книги из ГПНТБ / Бобов С.С. Физика в сельском хозяйстве

чены при облучении кукурузы, хлопчатника, гречи­ хи, земляники и других культур. У кукурузы, напри­ мер, возрастает число початков, и до 40% увеличи­ вается зеленая масса. Гречиха на гамма-поле раньше вступает в период развития, интенсивнее проходит цветение, в ее листьях накапливается значительно

80

больше рутины, ценного вещества, применяемого в медицине при лечении гипертонической болезни. Са­ довая земляника дает больше ягод, а взятые от нее усы на следующий год увеличивают урожай плодов на 25%.

При облучении растений, выращиваемых зимой в теплицах, удается значительно повысить выход про­ дукции с каждого квадратного метра полезной площа­ ди. Обычно в зеленых растениях содержится всего до 10% сухих веществ. После облучения подавляющими рост дозами содержание их возрастает не менее чем в два раза. Растения становятся более питательными, повышается содержание витаминов.

Облучение позволяет регулировать жизненные процессы в растениях. В зависимости от доз облуче­ ния можно стимулировать или сдерживать рост и раз­ витие. Техника облучения растений на гамма-поле и теплицах сравнительно несложная. Источники излуче­ ния с различными по мощности зарядами кобальта-60 выпускаются нашей промышленностью. Они просты в обращении, работают длительное время и не требуют больших затрат.

Радиоселекция

Используя различные биологические, химические и физические методы направленного изменения живых организмов, селекционеры улучшают сорта растений, придают им новые ценные качества. Растения стано­ вятся более урожайными и скороспелыми, устойчивы­ ми против полегания и заболеваний, увеличивают со­ держание сахара, жиров и витаминов.

81

Обычно для выведения нового сорта селекционер тратит до 10 лет и более настойчивого труда. Сокра­ щение сроков в селекционной работе имеет исключи­ тельно важное значение для сельскохозяйственного производства. Это позволяет сделать радиоселекция.

Мы уже познакомились с двумя основными форма­ ми биологического действия ионизирующего излуче­ ния — физиологической и генетической. Было сказано о возможности изменения свойств, передаваемых ор­ ганизмом своему потомству по наследству, о появле­ нии в потомстве радиомутантов как результате скач­ кообразных наследственных изменений.

В радиоселекции с помощью облучения растений гамма-лучами или нейтронами на гамма-поле и семян перед посевом получаются мутанты с ценными качест­ вами. Такой метод позволяет в течение двух лет по­ лучать новые формы растений.

Мутационные изменения в организмах растений проявляются необычайно многообразно, некоторые из них оказываются очень ценными для улучшений сор­ та. Под влиянием облучения могут возникать новые признаки, ранее не наблюдавшиеся у исходного сорта растений. Мутанты появляются в обычных природных условиях сравнительно редко. Облучение гамма-лу­ чами и нейтронами повышает частоту их проявления

в100 и более раз.

Впоследние годы Институтом цитологии и генети­

ки Сибирского отделения АН СССР проводятся иссле­ дования частоты появления полезных форм индуциро­ ванных мутаций. В опытах с пшеницей сорта Миль- турум-553 до 52% мутантов обладали улучшенными признаками, у сорта Новосибирская-7 — до 32%.

82

Применение радиоселекции позволило создать не­ сколько десятков производственных сортов культур­ ных растений. С помощью облучения шведским се­ лекционерам удалось вывести неполегающий сорт яч­ меня Мари с укороченным стеблем и прочной соло­ мой. Облучение ржи позволило получить сорт с более крупным зерном и высокой урожайностью. При облу­ чении нейтронами овса в США получен высокопро­ дуктивный сорт Флорад, устойчивый к заболеванию ржавчиной. Сибирские ученые создали целый ряд форм сортов картофеля, отличающихся высокой уро­ жайностью, повышенным содержанием крахмала, устойчивостью к фитофторе, раннеспелостью и други­ ми ценными признаками.

