Efficiency and prospects of using ionizing radiation for phytosanitary processing of grain and grain products

Abstract

Дана оценка современного состояния применения ионизирующего излучения для уничтожения насекомых - вредителей зерна и зернопродуктов при хранении в Российской Федерации. На примере различных видов насекомых-вредителей и стадий их развития экспериментально доказана перспективность применения метода для дезинсекции зерна и зернопродуктов при хранении без применения химических средств защиты. Отмечено, что с практической точки зрения наиболее востребованной является радиационная технология (РТ) дезинсекции зерна и зернопродуктов, которая обладает рядом преимуществ: исключается и сокращается применение химических средств, что ограничивает их вредное действие; время обработки сокращается до 7-14 дней; обеспечивается высокая эффективность обработки - достигается 100%-ная гибель насекомых - вредителей зерна, при этом поражаются не только взрослые особи, но и другие стадии онтогенеза (яйца, личинки, куколки). Экспериментально установлено, что гамма-облучение имаго зернового точильщика (мощность дозы (м.д. 60 Гр/ч) вызывало 80 %-ную смертность жука на 8-9-й день, а полную - на 11-13-й день после обработки. Гамма-облучение табачного жука (м.д. 500 Гр/ч) в стадии имаго в дозах 400, 500 и 300 Гр привело к полной смертности на 4, 5 и 6-е сутки соответственно. На 9-е сутки после облучения отмечена полная гибель табачного жука при облучении в дозе 200 Гр и на 20-е сутки - при дозе 100 Гр. При облучении табачного жука в стадии личинки полная смертность наступала при дозе 500 Гр на 15-е сутки, при дозах 100-400 Гр - на 22-31-е сутки. Облучение табачного жука в стадии имаго и личинки в диапазоне доз от 100 до 900 Гр при мощности дозы излучения 60 Гр/ч позволило установить, что снижение мощности излучения уменьшало эффективность облучения - наблюдался более растянутый по времени период наступления полной смертности табачного жука. Жизнеспособность личинок капрового жука при гамма-облучении снизилась на 100 % при дозах 50-150 Гр - через 4-5 сут, при дозах 350 и 450 Гр - через 7 сут, при дозах 100 и 300 Гр - через 8 сут, а при остальных дозах только через 14-17 сут. Анализ химического состава облученного зерна пшеницы и ячменя не выявил отрицательного влияния на качество пшеницы сорта Рима и ячменя сорта Владимир. Показано, что технология имеет большую практическую значимость и легко встраивается в технологические процессы хранения и транспортировки зерна. An assessment of the current state of the use of ionizing radiation for the destruction of insect pests of grain and grain products during storage in the Russian Federation is given. On the example of various types of insect pests and stages of their development, the prospects of using the method for disinsection of grain and grain products during storage without the use of chemical protection agents have been experimentally proved. It is noted that from a practical point of view, the most popular is the radiation technology (RT) of disinfestation of grain and grain products, which has a number of advantages: the use of chemicals is eliminated and reduced, which limits their harmful effects; processing time is reduced to 7-14 days; high processing efficiency is ensured - 100 % death of insect pests of grain is achieved, while not only adults are affected, but also other stages of ontogenesis (eggs, larvae, pupae). It was experimentally established that gamma irradiation of grain grinder adults (dose rate (ppm) 60 Gy/h) caused 80 % mortality of the beetle on days 8-9, and full mortality on days 11-13 after treatment. Gamma irradiation of the tobacco beetle (ppm 500 Gy/h) in the adult stage at doses of 400, 500, and 300 Gy resulted in complete mortality on days 4, 5, and 6, respectively. On the 9th day after irradiation, the complete death of the tobacco beetle was noted when irradiated at a dose of 200 Gy, and on the 20th day - at a dose of 100 Gy. When irradiating the tobacco beetle in the larval stage, total mortality occurred at a dose of 500 Gy on the 15th day, at doses of 100-400 Gy on the 22nd-31st day. Irradiation of the adult and larval tobacco beetle in the dose range from 100 to 900 Gy at a radiation dose rate of 60 Gy/h made it possible to establish that a decrease in the radiation power reduced the irradiation efficiency - a more prolonged period of onset of complete mortality of the tobacco beetle was observed. The viability of kara beetle larvae under gamma irradiation decreased by 100 % at doses of 50-150 Gy - after 4-5 days, at doses of 350 and 450 Gy after 7 days, at doses of 100 and 300 Gy - after 8 days, and at other doses only after 14-17 days. The analysis of the chemical composition of the irradiated grain of wheat and barley did not reveal a negative effect on the quality of wheat of the Rima variety and barley of the Vladimir variety. It is shown that the technology is of great practical importance and can be easily integrated into the technological processes of grain storage and transportation.