Сельскохозяйственная радиобиология (стр. 23 )

6.4.2. Прогноз поступления радионуклидов
в продукцию животноводства

Определяющим фактором для прогноза накопления радионуклидов в продукции животноводства является степень загрязнения кормов. Большое значение имеют биологическая доступность и способность радионуклидов мигрировать по пищевым цепочкам, она характеризуется коэффициентами их перехода в корма и продукцию животноводства. Накопление радионуклидов в организме животных и получаемой от них продукции зависит также от вида, возраста, физиологического состояния животных, их продуктивности, типа рациона.

Прогноз содержания радионуклидов в продукции животноводства рассчитывается по формуле:

A прод. = A рац. ´ K пер./100, (3)

где A прод. – содержание радионуклидов в продукции, Бк/кг;

A рац. – активность радионуклидов в суточном рационе;

K – коэффициент перехода радионуклидов из рациона в 1 л (кг) продукции, в % от суточного поступления.

Таблица 31

Коэффициенты перехода радионуклидов из суточного рациона
в продукцию животноводства (% на 1 кг продукта)

Вид продукции	Радионуклиды
137Сs	90Sr
Молоко коровье (в ср. за год)	0,62	0.14
стойловый	0,48	0,14
пастбищный	0,74	0,14
Говядина	4	0,04
Свинина	25	0,10
Баранина	15	0,10
Мясо кур	450	0,20
Яйцо	3,5	3.20

С увеличением содержания клетчатки в рационе от 1,3 до 3,1 кг/сут. уменьшается коэффициент перехода 137Cs с 0,9 до 0,6. В условиях содержания коров на малопродуктивном естественном пастбище с изреженным травостоем отмечается многократное повышение перехода радиоцезия в молоко.

Переход 90Sr для взрослых жвачных животных из почвы в концентратный рацион в среднем составляет 0,8, то в сенной рацион – 1,5-2,5. Содержание 90Sr в мышцах животных, пользующихся концентратным рационом, в среднем в 4 раза меньше, чем у животных, получающих сенной рацион (см. данные табл. 32).

Таблица 32

Коэффициент накопления 137Сs в организме животных
в зависимости от их возраста и массы тела, % суточного поступления
в расчете на 1 кг живой массы

Крупный рогатый скот	Свиньи
возраст, мес.	масса, кг	коэф. накопления	возраст, мес.	масса. кг	коэф. накопления
2-3	100	26,0	2	15	60,0
6-9	200	6,5	4	40	25,0
12-15	300	3,5	5	50	20,0
15-16	400	3,0	6	70	15,0
Взрослые	500	2,5	7	90	12,0
Взрослые	600	2,0	8	110	10.0

По уровню накопления 90Sr в организме мясопродуктивные животные располагаются в следующем порядке: овцы – крупный рогатый скот – свиньи – куры (в убывающей последовательности).

Раздел 7

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ
РАДИАЦИИ И РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

7.1. Использование ИИ и РВ в растениеводстве

Методы радиационной биотехнологии основаны на биологическом действии ИИ. К настоящему времени сложились четыре основных направления использования ИИ и РВ в растениеводстве:

1) использование радиационного мутагенеза для решения вопросов получения полезных мутаций основных сельскохозяйственных культур и использования мутантов в селекционной работе для выведения новых сортов;

2) для повышения продуктивности сельскохозяйственных растений путем предпосевного облучения семян;

3) для удлинения сроков хранения растениеводческой продукции без изменения ее качества;

4) использование радиоактивных индикаторов при решении вопросов питания растений и механизмов поступления в растения макро - и микроэлементов.

Радиационный мутагенез используется при выведении новых сортов растений. При воздействии ИИ выведено более 150 новых сортов сельскохозяйственных растений: пшеница «Новосибирская-67» – высокоурожайная и устойчивая к полеганию, ячмень «Обский», хлопчатник АН-402, АН-40 – высокоустойчивые к заболеваниям, в Швеции – неполегающие раннеспелые низкорослые сорта ячменя, в Японии – рис Рей-Мет (высокоурожайный). Приоритет в применении ИИ в селекции зерновых культур принадлежит советским ученым-генетикам и (семена пшеницы и ячменя – 1928-1931 – мутанты, обладающие рядом ценных свойств). Объектом облучения (гамма и нейтронные лучи) служат семена, вегетирующие растения, пыльца растений, корнеплоды на разных этапах органогенеза. При воздействии ИИ частота появления мутации повышается в 200 раз по сравнению с природными условиями. Образование мутации зависит от условий облучения, дозы облучения, ее мощности и вида ИИ:

–  вероятность возникновения мутации будет возрастать,
с увеличением поглощенной дозы (но не до бесконечности вследствие гибели растений). Чаще используют дозы, вызывающие 70 % гибель ЛД = 70, которая зависит от радиочувствительности растений;

–  от вида излучений: ИИ с большой ЛПЭ вызывают более глубокие нарушения и генетическая эффективность их выше: нейтронное облучение; ИИ с малой ЛПЭ более эффективны при получении растений, устойчивых к заболеваниям;

–  от состояния облучаемого объекта: облучение сухих семян вызывает бо´льший мутационный эффект, чем влажных; в первом случае устраняется репарационный эффект ферментов, активных только во влажных условиях.

