ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 48
Скачиваний: 0
В нашей стране создана специальная установка для облучения семян гамма-лучами, ее производитель ность—1 г в сутки. Установка перевозится на автома шине и может обслуживать ряд хозяйств. Применение облучения семян дало прирост урожая многих куль тур на 20—25%.
Конечно, гамма-облучение не в состоянии заменить растениям свет, тепло, влагу или удобрения. Оно только способствует более интенсивному использо ванию растениями физических условий внешней среды и усвоению питательных веществ. Необходимо учиты вать и неодинаковую радиочувствительность различ ных культур к действию ионизирующего излучения.
По происхождению все источники ионизирующего излучения можно разделить на естествен ные и искусственные. Их действие зави сит от доз облучения и длительности воз действия на живой организм.
Действие естественных источников излучения проявляется в природе не прерывно за счет радиоактивных изото пов химических элементов, рассеянных в земной коре и образующихся в воздухе и воде. В очень малых дозах радиоактив ные вещества содержатся во всех живых организмах, а также телах неживой при роды.
Естественными источниками излуче ния создается определенный, постоянно действующий природный радиоактивный фон. В его пределах ионизирующее из лучение не является необычным. К влия
нию радиоактивного фона приспособились все живые организмы. По данным ядерной физики, в началь ный период развития нашей планеты природный ра диоактивный фон был значительно выше. В поисках объяснений происхождения жизни на земле выдви гаются гипотезы, отводящие активную роль в этом процессе ионизирующему излучению. Поскольку жизнь зародилась на определенном радиоактивном фоне, то возможно, что он составляет необходимое условие существования и развития всего живого.
Искусственное радиоактивное излучение, в отличие от естественного, не носит постоянный характер. Обычно оно действует временно и проявляется в ог раниченном пространстве. Доза искусственного облу чения может изменяться в очень больших пределах: от громадных (в условиях ядерного взрыва) до не значительных, намного меньших природного фона. В зависимости от дозы воздействия на организм искус ственное облучение может давать заметный биологи ческий эффект.
Кроме ионизирующего облучения семян перед по севом, возможно также длительное воздействие излу чения на растения на протяжении всего вегетационно го периода. Последние десятилетия ведутся опыты по длительному облучению растений на гамма-полях и в закрытом грунте.
Гамма-полем называют опытное поле площадью до нескольких гектаров, в центре которого помещает ся источник — радиоактивный кобальт-60. На делян ках выращивают растения разных культур. Они полу чают различные дозы облучения в зависимости от расстояния до источника. Хорошие результаты полу-
79
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
