Министерство сельского хозяйства Р. Ф.
Уральская Государственная сельскохозяйственная академия.
Контрольная работа
По дисциплине: Основы ветеринарии.
Исполнитель: студентка 3курса
заочного Ф. Т. Ж.
Руководитель:
Екатеринбург 2006
Вопрос 30. Применение ионизирующих излучений в сельском хозяйстве, ветеринарии и животноводстве.
Применение современных достижений ядерной физики в животноводстве и ветеринарии, а также в других отраслях сельского хозяйства развивается в следующих основных направлениях:
1) радионуклиды применяются как индикаторы (меченые атомы) в исследовательских работах в области физиологии и биохимии животных и растений, а также в разработке методов диагностики и лечения заболевших животных;
2) радионуклиды и ионизирующие излучения используются в селекционно-генетических исследованиях в области растениеводства, животноводства, микробиологии и вирусологии;
3) непосредственное применение ионизирующих излучений как процесса радиационно-биологической технологии (РБТ) для: - стерилизации, консервирования, увеличения сроков хранения и обеззараживания пищевых продуктов и фуража, сырья животного происхождения (шерсть, кожа, пушнина и т. д.), биологических и фармакологических препаратов (вакцины, сыворотки, питательные среды, витамины и т. д.), хирургического шовного и перевязочного материалов, приборов, устройств и инструментария, которые не подлежат температурной и химической обработке;
-стимуляции роста и развития животных и растений с целью повышения хозяйственно полезных качеств;
- борьбы с вредными насекомыми и оздоровления окружающей среды;
- стерилизации животноводческих стоков и др.
Использование ионизирующих излучений для диагностики болезней и лечения животных.
Радионуклиды и ионизирующие излучения для диагностических и лечебных целей успешно и широко применяются в медицине. В ветеринарии эти способы пока еще малодоступны для практического использования, хотя и имеется ряд разработок, показывающих высокую их эффективность и перспективность. Лечебное применение радиоизотопов и излучений основано на их биологическом действии. Поскольку наиболее радиопоражаемы молодые, энергично размножающиеся клетки, то радиотерапия оказалась эффективна при злокачественных новообразованиях. Как показали исследования и клинические наблюдения, нейтроны и другие плотноионизирующие частицы более эффективны в радиотерапии опухолей, так как они действуют одинаково как на гипоксические, так и оксигенированные опухолевые клетки. Кроме того, при действии нейтронов отсутствуют различия в радиочувствительности клеток на разных фазах клеточного цикла, что является преимуществом этого вида воздействия с точки зрения эффективности лучевой терапии. Но главным преимуществом нейтронов является их высокая биохимическая эффективность по отношению к гипоксическим клеткам, повышающая надежность лучевой терапии вследствие более радикального уничтожения опухолевых клеток.
Все сказанное свидетельствует о перспективности использования нейтронов наряду с другими тяжелыми заряженными частицами для лечения опухолей.
Проводятся широкие клинические исследования с источниками нейтронного излучения калифорния-252, который более доступен, а главное менее дорогостоящий для практического использования в сравнении с ускорительными и реакторными установками. При этом при небольших размерах источника можно получать мощность дозы нейтронного потока, соответствующую требованиям имплантационной и аппликационной терапии.
Перспективен, но пока еще мало разработан метод лечения опухолей нейтронами (нейтронзахватная терапия), позволяющей «обстрелять» опухоль изнутри α-частицами. Сущность его состоит в создании альфа-источника в толще самой опухоли. Для этого предварительно в организм вводят тумотропный нейтрон - захватывающий агент в виде стабильного изотопа бора-10 или лития-6. Затем подвергают опухоль многопольному нейтронному облучению. Указанные изотопы, захватив нейтроны, приобретают радиоактивные свойства, испускают α-частицы. Обладая большой плотностью ионизации, но коротким пробегом (не более 15 мкм), α-частицы не вылетают за пределы опухолевых клеток, воздействуют на них, не повреждая окружающие здоровые ткани. Достоинство метода заключается еще в том, что альфа-излучение можно дозировать, так как оно прекращается одновременно с прекращением нейтронного облучения.
Использование ионизирующих излучений в сельском хозяйстве.
Исследования действия ионизирующей радиации на биологические объекты в зависимости от дозы, мощности облучения и состояния облучаемого объекта послужили основой разработки и внедрения в сельское хозяйство радиационно-биологической технологии. В качестве источников излучения избраны кобальт-60 и цезий-137. Они имеют длительный период полураспада; сравнительно высокую проникающую способность гамма-излучения, которая не дает наведенной радиоактивности в облучаемых объектах; физико-механические свойства, позволяющие длительно эксплуатировать элементы в радиационно-биологических установках.
