Предпосевное облучение семян овощей защищенного грунта

Несмотря на обилие этих данных, их нельзя считать исчерпывающими, вследствие чего возникает необходимость  в уточнении путем проведения дополнительных наблюдений с привлечением других методов исследований.

При получении данных, необходимых  для описания моделей развития популяций, большое значение приобретает метод  маркировки организмов радиоактивными изотопами. Этот метод используется при изучении миграций рассматриваемых  видов и их пищевых связей, а  также для определения численности  популяций.

Основным преимуществом  метода является возможность производить  наблюдения за большим количеством  маркированных организмов, что обеспечивает получение более достоверных данных при статистической обработке результатов исследования. Кроме того метод обладает высокой чувствительностью, которая обеспечивается применением специальных радиометрических приборов, позволяющих определять микроколичества радиоактивных веществ. В результате открывается возможность обнаружения мелких организмов, например насекомых, клещей и т. д., маркированных радиоактивными изотопами.

Метод маркировки нашел широкое  применение при исследовании миграций насекомых. В этом случае насекомым  сообщается радиоактивность одним  из нижеприведенных методов. За расселением  выпущенных в природу насекомых  можно наблюдать с помощью  радиометрических приборов.

Метод маркировки насекомых  путем погружения в радиоактивный  раствор. Применяется для насекомых, имеющих жесткий хитиновый покров, например опасного вредителя зерновых – клопа-черепашки. Проблема борьбы с этим опасным вредителем имеет  исключительное значение, что вызывает необходимость изучения ряда деталей  его биологии.

Применение метода маркировки клопов радиоактивными изотопами позволило  выполнить ряд исследований, связанных  с изучением миграций взрослых клопов в зоне их массового размножения, сезонных перелетов клопов из поля в лес осенью и из леса в поле весной, а также перемещений клопов в лесах в период перехода на зимовку. Для маркировки клопов был использован  радиоактивный изотоп кобальта 60Со, который обладая большим периодом полураспада (5,3 года), позволил проводить  исследования с маркированными клопами  в течение нескольких сезонов. Радиоактивный  изотоп кобальта 60Со является источником жесткого гамма-излучения, что позволяет  с помощью радиометрических приборов легко обнаруживать маркированных  насекомых, скрывающихся под комьями  земли, листвой, стерней и т. д.

Метод маркировки клопа-черепашки  заключается в следующем. Собранных  насекомых погружают на несколько  секунд в водный раствор хлористого кобальта, содержащего радиоактивный  изотоп 60Со. Для уменьшения поверхностного натяжения раствора и лучшего  смачивания насекомого в раствор  добавляют небольшое количество прилипателя. Концентрация раствора выбирается с таким расчетом, чтобы сообщенная маркированным насекомым радиоактивность  превышала естественный фон радиации в 3–5 раз. Такая радиоактивность  не влияет на поведение насекомых, но регистрируется счетчиком радиометрического  прибора. Маркированных насекомых  выпускают в природные условия  и в дальнейшем по истечении некоторого времени определяют их местонахождение  с помощью полевой радиометрической аппаратуры.

Более точные определения  дальности миграций производится путем  отбора проб. Отбор проб проводится в зависимости от поставленной задачи с определенной последовательностью  и периодичностью на различных расстояниях  от места выпуска. При отборе проб производится сбор насекомых (маркированных  и немаркированных) на площади 0,25 м2 путем наложения стандартной  рамки. Собранные пробы проверяют  в лабораторных условиях на радиометрической установке. С помощью этой установки  отбирают маркированных насекомых  и вычисляют процент маркированных  по отношению к общему количеству. Взятие проб на различных расстояниях  от места выпуска маркированных  насекомых позволяет определять дальность миграций, а также скорость распространения мигрирующих клопов.

Маркировка путем погружения в радиоактивный раствор может  быть применена и для других насекомых, имеющих жесткий хитиновый покров. Так, например, этот прием был использован  для изучения миграций колорадского жука и проволочника, при определении  очагов и плотности заселения  их колорадским жуком и проволочником.

Маркировка насекомых  путем скармливания им радиоактивной  пищи. Личинок и гусениц вредителей зерновых культур маркируют, вскармливая  их на растениях пшеницы, выращенной на почве, в состав которой вводят радиоактивные изотопы фосфора, кальция и др. Так, например, при  маркировке личинок клопа-черепашки  применяют раствор фосфорной  кислоты Н3РО4, меченной радиоактивным  изотопом фосфора 32Р. Этим раствором  поливают почву, на которой выращивается пшеница. В личинки клопа-черепашки  при  питании входит изотоп фосфора 32Р.

