В большинстве случаев уменьшению количества нитратов в растениях оказывает содействие применения очень распространенных в последние годы азотфиксуючих и фосформобилизирующих бактериальных препаратов. Использования биопрепаратов азотфиксирующих бактерий под бобовые, злаковые и овощные культуры заменяет 20–50 кг/га минеральных удобрений. Биопрепараты фосформобилизирующих бактерий способные превращать труднорастворимые фосфаты грунта в легкорастворимые, доступные растениям соединения.
Такие исследования широко проводятся в многих странах мира. Благодаря высокой эффективности азотфиксирующих препаратов, объемы их производства значительно возросли и составляют: в Венгрии 200 тыс. га/порций, Великобритании, Югославии и Польши – по 50 тыс., Румынии – больше 1 млн., Индии – С млн., Канаде – 4 млн. и Австралии 6 млн. га/порций. В СЕЛА азотный дефицит грунту окидывается бактериальными удобрениями на 45%; в эквивалентном вычислении здесь используется 13 млн. тонн биологического азота, тогда как минеральных азотных удобрений близко 9 млн. тонн.
В Украине с участием научных работников Украинской академии аграрных наук и Национальной академии наук созданы биопрепараты ризоторфин, ризоагрин, ризоентерин, флавобактерин, агрофил, диазобактерин для бобовых, злаковых, овощных культур и картофеля. Под сахарные свеклы созданы биопрепараты фосформобилизирующих бактерий полимиксобактерин и альбобактерин, которые увеличивают сбор сахара на 2–8 ц из гектара. Ведется постоянный поиск и селекция высокоэффективных конкурентоспособных штаммов микроорганизмов для улучшения эффективности существующих биопрепаратов.
Использования биопрепаратов азотфиксирующих микроорганизмов есть залогом получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур с повышенным содержимым белку и уменьшения энергозатрат при их выращивании. Ризоторфин, применения которого под бобовые культуры практически выключает внесения минерального азота, повышает урожай и качество продукции. Использования препаратов азотфиксирующих бактерий для злаковых и овощных культур – ризоторфина, ризоентерина, флавобактерина и других заменяет действие 10–20 кг/га азота минеральных удобрений, повышает производительность зерновых на 2–6 ц/га с одновременным уменьшением норм внесения минеральных азотных удобрений на 25–55%.
Широкое применение микроорганизмов началось после осознания вредности чрезмерной химизации сельского хозяйства. Массированное использование пестицидов и минеральных удобрений загрязняет агробиоценозы и водные ресурсы и наносит вред человеку и окружающей среде. В то же время оно необязательно сопровождается адекватным увеличением урожайности или сохранению сельскохозяйственной продукции. Установлено, что пестициды становятся фактором искусственного отбора стойких рас и популяций вредителей до фитопатогенов. В результате систематического применения инсектицидов приобрели резистентность к фосфорорганических соединениям больше 200 видов насекомых, карбаматам -51, дильдрину – 260, пиретроидам – 22 и другим – больше 60 видов.
Эти и прочие отрицательные следствия химизации привели к необходимости поиска и внедрения альтернативных методов, в частности микробиологического. Стали развиваться сельскохозяйственная та техническая микробиология, биотехнология, микробиологическая промышленность. Уже накоплен значительный опыт по поиску штаммов микроорганизмов с полезными свойствами и разработке на их основе технологических регламентов производства и применения биопрепаратов для сельскохозяйственного производства.
Целенаправленный поиск разрешил обнаружить ентомопатогенные микроорганизмы, высокоэффективные против тех или тех систематических групп насекомых, а также в особенности вредных видов вредителей. Изучения бактерий из группы Bacіllus thurіngіensіs привело к созданию многочисленных биопрепаратов. Примером может служить битоксибацилин, высокоэффективный против колорадского жука, капустной совки, белянок, американского белого мотылька, и т.п. Эти препараты являются надежной заменой химических инсектицидов и пользуются широким спросом.
Рядом с наземным применением препаратов В.thurіngіensіs возможное его применения в водной среде, где проходит размножения ряда опасных вредителей растений и животных. Это препарат бактокулицид, разработанный в России на основе подвида B.thurіngіcnsіs H14, специфично активного против двукрылых насекомых. Как и другие препараты на основе выше упомянутой бактерии, он не вредный для человека и теплокровных животных, не вредный для нецилевых гидробионтов, нефитотоксичен.
Следует использовать разные биопрепараты, чтобы уменьшить применения минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Это, в комплексе с проведением всех других необходимых агротехнических мероприятий, будет оказывать содействие получению высококачественной продукции с содержимым нитратов, который не превышает допустимых концентраций. Установлено, что максимальное количество нитратов (60–70%) поступает в организм человека в самый раз с продуктами растениеводства – картофелем, овощами и фруктами – сдача с питьевой водой, мясом, молочными и другими продуктами. Суточная доза нитратов, по данным Всемирной организации здравоохранения, не должна превышать 5 мг/кг массы человека. Наиболее чувствительные к нитратам дети. Из животных более всего реагируют на нитраты свиньи, потом большой рогатый скот и наименее чувствительные к ним овцы.
Повышенное содержимое нитратов в растениях не является следствием только применения значительных норм азотных удобрений и других средств химизации. Зависит это от ряда других факторов: климатических условий года, освещенности, сорта, периода вегетации, форм и сроков применения удобрений, от времени поры отбора образца для анализа и т.д. Удобрений и химических средств защиты растений в Украине применяется меньше, чем в развитых странах,
В отрицательных следствиях загрязнения окружающая среда и сельскохозяйственных культур виновные не минеральные удобрения и химические средства защиты, а неправильное их применения с целью получения максимальных урожаев.
Полный перечень микробиологических препаратов, разработанный учеными-микробиологами в 3–4 разы превышает приведенный, но, к сожалению, большая часть их остается без запроса производителя и не доходит через те или те причины к потребителю.
Продовольственная безопасность содержит в себе не только достаточное количество продуктов питания, но и достаточную их качество. Продукты питания должны быть целиком безопасными для здоровья. В данное время это требование чаще всего не соблюдается.
Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур высокого качества нужно одновременно с использованием естественных факторов, научно обоснованно применять воздержанные нормы и правильное соотношение основных элементов питания и микроэлементов.
Биологическое земледелие основанное на принципах обеспечения экологически безопасной продукции, содействия уменьшению техногенной нагрузки и охране грунтов. Биологическое земледелие есть направлением точного земледелия, в основе которого лежит применения органических удобрений (перегноя, торфа, сапропелей, сидератов, вторичной продукции растениеводства и др.). Оно полностью выключает применения отрутохимикатов и некачественных минеральных удобрений, но требует соблюдения всех сроков, требований к возделыванию грунта и ухода за растениями, применения биологического метода защиты растений.
Для ускорения мобилизации питательных веществ гной обязательно компостируется, проходя при этом аэробное расписание. Гной и сидераты для лучшего контакта с воздухом закладываются в грунт лишь поверхностно. Круг средств борьбы с сорняками и вредителями ограничивается нетоксичными или слаботоксичними веществами. Преимущество предоставляется при этом биопрепаратам: отвары шретруму, табака, крапивы, полыни, хвощей. Большое значение в биологическом земледелии отводится севооборотам.