Российские учёные обсуждают перспективы и ограничения применения низкодозового ионизирующего излучения в сельском хозяйстве

Российские исследователи недавно предложили экспресс-метод бактериального анализа для определения оптимальной дозы ионизирующего излучения для животных. Согласно исследованиям, низкие дозы радиации в диапазоне от десятков до сотен миллигрей (мГр) могут активировать такие физиологические процессы, как метаболизм, рост и накопление биомассы, открывая новые технические возможности для животноводства, ветеринарии и смежных областей.

Центр переработки пищевых продуктов ионизирующим излучением Научно-исследовательского физико-химического института имени Л.Я. Карпова в Обнинске. Фото: Государственная телерадиокомпания Калужской области

В этом направлении заведующая кафедрой биологии Обнинского института атомной энергетики — филиала Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», доктор биологических наук Людмила Комарова отметила, что явление стимулирующего действия низких доз радиации обычно называют «радиационным гормезисом». Согласно исследованиям, при определённых условиях радиация не обязательно оказывает ингибирующее действие, а может способствовать прорастанию семян, повышению репродуктивной способности некоторых насекомых или усилению иммунного ответа у животных.

Комарова рассказала, что накоплен определённый экспериментальный опыт по влиянию низких и средних доз ионизирующего излучения на рост, выживаемость и иммунный ответ растений, бактерий, насекомых и млекопитающих. В лабораториях Обнинска проводились исследования влияния радиационного гормезиса на семена сельскохозяйственных культур и других растений; на кафедре биологии Института атомной энергетики МИФИ также ведутся исследования с семенами ячменя. В июне этого года на защите соответствующей диссертации обсуждалось влияние различных условий ионизирующего облучения на морфологические, биохимические и генетические параметры прорастающих семян ячменя, а также был отмечен стимулирующий эффект на прорастание семян ячменя при определённых дозах.

Вместе с тем Комарова указала, что такие технологии по-прежнему сталкиваются с множеством трудностей на пути к стабильному применению. Стимулирующий эффект радиации не всегда очевиден и трудно прогнозируем; на него могут влиять физиологическое состояние семян, влагосодержание, сорт, партия, температура и влажность окружающей среды, а также время хранения после облучения. В некоторых экспериментах стимулирующий эффект проявлялся в основном на ранних стадиях роста, например, ускорение прорастания, однако к стадии сбора урожая этот эффект мог ослабевать или даже нивелироваться под воздействием условий окружающей среды.

С практической точки зрения, даже при положительном эффекте его величина обычно составляет около 10–15%, и по сравнению с более устоявшимися методами повышения урожайности, такими как селекция и внесение удобрений, экономическая эффективность требует дальнейшей оценки. Кроме того, для достижения стимулирующего, а не ингибирующего эффекта диапазон доз очень узок; для разных видов и даже разных сортов может потребоваться повторное определение оптимальной дозы. Научное сообщество также пока не полностью выяснило биохимические механизмы, запускающие стимуляцию роста при низких дозах радиации, что усложняет разработку надёжных экспериментальных протоколов.

На уровне регулирования и общественного восприятия любое технологическое применение ионизирующего излучения требует строгого контроля. Комарова отметила, что регулирующим органам необходимы убедительные доказательства безопасности и эффективности, а строительство, обслуживание облучательного оборудования и подготовка персонала также создают дополнительные затраты.

Касаясь вопросов безопасности пищевых продуктов, волнующих общественность, она подчеркнула, что радиационная обработка не делает сами продукты радиоактивными и не оставляет химических остатков. Обычная радиационная обработка пищевых продуктов или животных не превращает стабильные элементы в радиоактивные. Она считает, что для продвижения применения таких технологий необходимо проводить достаточную и понятную научно-просветительскую работу, чтобы уменьшить недопонимание общественностью слова «радиация».