Методом маркировки были определены суточные миграции личинок (как в  вертикальном, так и в горизонтальном направлениях) в зависимости от времени  суток, погодных условий и дальности  перемещения по рядкам посевов пшеницы.

Преимущества метода маркировки при скармливании радиоактивной  пищи заключается в том, что маркированные  личинки и гусеницы после линьки сохраняют радиоактивность.

Методом маркировки радиоактивными изотопами может быть также использован  при определении численности  популяций   насекомых. При определении  численности популяций нестадных  саранчовых им скармливают растения, содержащие радиоактивный изотоп, например кукурузу, выращенную на почве, обработанной   радиоактивным изотопом фосфора 32Р. Маркированных таким образом  саранчовых выпускали в зону обитания этого вида насекомых. По истечении  некоторого времени производился отлов  насекомых сачками (метод кошения). Взятые пробы насекомых анализировали  на радиометрической аппаратуре. На основании  такого анализа устанавливали соотношение  между маркированными и немаркированными насекомыми. По величине этого соотношения общему количеству выпущенных маркированных насекомых, размеру площади, на которой производился опыт, устанавливают численность популяций саранчовых в зоне проведения эксперимента.

Метод самомаркировки насекомых. При маркировке насекомых, имеющих  легко повреждаемые наружные покровы (например, чешуекрылых), применяется  метод самомаркировки, исключающий  необходимость предварительного отлова насекомых.

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

Одно из перспективных  направлений использования ионизирующих излучений — радиационная обработка  мяса и мясных продуктов с целью  удлинения сроков хранения и обеззараживания  при некоторых заболеваниях. Разработана  радиационная технология обработки  и хранения мясной продукции на основе методов пастеризации и стерилизации. Радиационные методы хранения мясной продукции обладают существенными  преимуществами: можно продлить сроки  хранения и дополнительно уменьшить  потери при хранении и транспортировке; нет загрязнения химическими  препаратами; возможна обработка продукта в любой упаковке, в том числе  из полимерных материалов; можно механизировать и автоматизировать весь технологический  процесс.

Установлено, что полуфабрикаты  из говядины и свинины, упакованные  в пакеты из полимерных материалов под вакуумом 5,3...7,9кПа (40...60 мм рт. ст.) и облученные гамма-квантами при  поглощенной дозе 4...6 кГр, способны сохраняться соответственно в течение 40 сут и 2 мес при температуре 3...5 °С. При этих дозах почти полностью  погибают такие микроорганизмы, как Pseudomonas, Bacillus, E. coli, Staphilococcus.

Повышение дозы облучения  до 30...35 кГр приводит к полной стерилизации, но при этом изменяются запах и  вкус мяса вследствие радиохимического распада тиольных соединений и образования  меркаптанов, аммиака и др. Чтобы  избежать этого, рекомендуют сочетать облучение с модифицирующими  факторами, например с предубойной  адренализацией животных. Этот позволяет  снизить неблагоприятное действие катепсина и других ферментов  автолиза, а также уменьшить дозу облучения с 25 до 6 кГр.

Для мяса мелких животных (кролик), в том числе птицы (куры, гуси, утки), был предложен метод предубойного гамма-облучения сублетальной дозой, снижающей содержание гликогена  в мышцах, благодаря чему повышается рН ткани и увеличиваются сроки  хранения. Так, облучениетушеккурдозой4...6 кГр позволяет продлить срок их хранения с 10 до 34 сут при температуре 1 °С. Предубойное (за сутки до убоя) облучение кур дозой 8,5 Гр и последующее облучение тушек дозой 15 кГр позволяло хранить мясо в течение 9 мес при комнатной температуре без изменения вкусовых и питательных качеств.

Для обработки мясных полуфабрикатов с успехом применяют комбинированное  действие излучения и кратковременной  тепловой обработки в целях инактивации  протеолитических ферментов. После  тепловой обработки и облучения  в полиэтиленовых пленках дозой 6 кГр полуфабрикаты хранятся до 8 мес без признаков порчи.

При холодильном консервировании, задерживающем течение автолитических процессов, предложено использовать гамма-облучение. Для длительного хранения свинины, говядины и мяса кур при минус 30 °С было рекомендовано облучение  дозой 35...40 кГр.