В России для нужд сельского хозяйства и научных исследований в области радиационно-биологической технологии создан целый ряд передвижной стационарной техники. Передвижные гамма-установки типа «Колос», «Стебель», «Стерилизатор» смонтированы на автомашинах или автоприцепах. Они предназначены для предпосевного облучения семян зерновых, зернобобовых, технических и других культур в условиях колхозов и совхозов.
Стационарная опытно-промышленная гамма-установка «Стерилизатор» — для стерилизации в промышленных масштабах нитей, используемых в хирургии (кетгут, шелк, нейлон и др.), перевязочных материалов и инструментов, изделий из пластмассы (шприцы, катетеры, системы сбора и переливания крови), лекарственных препаратов (витамины, антибиотики, сульфаниламиды, вакцины, сыворотки и т. д.); гамма-установка типа МРХ — для микробиологических и радиационно-химических исследований.
В России получены хозяйственно ценные мутанты сои, кукурузы, люпина, гречихи, гороха, фасоли, хлопчатника (АН-402 и АН-40), раннеспелые томаты, раннеспелый и устойчивый к фитофторе картофель, морозостойкие мутанты яблони и вишни и многие другие.
В США внедрен устойчивый к болезням сорт арахиса, в Японии — скороспелый сорт сои (Райден) и высокоурожайный сорт риса (Рей-Мей), в Аргентине — крупноплодный сорт персиков, в Индии и Швеции — сорта пшеницы с повышенным содержанием протеинов, в Венгрии — скороспелый мутант риса.
С помощью радиомутации удалось вывести новую разновидность тутового шелкопряда с более высокой продукцией шелкового волокна (за счет отбора самцов).
Облучением культур дрожжей выведены их расы, вырабатывающие в 2 раза больше эргостерина, чем исходные. Такое наследственно закрепленное изменение обмена веществ имеет большое значение для витаминной промышленности.
Комбинированным воздействием радиации и химических мутагенов выведено много штаммов высокоактивных плесневых грибов-продуцентов пенициллина, стрептомицина, ауреомицина, эритромицина и альбомицина, которыми теперь располагает промышленность. Некоторые штаммы дают выход стрептомицина в 20, а пенициллина в 50 раз больше исходных рас. Это позволило организовать промышленное производство антибиотиков и сделало их широко доступными препаратами.
Значительный интерес представляют изменения вирулентности микроорганизмов и их способность образовывать токсины под действием ионизирующих излучений. Данные изменения могут быть стойкими, закрепленными наследственно. Такие авирулентные мутанты используются для разработки вакцин.
В определённом диапазоне доз ядерные излучения обладают стимулирующим действием. Такая стимуляция обнаруживается у всех биологических объектов, начиная с одноклеточных и кончая высокоорганизованными растениями и животными. Наиболее широко стимулирующий эффект используется в растениеводстве в целях: повышения вегетации у семян труднопрорастаемых или с пониженной всхожестью; ускорения развития растений и повышения урожайности сельскохозяйственных культур при культивировании в открытом и закрытом грунтах; улучшения прививаемости и дальнейшего развития черенков в виноградарстве и плодоводстве.
Многолетние производственные испытания предпосевного облучения семян кукурузы, картофеля, свеклы, зерновых и других культур в различных республиках нашей страны показали возможность повышения урожая семян и зеленой массы на 15—20%. Следовательно, только за счет внедрения этого агроприема можно получить в масштабах страны большой экономический эффект без расширения посевных площадей.
Стимулирующее действие ионизирующего излучения используют при разведении лекарственных растений для ускорения роста и увеличения выхода лекарственно-ценного вещества (алкалоидов и др.).
Радиостимуляцию изучают в скотоводстве, свиноводстве, зерноводстве и птицеводстве. Однако наиболее широкие исследования были проведены в птицеводстве. А. Д. Белов, В. В. Пак (1983) установили стимулирующий эффект радиационной обработки яиц дозой 5 Р до инкубации и на 10-й день инкубации. Отмечалось сокращение срока инкубации на сутки, увеличивалась выводимость цыплят на 7%, ускорялись постэмбриональный рост и развитие цыплят на 9%. Облучение цыплят в однодневном, трехдневном и двенадцатидневном возрасте в дозе 20 и 100 Р при помощи дозы 5 Р/мин показало, что через 30 дней после облучения масса цыплят была выше, чем у необлученных, в среднем на 12 и 8% соответственно. Стимулирующее действие излучения было установлено и у кур-несушек. Так, после облучения их в возрасте 14 мес. дозой 5 Р яйценоскость увеличивалась уже в первый месяц в среднем на 18%. Несушки же, которые хорошо неслись до облучения, не изменили яйценоскость. Доза 20 Р оказалась менее благоприятной.