Предпосевное облучение семян овощей защищенного грунта

 

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ  БЕЛАРУСЬ

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И  КАДРОВ

 

УО  «БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ»

 

 

Кафедра “Сельскохозяйственной  радиологии ”

 

 КУРСОВАЯ    РАБОТА

 

По сельскохозяйственной радиоэкологии

на тему: Предпосевное облучение семян защищенного грунта

                                                                                                         

 

 

 

 

 

                                                                     

                                                                      Руководитель: Чернуха Г.А.

                                                                                        Исполнитель: Василевский Е.В.

                                                                      Студента   5 группы 5  курса

                                                                      агроэкологического факультета

 

 

 

 

 

 

 

Горки 2013 г.

Содержание

 

Введение

1. Общая информация о применении радиационных технологий в сельском хозяйстве.

1.1. Использование мутагенного действия ионизирующих излучений в селекционно-генетических исследованиях

1.2. Использование ионизирующих излучений при производстве кормов и кормовых добавок для сельскохозяйственных животных

1.3. Радиационная стерилизация животных и насекомых-вредителей

1.4. Использование радиоактивных изотопов в качестве индикаторов в животноводстве

1.5. Использование радиоактивных изотопов в качестве индикаторов в растениеводстве

1.6.  Использование бактерицидного действия ионизирующих излучений для обеззараживания и продления сроков хранения продукции животноводства и растениеводства

2.  Применение ионизирующего излучения для увеличения урожайности овощей защищенного грунта.

2.1. Состояние отрасли овощеводства в Республике Беларусь.

2.2. Применение ионизирующего излучения для предпосевной обработки семян.

2.3. Влияние ультрафиолетового облучения на энергию прорастания, всхожесть семян некоторых овощных культур и их урожайность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В условиях стремительно нарастающего энергетического дефицита, истощения возобновляющихся источников энергии, обострения экологической обстановки возрастает актуальность поиска путей быстрого возобновления растительных ресурсов, освоения и рационального использования в агрофитоценозах экономически выгодных и экологически чистых источников энергии. Решение этих задач связано с необходимостью выявления влияния естественных и искусственных электромагнитных нолей и излучении на состояние растений, с поиском способов направленного воздействия на их продуктивность.

Открытия в области  физики, связанные с созданием  оптических квантовых генераторов  — лазеров, значительные успехи в  радиобиологии, направленные на выяснение  физических и биологических процессов, протекающих в растительных организмах под влиянием ионизирующих излучений, прикладные исследования по омагничиванию семян, создали предпосылки для использования электромагнитных полей и излучений в различных отраслях сельскохозяйственного производства. В результате этого, во второй половине 20 столетия получил развитие принципиально новый метод предпосевной подготовки семян, основанный на использовании энергии электромагнитных излучений и полей. Данный прием стал использоваться наряду с традиционными методами предпосевной подготовки семян, такими как воздушно-теловой и солнечный обогрев, характеризующихся высокой энерготрудоемкостью. Это открывает возможности решения важных агроэкологических и социально-экономических проблем, направленных на дальнейшие увеличения производства продукции растениеводства, снижения энергозатрат, предотвращения загрязнения окружающей среды.

Развитие фундаментальных  исследований в области радиобиологии  в настоящее время открыло  новые, широкие перспективы использования  радиобиологических явлений и закономерностей  в самых разнообразных сферах практической деятельности человека  – сельском хозяйстве, пищевой и  микробиологической промышленности, медицине, охране окружающей среды. Использование  ионизирующего излучения в этих отраслях возможно благодаря удачному сочетанию радиационно-технологических  процессов с эффективными конструкциями  различных  установок для облучения. Прикладная радиобиология использует результаты фундаментальных исследований тех радиобиологических явлений, которые  могут быть положены в основу определенных технологических процессов, разработку методов и определения параметров проведения процессов радиобиологической технологии (РБТ) в оптимальных условиях, а также разработку и создание методов, устройств и установок для проведения этих технологических процессов при обеспечении условий радиационной безопасности.

Проблемы прикладной радиобиологии  сводятся, с одной стороны, к дальнейшему  поиску радиобиологических явлений, которые  могут быть использованы в практической деятельности, а с другой стороны  – к более широкому внедрению  новых радиационно-биологических  технологий в практику. В прикладной радиобиологии используется рентгеновское  излучение, гамма- и бета-излучение, электронное и нейтронное излучение. В РБТ применяют ионизирующие излучения с энергией, не превышающей 10 МэВ, при которой в облученном объекте не возникает наведенной радиоактивности. Наиболее часто используют излучение с энергией от 0,5 до 5 МэВ.

Исследование действия ионизирующей радиации на биологические объекты  в зависимости от дозы, мощности облучения и состояния облучаемого  объекта послужило основой разработки и внедрения в сельское хозяйство  радиационно-биологической технологии (РБТ). В качестве источников излучения  используют гамма-установки с радионуклидами 60Со и 137Cs, ускорители электронов с энергией до 10 МэВ, а также источники излучения, связанные с ядерными реакторами (радиационные контуры, частично или  полностью отработанные ТвЭЛЫ —  радиоактивные отходы атомной энергетики).

Однако, несмотря на очевидную  перспективность этого метода, до настоящего времени остаются нерешенными  многие принципиальные вопросы. К их числу относится — отсутствие убедительного 6 теоретического обоснования  механизмов стимулирующего влияния  электромагнитных полей и излучений (ЭМП и И) на физиологическое состояние  и развития растении. Не изучены  отдаленные последствия воздействия  ЭМП и И на семена. Не прослежено влияние этих последствий на весь ход онтогенеза растений. Слабо разработана технология хранения гамма-облученных семян, обеспечивающая пролонгацию стимулирующего эффекта облучения. Не изучены последствия возможного бесконтактно-дистанционного воздействия облученных семян на необлученные. С расширением использования электромагнитных полей и излучений в растениеводстве возникает необходимость изучения влияния этих физических факторов на окружающую среду. Решение всех этих вопросов актуально для понимания роли ЭМП и И в развитии не только растений, но и в целом биоты.

