07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Радиационное ингибирование
 07.02.2013

Облучение живых организмов более высокими дозами приводит к подавлению ростовых процессов или к их гибели. В зависимости от дозы и условий облучения ингибирующее действие ионизирующих излучений используют в АПК для увеличения срока хранения или модифицирования посевного (посадочного) материала и готовой продукции растениеводства и животноводства, для борьбы с насекомыми вредителями и нежелательной микрофлорой. В любом случае вид и доза излучения определяются целью проводимого мероприятия.
Радиационное ингибирование прорастания корнеклубнеплодов, лука и чеснока. Проблема сокращения потерь при хранении сельскохозяйственной продукции в настоящее время не менее актуальна, чем получение самой продукции. Большими потерями продукции сопровождается хранение корнеклубнеплодов (в особенности картофеля), лука и чеснока. По разным оценкам, потери закладываемого на хранение картофеля составляют 30-50%. Причины потерь разнообразны: поражение клубней болезнями, вредителями, потеря влаги при испарении и пр. Значительную потерю массы и снижение качества картофеля наблюдают по истечении периода естественного биологического покоя клубней (через 2-5 месяцев после закладки на хранение), когда они начинают прорастать. Традиционными и широко используемыми во всем мире способами замедления процесса прорастания являются: хранение клубней при пониженных температурах (в пределах 2-4°С) и использование химических ингибиторов прорастания. Эти способы, однако, имеют определенные недостатки, часто приводящие к резкому снижению их эффективности. Искусственное охлаждение становится весьма дорогостоящим по мере увеличения температуры воздуха от зимы к весне, а использование химических препаратов представляет большую опасность для человека, так как они являются токсичными. Применение пестицидов, как правило, в порошкообразном состоянии не технологично, поскольку не позволяет достичь равномерной обработки всей массы клубней, требует больших трудозатрат и создает ряд серьезных проблем, связанных с тех никой безопасности. Кроме того, химические препараты ослабляют, а не прекращают процессы обмена веществ, протекающие в клубне, и действуют, пока находятся в контакте с ними. Такой контакт трудно обеспечить в условиях длительного хранения. Для достижения положительных результатов необходимо обрабатывать клубни послойно, а при активном вентилировании повторять обработку. Химический метод подавления прорастания непригоден для лука и чеснока, так как точки роста расположены внутри луковицы.
Перечисленные проблемы устраняются благодаря использованию ядерно-физических методов ингибирования прорастания сельскохозяйственной продукции при хранении. В частности, для подавления прорастании продукцию, в зависимости от ее вида и свойств, подвергают воздействию разных доз у-излучения.
Облучение клубней картофеля у-излучением дозами 50-200 Гр успешно подавляет прорастание картофеля, увеличивая срок его хранения. Очевидно, что длительность ингибирующего действия будет зависеть от дозы облучения. Так, при использовании верхней границы доз (200 Гр) длительность хранения картофеля увеличивается до 18 месяцев. На рис. 10.4 показаны клубни картофеля после длительного хранении: слева облученные перед закладкой на хранение, справа - необлученные. Разница очевидна.

Радиационное ингибирование

Использование ионизирующей радиации для подавления прорастания корнеклубнеплодов имеет определенные преимущества по сравнению с другими способами.
1. Высокая эффективность без ущерба для качества. Радиационная обработка является «мягкой» и не создает побочных эффектов: отсутствие наведенной радиоактивности (Использование у-излучения) и нагревания (даже при дозе 10 тыс. Гр температура продукции повышается не более чем на 2°С).
2. Полная механизация и автоматизация технологии, возможность создания передвижных установок для облучения обеспечивает обработку продукции на складах и хранилищах непосредственно в хозяйствах.
3. Высокая экономическая эффективность: затраты труда при облучении одной тонны картофеля на 20% ниже, чем при опылении его порошкообразными препаратами, а производительность труда увеличивается в 2,5 раза, причем капитальные затраты на реализацию метода окупаются за 4 года.
В связи с этим использование ионизирующих излучений для ингибирования прорастания картофеля представляет одно из наиболее перспективных направлений в сельском хозяйстве.
Способ ингибирования прорастания картофеля при хранении имеет и существенный недостаток - это потеря устойчивости к микроорганизмам и, как следствие, значительное снижение лежкости механически поврежденных облученных клубней картофеля. Дозы, применяемые для подавления пролиферативной активности клубней (100-150 Гр), вызывают изменение некоторых свойств последних, что крайне неблагоприятно сказывается на их сохранности. У облученных клубней ослабляется иммунная система, в результате чего снижается их естественная устойчивость к фитопатогенным микроорганизмам, что приводит к возрастанию потерь из-за развития болезней. Устойчивость клубней уменьшается уже при дозах 70 100 Гр, т. е. при минимальных дозах, которые необходимы для предупреждения их прорастания. Одной из причин более быстрого заболевания облученных клубней является практически полная потеря ими способности образовывать раневую перидерму и более замедленный процесс суберинизации. Весь картофель, заготовляемый в промышленных масштабах, убирают механизировано с применением картофелекопалок или комбайнов, что вызывает значительное повреждение клубней. Последующая их транспортировка еще более усугубляет положение. В результате закладываемый на хранение картофель уже потенциально предрасположен к поражению его разного рода болезнями в процессе хранения. Обработка же такого картофеля ионизирующей радиацией резко увеличивает эту предрасположенность, так как у клубней в этом случае не может нормально проходить процесс суберинизации и образования раневой перидермы, служащей мощной естественной защитой от проникновения разного рода инфекций.
Данный недостаток можно устранить технологически: с одной стороны, усовершенствованием конструкций картофелеуборочной техники для уменьшения количества случаев механического повреждения клубней; с другой стороны, варьированием сроков и доз: облучение следует производить но сразу после уборки, а спустя 2-3 месяца и дозой около 80 Гр. За это время образуется эпидермис на механически поврежденных участках клубней.
При использовании клубней, не имеющих механических повреждений, положительное влияние облучения совершенно очевидно, что было подтверждено многочисленными работами отечественных и зарубежных ученых.
Не менее действенны ядерно-физические методы для увеличения сроков хранения корнеплодов (моркови, свеклы), лука и чеснока. Для этой продукции рекомендованы следующие дозы у-излучения: лук - 70-100; чеснок- 100-120; сахарная свекла - 100; морковь - 80-100 Гр.
На рис. 10.5 показаны партии лука, необлученного и облученного разными (40 и 80 Гр) дозами у-излучения. Хорошо видна разница данных партий продукции по качеству; увеличение дозы в 2 раза оказалось нецелесообразным.
Радиационное ингибирование