7.1.2. Повышение продуктивности
сельскохозяйственных растений с помощью ИИ

В основе повышения продуктивности сельскохозяйственных растений с помощью ИИ лежит явление радиационного гормезиса – способности биологических объектов противоположным способом отвечать на воздействие ИИ малых и больших доз облучения; т. е. при воздействии ИИ проявляется стимулирующий эффект малых доз облучения.

Накоплены факты, показывающие положительное влияние радиации на развитие и рост растений при предпосевном облучении семян – повышение урожайности сельскохозяйственных культур, ускорение их созревания и улучшение их качества.

Стимулирующий эффект зависит от радиочувствительности растений и дозы облучения. Например: при воздействии дозой 5 кР наблюдается увеличение вегетативной массы и урожайности пшеницы сорта Диамант, 10 кР – снижение вегетативной массы и урожайности, более 20 кР – снижение урожайности
и повышение вегетативной массы.

Предпосевное облучение клубней картофеля повышало урожайность клубней на 10-28 % (в дозах от 100 Р до 500Р), содержание витамина С при этом на протяжении всего периода хранения оставалось выше по сравнению с контролем. Для зерновых культур стимулирующий эффект проявлялся в пределах следующих величин: для кукурузы – 0,5-3,0 кР, для гороха – 0,5-10 кР, для овощей – 1,0-40 кР. Механизм стимулирующего действия малых доз ИИ на растения по заключается в усилении синтеза рибосомальных РНК и ДНК, белков, ферментов, липидов; при этом также наблюдается более высокий уровень содержания фитогормонов (гетероауксинов).

7.1.3. Использование ионизирующей радиации
для сохранения сельскохозяйственной продукции

Экспериментальные исследования показали, что путем облучения можно подавлять прорастание клубней картофеля, лука, корнеплодов и др. Облучение клубней картофеля в дозе 10 крад полностью подавляет прорастание клубней вследствие гибели меристемных тканей в точках роста проростков и нарушение обмена веществ, сопровождающееся накоплением активных ингибиторов развития – радиотоксинов.

Этот метод разрешен решением МАГАТЭ в 1973 году и применяется в ряде стран.

Гамма-излучение применяется для удлинения сроков хранения скоропортящихся фруктов и ягод при облучении в дозе 200-300 крад за счет снижения микробной загрязненности их.

7.1.4. Использование ИИ в растениеводстве
для других целей

Ионизирующую радиацию можно использовать для борьбы с вредителями зерна, муки, круп путем воздействия на яйца и личинки амбарных вредителей (амбарный долгоносик, огневка и др.) в дозах, вызывающих радиационную стерилизацию (10-25 крад).

Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений и собранного урожая предложено использовать ИИ в трех направлениях:

–  радиационная половая стерилизация самцов, специально разведенных и выпущенных после стерилизации в естественные условия – в этом случае стерильные самцы спариваются с самками, те откладывают неоплодотворенные яйца, личинки не выводятся и численность популяции в этом случае снижается;

–  радиационная селекция болезнетворных для насекомых возбудителей – микроорганизмов, грибков и др., вызывающих гибель вредных насекомых и уменьшающих численность популяции до порога невредоносности;

–  радиационная дезинсекция.

7.1.5. Радиоактивные препараты
в агрохимических исследованиях

В настоящее время налажено производство радионуклидов ряда биологически важных элементов с периодом полураспада, позволяющим проводить исследования с растениями в течение всего вегетационного периода: H-3, C-14, Na-24, P-32, S-35,
K-42, Ca-45, Cr-51, Fe - 59, I-125, I-131 и др.

Радиоиндикационный метод – (метод меченых атомов) предусматривает использование b-частиц. Введенные в организм радионуклиды ведут себя в биологических системах так же, как и их стабильные изотопы. Современные радиометрические приборы позволяют измерять радиоактивные изотопы массой 10-18-10-20 г. Этот метод использовался в опытах по изучению эффективности различных сроков и способов внесения в почву удобрений, при определении количества микро - и макроэлементов, усвоенных растениями из меченого радионуклидами удобрения и из почвы.