В нашей стране с помощью облучения получены высокоурожайные формы пшеницы с повышенным со­ держанием протеина и белка в зерне, устойчивые к заболеваниям и полеганию. Сейчас они проходят ис­ пытания перед сдачей в производство.

Радиационные мутанты с ценными хозяйственны­ ми качествами привлекают к себе все большее вни­ мание и убеждают в необходимости применять иони­ зирующее излучение в селекционной работе.

Изотопы сохраняют сельхозпродукты

Зерновые культуры, картофель, плоды и овощи созревают за несколько месяцев, а сохранять их при­ ходится весь год, иногда даже несколько лет. Продук­ ты животноводства поступают более равномерно в течение всего года, однако относятся к скоропортя­

83

щимся, и поэтому в народном хозяйстве возникает сложная проблема длительного хранения громадных запасов сельскохозяйственных продуктов. Ее значение не меньшее, чем борьба за высокие урожаи и рост продуктивности животноводства.

При длительном хранении продуктов прибегают к различным физическим и химическим способам. Создают специальные хранилища и сложную технику. Успехи ядерной физики открыли новые возможности в решении этой проблемы. На помощь приходят радио­ активные изотопы. Большие дозы облучения, угнетаю­ щие развитие растений и гибельно действующие на микроорганизмы, могут стать основой новых способов хранения сельскохозяйственных продуктов.

С большими трудностями связано длительное хра­ нение картофеля. Даже в темном, прохладном храни­ лище клубни картофеля с наступлением весны «про­ сыпаются» и начинают прорастать. Разрушаются и уходят в ростки крахмал, сахар и витамины. Клубни теряют значительную часть массы, снижают пищевые качества и ценность как техническое сырье для про­ мышленности.

Институтом биохимии АН СССР разработан метод длительного хранения картофеля и овощей с примене­ нием изотопов. До загрузки в хранилище картофель облучают повышенными дозами гамма-излучения ра­ диоактивного кобальта-60 в специальном бункере, установленном на грузовой машине. Это позволяет одной установкой обслужить многие хранилища. По­ лучив в бункере нужную дозу облучения, картофель поступает на длительное хранение в обычное храни­ лище, даже без охлаждения.

84

Облучение подавляет в тканях клубней синтез ну­ клеиновых кислот, с которыми тесно связаны процес­ сы роста. Наиболее существенные изменения возни­ кают в глазках клубней. Клетки их тканей становятся неспособными к делению, в результате наступает пе­ рерождение точек роста, и клубни утрачивают спо­ собность к прорастанию.

Биологическое влияние облучения клубней зависит от его величины. Дозы порядка 5 тыс. рентген силь­ но задерживают прорастание клубней без существен­ ного изменения химического состава их мякоти. Облу­ чение картофеля целесообразно проводить через 15— 20 дней после уборки.

Облученные клубни даже в весеннее время не пе­ реходят к активному прорастанию. В 3—4 раза сни­ жаются потери веса картофеля, чем при обычном хра­

85

нении. Повышается устойчивость клубней к разного рода гнилостным заболеваниям. После длительного хранения картофель сохраняет качество и вкус свежевыкопанного.

В Москве построена первая опытная установка промышленного типа для облучения картофеля. Кар­ тофель обрабатывают радиоактивным кобальтом в контейнерах емкостью до 0,5 т. В них клубни перево­ зят и хранят после облучения. С помощью непрерыв­ ного подвесного конвейера контейнеры с картофелем

86

подают в бетонный лабиринт, где расположен источ­ ник излучения.

Облучать картофель, лук, чеснок и другие овощи можно и в обычных хранилищах, помещая в них (вре­ менно) трубки с кобальтом-60.

Изотопы помогут сохранять громадное количест­ во картофеля и овощей. Облученные клубни как про­ дукт питания не представляют опасности для здо­ ровья людей. Десятилетние исследования советских ученых показали отсутствие в них каких-либо вредных изменений. На основании результатов исследования Главной государственной санитарной инспекцией

СССР разрешено употребление в пищу картофеля, об­ лученного дозами до 10 тыс. рентген.

