Урожай без химии. Борьба продолжается

Бактерицидные свойства ионизирующего излучения были открыты давным-давно, в самом начале XX века. Многолетние исследования показали – у этого направления большое будущее.

Перспективная технология

Победителем областного конкурса им. Тимофеева-Ресовского по итогам 2021 г. стал коллектив ученых ВНИИРАЭ. Премия присуждена за внедрение радиационных технологий в экологизацию производства зерна и борьбу с насекомыми-вредителями при хранении.

Всем известно, что немалая доля выращенного урожая пропадает. Причина в поражении продуктовых культур насекомыми-вредителями и болезнями. Еще в середине прошлого века ученые начали активно заниматься облучением зерна, овощей и фруктов, другой продукции. При этом убиваются патогены и вредители, и урожай остается невредимым намного дольше обычного. Кроме того, тормозится процесс прорастания. Например, картофель в естественном виде прорастает уже к концу декабря, а после облучения его товарные свойства сохраняются до весны. Поскольку при лучевой обработке не происходит нагрева, продовольствие сохраняет свою первоначальную свежесть.

Скажем спасибо химизации

Химизация в свое время совершила переворот в сельском хозяйстве. Благодаря химическим удобрениям, средствам борьбы с вредителями и болезнями растений человечество получило гарантированно высокие урожаи. Но постепенно стало понятно, что это не идеальный вариант – происходит загрязнение почвы и окружающей среды ядохимикатами, остатки пестицидов попадают на стол к человеку и в корм животным. Плюс привыкание – болезни становятся устойчивыми к препаратам и их надо вносить все больше. Да и сами химические заводы тоже не оздоравливают атмосферу…

Есть ли альтернатива? Есть, но выбор не слишком богат. Наиболее перспективным сегодня считается облучение – оно обеспечивает экологическую чистоту продукции и особенно удобно для крупных предприятий АПК. Другой способ – просто отказаться от химии и тоже получать экологически чистую продукцию. Такая уже есть, ее называют органической и платят за нее дороже. Жаль, но всем на планете ее не хватит – урожайность значительно ниже, как в дохимическую эпоху.

Каждому растению – своя доза

Десятилетиями ученые разных стран испытывали влияние различных типов ионизирующих (гамма-лучей) и неионизирующих излучений (электромагнитные излучения УФ – и СВЧ-диапазонов) на сельскохозяйственные культуры и убедились, насколько улучшаются показатели качества продукции. Тогда почему лучевые технологии до сих пор не получили массового распространения? Потому что необходимо выполнить жесткие требования.

Во-первых, каждый из организмов, включая растительные, имеет разную чувствительность к различным типам облучения. Приходится по отдельности определять режимы и дозы, необходимые для получения желаемого результата. И чтобы при этом не оставалось наведенной радиации. Во-вторых, все ионизирующие излучения опасны, значит, должны быть обеспечены безвредные условия обслуживания установки.

В итоге работа продвигается медленно. Даже в тех странах, где для стерилизации продуктов или предпосевной обработки семян используются радиационные технологии, они имеют ряд ограничений. Сейчас облучение разрешено более чем в 60 странах. Но в некоторых государствах Европы (в Австрии, Германии) можно облучать только сушеные травы, специи и приправы. В Бразилии можно обрабатывать любые продукты питания. Впереди всех стоят Китай и США, их вклад – более половины облученной в мире продукции.

Радиационная обработка сельхозпродукции по сравнению с химическими методами имеет несомненные преимущества: исключено загрязнение окружающей среды, в облученных продуктах отсутствуют остатки ядохимикатов, способ экономически выгоден. Но все исследования требуют долгого кропотливого труда.

– До сих пор, как правило, применяют химическую обработку сельскохозяйственной и пищевой продукции, что ведет к загрязнению природы и негативно влияет на здоровье людей. Сегодня необходимы более эффективные и экологически безвредные методы, среди которых перспективными являются радиационные технологии. От ученых ждут доказательства, что продукция при этом безопасна.

Специалисты Института зерна еще в 60 – 80-е годы изучали, как влияет облучение на вредителей зерна. В результате технологию успешно применили в 1980 г. в проекте Опытно-промышленного радиационного дезинсектора зерна в Одесском порту, который был выполнен совместно с Институтом ядерной физики из Новосибирска. Потом Одесса оказалась в другом государстве, а установка уже более 10 лет не работает. К тому же в нашей стране не было федерального разрешения на применение ионизирующего излучения для обработки пищевых продуктов, теперь такое разрешение есть.

Россия и сейчас занимает лидирующие позиции по продаже зерна, а вопрос лучевой обработки продуктов по-прежнему актуален. И этой задаче была посвящена работа, за которую нам вручили премию имени Тимофеева-Ресовского.

Мы изучали эффективность предпосевного облучения ячменя электронным излучением низких энергий и его влияние на патогенную микрофлору и посевные качества семян. Также проверяли влияние гамма-излучения на насекомых-вредителей из разных семейств. Облучение велось на гамма-установке нашего института (ГУР-120) и электронном ускорителе «Дуэт» (ИСЭ СО РАН, г. Томск).

Экспериментально найдены оптимальные режимы облучения, снижающие зараженность семян и полностью уничтожающие насекомых-вредителей.

Во ВНИИРАЭ также облучали картофель, лук и чеснок – срок хранения удлиняется на 3-4 месяца, а облучение клубники снижало поражение ягод серой гнилью и продляло срок хранения на неделю. Ведутся работы по облучению таких продуктов, как хлеб, мясо, копчености, рыбные пресервы с сохранением их пищевой ценности.