Были попытки использовать ионизирующие излучения для обеззараживания  молока, но при этом снижаются вкусовые качества; тем не менее есть сведения о том, что при воздействии  на молоко давлением 60...70 МПа (600...700 кг/см2) при температуре 59 °С с последующей  радиационной обработкой дозой 3 кГр  молоко стерилизуется без значительного  изменения основных физико-химических свойств.

В ряде стран в повседневной практике используют рентгеновское  и гамма-излучение для стерилизации пластиковой или картонной упаковки, в которой хранят молоко.

Актуальная задача — удлинение  сроков хранения рыбы и морских продуктов. При гамма-облучении дозой до 6 кГр их органолептические свойства изменяются мало. Радиационная обработка свежей рыбы дозой 2 кГр увеличивает срок хранения до 30 сут, а дозой 4 кГр — до 60 сут при 2 °С, что позволяет снабжать немороженой рыбой отдаленные районы страны.

Ионизирующие излучения  используют для продления сроков хранения картофеля, лука и других овощей. Установлено, что облучение картофеля  дозой от 50 до 150 Гр (в зависимости  от сезона) позволяет увеличить срок хранения до одного года и более  при 6...8 °С вследствие подавления процессов  обмена. Радиационная обработка картофеля  с помощью ускорителей электронов с энергией 1 МэВ позволяет воздействовать только на поверхностный слой клубня и практически мало влияет на запасающие ткани клубней, в результате чего в них лучше сохраняются питательные  вещества. Обработка лука дозой 60 Гр дает возможность хранить его  в течение 9... 12 мес без изменения  органолептических свойств.

2. Применение ионизирующего излучения для увеличения урожайности овощей защищенного грунта.
1. Состояние отрасли овощеводства в Республике Беларусь.

Рациональное питание  человека предусматривает равномерное  потребление овощей в течение  года. Производство их в межсезонный  период возможно лишь в культивационных  сооружениях в виде остекленных  теплиц.

В защищенном грунте возделывается  более десяти видов овощей, но основные его площади занимают томаты и  огурцы. В теплицах также возможно круглогодичное выращивание и других ценных овощей, особенно зеленных культур.

Овощеводство в Беларуси развивается стабильно и динамично, за последние десятилетия объем  производства овощей в открытом грунте возрос с 749 тыс. т в 1990 году до 2308 тыс. т в 2008 году, в защищенном грунте — с 33 до 88 тыс. т. По производству овощной  продукции на душу населения (238 кг, в том числе 9 кг тепличных овощей) Беларусь близка к показателям развитых европейских стран. Овощеводы Республики ставят задачу не просто произвести валовую  продукцию, а довести ее до потребителя. Столь высокий уровень развития отрасли в значительной степени  заслуга коллектива РУП НИИ овощеводства. Курс министерства сельского хозяйства  республики Беларусь — крупнотоварное производство овощей в с.-х. предприятиях и фермерских хозяйствах, перед которыми стоит задача круглогодичного обеспечения  населения качественной овощной  продукцией в необходимых объемах. Для этого нужно производить  около 1,8 млн т овощей в год. В  настоящее время в Республике разрабатывается программа развития овощеводства на 2011-2015 годы, включающая совершенствование размещения и  специализации предприятий с  учетом почвенно-климатических условий; техническое перевооружение отрасли  в аспекте сокращения затрат ручного  труда; строительство овощехранилищ, перерабатывающих предприятий, тепличных  комплексов; организация централизованного  использования техники. НИИ овощеводства призван координировать выполнение этой программы, на его базе создан отдел научно-технологического обеспечения  отрасли овощеводства, который осуществляет научное сопровождение возделывания овощных культур в республике, курирует внедрение и освоение системы  агрохимического обслуживания овощеводческих хозяйств. Первоочередные задачи овощеводов — разработка специализированных овоще-кормовых севооборотов, расширение ассортимента и повышение качества продукции  овощных культур, снижение объема использования  пестицидов, в частности за счет внедрения биологических методов  и интегрированных систем защиты растений, испытание и внедрение  современных оросительных систем; совершенствование  способов применения удобрений, таких  как внесение удобрений в жидком виде, некорневые подкормки, обработки  регуляторами роста растений. В настоящее  время в Республике из 200 га защищенного  грунта 80 га — это современные высокие теплицы, в которых получают более 50 кг/м2 огурца и томата. Совместно с институтами НАН разрабатываются элементы технологий для тепличного овощеводства, в частности технические регламенты по светокультуре, которые уже испытывают в производстве.