Мало кто осознает, что в ядерные технологии активно используются в сельском хозяйстве. Разберем, как специалисты используют радиоизотопы и ионизирующее излучение, чтобы выводить новые сорта, рационально использовать удобрения, бороться с вредителями и продлевать срок хранения продуктов.
Новые сорта
Для выведения новых сортов и подготовки семян к посадке ученые используют ионизирующее излучение. Это энергия, которую некоторые атомы высвобождают в форме электромагнитных волн или частиц. Ее определяющая способность — ионизация вещества, то есть ионизирующее излучение может образовывать заряженные атомы или соединения атомов из ранее нейтральных атомов и молекулов.
Небольшие дозы ионизирующего излучения могут положительно сказываться на растениях. С помощью такой обработки ученые выводят более урожайные и устойчивые растения. Иногда продукция получается даже полезнее, например, в моркови на 10% увеличивается содержание каротина.
Порядок выведения новых сортов занимает немало времени:
- Сперва ученые облучают семена разных сортов, экспериментируя с дозой излучения. Доза зависит от сорта, почвы, радиоактивных изотопов, дающих излучение, и других факторов.
- Семена засевают и ждут, когда эти растения дадут свои семена
- Из новых семян, не облучая их, выращивают второе поколение и отбирают в нем самые успешные растения.
- Размножают новый сорт.
Таким способом уже вывели новые сорта гороха, горчицы, томатов, ячменя и других растений.
Прочь, насекомые-вредители!
Спасением полей от вредителей занимаются специалисты по насекомым. Тут ученые обрабатывают ионизирующим излучением самцов. Облученных особей, которые уже не могут давать потомство, выпускают в дикую природу. Так, со временем, популяция сокращается. Конечно, такую обработку делают не в рамках одного поля, а на очень большой территории.
Такой подход позволяет значительно снизить использование инсектицидов, от которых гибнут и «хорошие» насекомые, из-за чего нарушается природный баланс.
Подбираем дозу удобрений
Излишки удобрений опасны для урожая: они остаются в почве, выделяют парниковые газы и загрязняют воду. По результатам исследований, в среднем растения усваивают менее 40% подкормки!
Максимально эффективное количество удобрений ученые подбирают с помощью радиоактивных изотопов. Исследователи помечают изотопами удобрения и смотрят, какая доля веществ попала в растения, а какая осталась в почве. Для этого используются азот-15 и углерод-13, которые безопасны для окружающей среды.
Так ученым удалось рассчитать не только оптимальную порцию удобрений, но и место, количество и время подкормки. В некоторых случаях удалось сократить выбросы парниковых газов на 50%.
Подбираем дозу удобрений
Чтобы стерилизовать продукты, их можно помыть или нагреть, но не все можно так обработать. Например, свежие грибы, сухофрукты, специи, рыбные закуски и многое другое не поддается традиционным методам. Тогда используют ионизирующее излучение.
На обработку ионизирующим излучением уходит от пары секунд до нескольких минут, при этом можно обрабатывать даже упакованные продукты. Такой метод стерилизации увеличивает срок годности продуктов в 2-10 раз, предотвращает прорастание овощей и уничтожает до 99% вирусов и бактерий. При этом сохраняются вкус и питательная ценность: облучение не влияет на витамины, минералы и аминокислоты. Это отличная замена химическим реагентам. Обработанные продукты абсолютно безопасны для человека и животных.
На них всегда стоит специальная маркировка — международный символ облучения «Радура» и подпись «Обработано излучением». Такой центр обработки в 2023 году открылся в Обнинске на площадке АО «НИФХИ имени Л.Я. Карпова» (входит в Научный дивизион «Росатома»). Помимо продуктов там обрабатывают медицинские и полимерные материалы.
Читайте подробнее в статье журнала «Луч».
Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями российской науки!
Присоединяйтесь к команде научного блока «Росатома», актуальные вакансии – на карьерном портале.