Целью данной работы является оценка увеличения урожайности овощей защищенного грунта при предпосевной радиационной обработке семян в Республике Беларусь.

 

 

Задачи:

1. Выявить действие предпосевной обработки семян на урожайность овощей защищённого грунта.
2. Определить  дозы излучения, при которых возможно максимальное увеличение урожайности.
3. Определить, какими приборами возможно осуществление предпосевной радиационной обработки.
4. Разработать план экономической эффективности метода радиационной обработки семян.
5. Сделать соответствующие выводы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общая информация о применении радиационных технологий в сельском хозяйстве.

Применение современных  достижений ядерной физики в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии, а  также в других отраслях сельского  хозяйства развивается в следующих  направлениях:

во-первых, ионизирующее излучение  используют как процесс радиационно-биологической  технологии (РБТ), в том числе:

а) мутагенное действие ионизирующего  излучения применяется в селекционно-генетических исследованиях в области растениеводства, животноводства, микробиологии и  вирусологии;

б) стимулирующее действие радиации используют для радиационной стимуляции растений с целью ускорения их развития и повышения урожайности, повышения хозяйственно полезных качеств птицы, радиационной стимуляции животных, рыбы и других организмов с целью повышения их выживаемости, ускорения роста, увеличения массы тела и улучшения качества продукции;

в) ионизирующее излучение  используют при производстве кормов и кормовых добавок для сельскохозяйственных животных;

г) бактерицидное или летальное действие ионизирующих излучений применяют для радиационной стерилизации ветеринарных принадлежностей, бактерийных препаратов, получения радиовакцин,  радиационной стерилизации сельскохозяйственных животных и насекомых-вредителей, продления сроков хранения продукции животноводства и растениеводства, ускорения медленно идущих процессов в пищевой промышленности, радиационного обеззараживания навоза и навозных стоков животноводческих, птицеводческих и звероводческих комплексов, а также сырья животного происхождения при инфекционных заболеваниях;

во-вторых, ионизирующие излучения  используют в медицинской промышленности, для диагностики и лечения  болезней человека и животных;

в-третьих, радионуклиды применяют  как индикаторы (меченые атомы) в  исследовательских работах в  области физиологии и биохимии животных и растений, а также в разработке методов диагностики и лечения  болезней животных;

Радиационно-биологические  технологии широко используются в растениеводстве. При этом применение ионизирующих излучений  для облучения объектов растениеводства  основано на эффектах радиостимуляции, которые проявляются при облучении  в дозах             3-40 Гр. РБТ в растениеводстве наиболее часто применяют для предпосевного  гамма-облучения семян с целью  ускорения роста и развития, увеличения урожайности и улучшения его качества, а также для повышения всхожести некондиционных семян и семян, требующих стратификации (семена косточковых растений).

Для методов гамма-облучения  характерно, во-первых, простота и постоянство  действия облучения, во-вторых, точная доза облучения, в-третьих, равномерное  облучение большой массы семян  благодаря высокой проникающей  способности, в-четвертых, совместимость  облучения с обычными агроприемами при посеве, в-пятых, низкая энергоемкость  процесса облучения.

В качестве источников излучения  используют гамма-установки с радионуклидами кобальта-60 и цезия-137, ускорители электронов с энергией до 10 МэВ, источники излучения, связанные с ядерными реакторами (радиационные контуры, частично или  полностью отработанные ТвЭЛЫ, которые  являются радиоактивными отходами атомной  энергетики. Наиболее широкое применение в РБТ получили гамма-установки  радионуклидов кобальта-60 и цезия-137. Эти радионуклиды имеют длительный период полураспада, который у цезия-137 составляет 30 лет, у кобальта-60 5,27 года, а также сравнительно высокую  проникающую способность гамма-излучения, которое не создает наведенной радиоактивности  в облучаемых объектах. Физико-механические свойства гамма-установки с этими  радионуклидов можно длительно  эксплуатировать. Использование ускорителей  дает возможность получения высокой  мощности пучка, экономичность и  безопасность, потому что излучения  генерируются периодически, а не постоянно, как у гамма-нуклидных установок. Радиационные контуры и ТвЭЛЫ  применяют в РБТ только для  экспериментальных  целей. Для нужд сельского хозяйства и научных  исследований в области РБТ создан ряд передвижной и стационарной техники: передвижные гамма-установки  типа «Колос», «Стебель», «Гамма-панорама», которые монтируются на автомобилях  или автоприцепах. Источником излучения  у них является цезий-137, запаянный  в двойную ампулу из нержавеющей  стали, и находящийся за защитным экраном в нерабочем положении  установок. «Колос» и «Стебель»  используется для предпосевного  облучения семян зерновых, зернобобовых, технических и других культур  в условиях хозяйств, а «Гамма-панорама»  – для облучения сельскохозяйственных растений и животных с целью мутагенеза и стимуляции их роста и развития. Стационарные установки типа «Гамма-поле»  и «Стерилизатор» с источником кобальта-60 предназначены соответственно для  длительного и разового облучения  растений в селекционной работе и  для стерилизации в промышленных масштабах ветеринарных и медицинских  материалов и инструментов. Стационарная установка типа «МХР» используется для микробиологических и радиационно-химических исследований, а «Генетик» – для  стерилизации  насекомых-вредителей.