Применение ионизирующих излучений для дезинсекции зерна. В природе насчитывают приблизительно 1 млн видов насекомых, что превышает общее число всех видов животных и растений. Абсолютное большинство насекомых относится к полезным или безвредным для человека. Только около 15 тыс. видов насекомых относятся к вредным и становятся причиной потери 15-20% сельскохозяйственной продукции в мире.
Несмотря на применение химических средств защиты. ущерб, наносимый урожаю зерновых насекомыми-вредителями, огромен: в крупных странах - несколько сотен миллионов долларов в год. Насекомые уничтожают в среднем около 5% мировых запасов зерна, что составляет несколько миллионов тонн. Ущерб наносится не только количественный, но и качественный - насекомые поедают белковую, самую питательную, часть урожая. В связи с этим при длительном хранении больших партий зерна используют различные инсектициды. Эффективность их не всегда позволяет провести достаточную дезинсекцию, обработки часто необходимо повторять, дополнительные затраты могут оказаться достаточно серьезными, появляется опасность воздействии препаратов на людей при контакте во время обработки и остаточных количеств пестицида в зерне, а это, и свою очередь, выдвигает требования повышенной техники безопасности и дополнительных затрат на дегазацию зерна. Кроме того, эффективность препаратов зависит от стадии развития насекомого: особенно проблематично бороться с насекомыми в стадии яиц. Другая проблема химической борьбы с насекомыми - привыкание их к препаратам, особенно если вредитель отличается большим числом генераций.
В связи с этим использование ионизирующих излучений для предотвращения потерь зерна от насекомых имеет ряд неоспоримых преимуществ. При полной автоматизации гарантированной защите персонала облучение зерна эффективно уничтожает насекомых-вредителей. Установки для облучения в зависимости от конструкции позволяют быстро и равномерно обрабатывать крупные партии зерна потоком у-квантов требуемой интенсивности, в зависимости от вида вредителя и фазы его развития.
Облучением достигается уничтожение насекомых-вредителей в зерне, муке, сухофруктах. Способ этот особенно целесообразен там, где применение химических средств - инсектицидов, фумигантов - нежелательно или невозможно.
Для дезинсекции продукции используют гораздо большие, чем для радиационного стимулирования, дозы излучений - от 200 до 500 Гр. Практическое использование установок показало, что при дозе 200 Гр гибнут наиболее устойчивые к излучению взрослые особи долгоносиков. В то же время дозы менее 500 Гр не снижают хлебопекарных качеств зерна. В зависимости от радиочувствительности дозы у-излучения можно подбирать к стадии развития насекомого: яйцо, личинка, куколка, имаго. В табл. 10.2 приведены рекомендуемые дозы у-излучения для облучения продуктов в целях предотвращения развития насекомых-вредителей.
Радиационное ингибирование

Эффективность радиационной дезинсекции демонстрирует рис. 10.6. на котором показаны два образца фасоли, зараженной долгоносиком.
Радиационное ингибирование

Недостаток лучевой дезинсекции заключается в том. что во время технологического процесса практически не возможна дезинсекция самого помещения. Поэтому целесообразно комплексное использование различных методов: параллельно лучевой обработке зерна проводить химическую дезинсекцию помещения. Другой недостаток способа радиационного ингибирования - относительная неравномерность обработки массы зерна. Этот недостаток вполне устраним путем создания более совершенных установок для облучения.