10.1. ЗАСТОСУВАННЯ ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ У СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОМУ ВИРОБНИЦТВІ ТА ІНШИХ СФЕРАХ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ ЧАСТИНА 1

3. Радіаційна статева стерилізація комах-шкідників сільськогосподарських культур

В основі біотехнології лежить відмінність в радіочутливості соматич­них і статевих клітин будь-якого організму. І шляхом експеримента­льних досліджень радіочутливості різних процесів у комах можна пі­дібрати такі дози, при яких опромінення практично не впливає на нормальне виконання ними більшості фізіологічних функцій, в тому числі і на здатність до спарювання, але в статевих клітинах спостерігаються необоротні зміни. У сам­ців, наприклад, сперма зберігає здатність до запліднення яєць, але розвиток зиготи незабаром припиняється, тобто опромінені сам­ці стають стерильними.

Життєздатність комах, як окремого виду, визначається їх винят­ковою плодючістю. Відомі види, здатні до відкладення протягом жит­тя, вимірюваного декількома місяцями, десятків тисяч яєць. Саме за рахунок цього випуск в популяцію стерильних самців здатний різ­ко знизити темпи її росту і чисельність. При неодноразовому повто­ренні прийому протягом декількох років вдається повністю знищити окремий вид в певному регіоні.

У порівнянні з іншими методами, зокрема, з хімічним, ця біотехнологія має ряд переваг. Головною з них є те, що вона спрямована строго проти конкретного виду комах, в той час як хімічні речовини діють і проти інших, в тому числі і корисних. З цих же причин вона є нешкідливою, для тварин і людини, тобто є екологічно чистою.

Біотехнології являє собою здійснення трьох осно­вних етапів. Головний з них – розведення комах-шкідників певного виду на спеціальних біофабриках. Другий етап – опромінення комах, якому передує дослідницька робота по визначенню радіочутливості виду. З цією метою комахи переносяться у камери з зниженою температурою (4–8°С) або піддаються дії спеціального газу, що пригнічує їх фізіологічну активність, в тому числі і рухливість, і потім поміщуються в контейнери, в яких і проводиться їх опромінен­ня. Нерідко опромінення проводять на природній нерухомій стадії розвитку кома­хи, найчастіше – лялечки. І третій етап – випуск опромінених комах в поле з літаків і вертольотів.

До цього часу в різних країнах світу за допомогою використан­ня технології радіаційної стерилізації виконано більше 50 програм по боротьбі з різними видами комах-шкідників. Відомо немало яскра­вих прикладів успішного її використання. Особливо ре­зультативна вона в умовах острівних регіонів, де утруднене поповнення місцевих популяції комах за рахунок їх міграції з інших місць. Так, ця біотехнологія була використана у боротьбі зі середземноморською плодовою мухою в умовах Коста-Ріки. Для цього на Гавайських островах була створена біофабрика продуктивністю 10 мільйонів особин за тиждень. Протягом першого ж року за рахунок декількох випусків стерильних мух щільність популяції знизилась більш, ніж в 130 разів. На острові Рота, який знаходиться в південній частині Тихого океану, в результаті 35 щотижневих випусків 257 мі­льйонів опромінених комах цей вид був повністю знищений. Ефектив­на боротьба з плодовою і динною мухами проведена на ряді островів Японії.

Відомі приклади успішного застосування біотехнології і в континентальних умовах. У США в Каліфорнії та в Мексиці за її допомогою була значно знижена чисельність популяції середземноморської плодової мухи, у тій же Каліфорнії – рожевого коробчатого черв’яка бавовнику, в Канаді в Британській Колумбії – яблуневої плодожерки. Для захисту від мігруючих популяцій цих видів комах підтримуються спеціальні ка­рантинні бар'єри, що являють собою систематичний випуск (раз на 2–3 тижні) деякої кількості стерильних комах. В усіх випадках ви­користання цього методу боротьби з комахами-шкідниками виявляєть­ся економічно в декілька разів більш вигідним, ніж використання ін­сектицидів.

Радіаційна дезинсекція продукції рослинництва. Комахи-шкідники сільськогосподарських культур, такі як комірний довгоносик, кукурудзяний довгоносик, рисовий довгоносик, суринамський мукоїд, зерновий шашіль, мучний жучок приносять знач­ну шкоду зібраному врожаю, знищуючи близько 15% світових запасів зерна при його зберіганні. Якісні втрати складають ще більшу вели­чину, так як комахи виїдають головням чином внутрішню найбільш поживну частину зерна з високим вмістом білку.

Для боротьби з ними в основному застосовується хімічний метод з використанням інсектицидів та деяких інших сильнодію­чих отрутохімікатів. Він є досить радикальним засобом, але має ряд серйозних недоліків, зокрема, токсичність використовуваних речовин для організму людини. В зв'язку з цим був розроблений і в останні десятиліття все більшого поширення в різних країнах набув прийом радіаційної дезинсекції зерна – γ- або електронне його опромінення перед завантаженням в елеватор.

Вихідною точкою для оцінки величин доз, необхідних для раді­аційної дезінсекції зерна, є летальні дози для комах. І, як було відмічено у розділі 1.3, для більшості їх видів вони складають величини порядку 100–500 Гр. Саме тому рекомендовані для дезинсекції дози, як правило, знаходяться в цьому діапазоні.

Але при проведенні дезинсекції окремих партій зерна слід враховувати не тільки індивіду­альну видову радіочутливість комах-шкідників, а і стадію їх роз­витку в момент опромінення. Так, для стадії лялечки та імаго комірного та кукурудзяного довгоносика летальна доза складає 200 Гр. Але для стадії яйця і личинки – лише 55 Гр.  Зрозуміло, що таке урахування може значно прискорити радіаційний обробіток зерна.     

В Україні є серійні промислові радіодезинсектори зерна РДЗ-200 і РДЗ-400. В ролі джерела випромінювання в них використовуються прискорювачі електронів з енергією 1,4 МеВ. РДЗ другого типу з виробничою здатністю до 400 тон зерна у годину введений в експлуатацію на Одеському порто­вому елеваторі в 1980 р. Досвід його експ­луатації показав, що радіаційна дезинсекція є ефективним заходом  боротьби з комахами-шкідниками не тільки при зберіганні зерна, але й знищення їх при можливому завезенні з-за кордону.

Опромінення успішно використовується для дезинсекції і іншої продукції рослинництва і плодівництва, зокрема, сушених ово­чів, фруктів, грибів, лікарських трав.