Ионизирующее излучение вносит новое в техноло­ гию консервирования и стерилизации сельхозпро­ дуктов. Обычная переработка их на заводах связана с повышенной температурой и давлением, а это неиз­ бежно ухудшает питательные и вкусовые качества. Обработку в автоклавах консервных заводов можно с успехом заменить кратковременным облучением ра диоактивными изотопами.

Подготовленные в закрытых банках для консерви­ рования продукты в течение нескольких секунд под­ вергают на конвейере облучению гамма-лучами. Изго­ товленные таким способом консервы выдерживают более длительное хранение, сохраняя питательность, вкус, запах и даже внешний вид свежих продуктов. Холодная гамма-стерилизация повышает автоматиза­ цию работы консервных предприятий.

Правильный выбор доз облучения, не оставляющих вредных последствий, позволяет широко применять

87

холодную стерилизацию всех скоропортящихся про­ дуктов животноводства. Широко ведутся также пои­ ски способов борьбы с бактериями, вызывающими их порчу. Мясные и молочные продукты обрабатывают в целлофановой упаковке, а затем месяцами их хранят в свежем виде даже при комнатной температуре.

Облучают продукты на специальных заводах и установках промышленного типа. Для безопасности обслуживающего персонала камеры с источниками излучения (радиоактивными изотопами кобальта или цезия) устраивают под водой. Продукты поступают в камеру облучения с помощью конвейера и при дви­ жении подвергаются обработке со всех сторон. Ско­ рость движения конвейера регулируется в зависимо­ сти от рода, состояния и размеров облучаемых про­ дуктов. В странах, производящих большое количест­ во свинины, работают специальные заводы для облу­ чения туш. После облучения становится пригодным к употреблению даже мясо свиней, зараженных рас­ пространенным заболеванием — трихинеллезом.

Кроме стерилизации, облучение повышает качест­ во продуктов. У яблок, например, повышается сахари­ стость, облученные виноградные вина обладают луч­ шим вкусом и ароматом.

Как видно, ионизирующее излучение может не только оказывать существенную помощь работникам сельского хозяйства по выращиванию высоких уро­ жаев, но и способствует их длительному хранению.

Хорошие результаты дает гамма-облучение земля­ ники и других ценных плодов, предназначенных для длительного хранения. Данный способ экономически выгоден при обработке больших партий продуктов.

88

Радиоактивные изотопы и животноводство

Вопросы интенсификации животноводства и повы­ шения его продуктивности можно успешно решать только на основе глубоких научных знаний о сложных процессах обмена веществ, происходящих в живом организме, о влиянии на них режима питания и усло­ вий внешней среды. Химический анализ кормов и про­ дуктов животноводства, который применялся биоло­ гами до недавнего времени, не давал достаточно полного ответа на эти вопросы. Только применение ме­ ченых атомов позволило проследить за всеми превра­ щениями пищи с момента ее поступления в организм животного.

Теперь имеется возможность, правильно регулируя питание и условия внешней среды, усиливать обмен­ ные процессы в организме животного, тем самым вли­ ять на его вес, надои и жирность молока, яйценос­ кость птицы, продуктивность пчел и т. п.

Живой организм одинаково относится к нерадио­ активным и радиоактивным изотопам химических эле­ ментов, входящих в рацион питания, одинаково усва­ ивает их. Если ввести вместе с пищей в организм жи­ вотного небольшую дозу радиоактивных изотопов, то можно детально проследить, как участвует каждый химический элемент в основных жизненных процессах.

С помощью счетчиков частиц излучения и радиоав­ тографов биологам удалось установить, за счет какой пищи организм животного вырабатывает сахара, строит новые ткани, молочные и жировые клетки, кост­ ный материал, клетки шерсти. Оказалось, что продви­ жение пищи в организме животного происходит с не-

8®