریت (NO₂⁻) → نیتروزآمین یا متهموگلوبین (اثرات مضر)

3 عوارض جدی نیترات برای انسان:

مصرف زیاد نیترات (به‌ویژه نیترات تبدیل‌شده به نیتریت) می‌تواند منجر به:

1.متی‌هموگلوبینمی (سندروم کودک کبود)

2.افزایش خطر سرطان‌های معده و روده

3.اختلالات تیروئید و عملکرد هورمونی

چگونه از خطرات نیترات جلوگیری کنیم؟

برای کاهش اثرات منفی نیترات راهکار اصلی این است که از محصولات ارگانیک استفاده کنید

مورد دیگر توصسه برای کشاورزان است که کوددهی را تحت نظارت و بر اساس نیاز گیاه انجام دهید.

و نکته بعدی آب آشامیدنی را آزمایش و در صورت لزوم تصفیه کنید.

نتیجه گیری

نیترات یک عنصر که بطور طبیعی در خاک و برای کشاورزی و رشد گیاهان است، اما مصرف بی‌رویه آن می‌تواند سلامت انسان را تهدید کند. آگاهی از نیترات، منابع آن و نحوه جذب و مصرف در گیاهان، به ما کمک می‌کند تا هم محصولات بهتری تولید کنیم و هم سلامت محیط زیست و انسان را حفظ نماییم.

نوشته و گردآوری توسط نویسنده علمی نیکاتیس

(الهام اکبری، دانش آموخته علوم گیاهی – کارشناس گیاهان دارویی و معطر)