Радиоактивные изотопы и их применение

Интересен также следующий опыт. Если в вену человека ввести определенный объем крови, эритроциты которой содержат в своем составе радиоактивное железо, то можно определить общий объем крови. Для этого через 24 часа после введения крови у подопытного животного берут кровь в количестве, равном введенному, и измеряют ее активность. Вследствие того что кровь, содержащая радиоактивное железо, смешивается со всей массой крови, полученная активность так относится к введенной, как количество введенной крови к ее общему количеству.

Метод меченых атомов оказался чрезвычайно плодотворным для изучения различных биологических процессов, и тысячи ученых в настоящее время применяют его.

10. Меченые атомы в сельском хозяйстве

Процессы питания и роста растений, обмена веществ в них и ряд других вопросов, важных для сельского хозяйства, мы уже описали в разделе применения меченых атомов в биологии. В этом разделе мы остановимся на исследовании процессов, непосредственно связанных с выращиванием сельскохозяйственных культур, на изучении возможности повышения их урожайности, на исследовании методов внесения удобрений в почву и т. п.

В полеводстве. Как вносить удобрения в почву, в какие сроки, в каком виде и в каких дозах? Все эти вопросы можно решить, изучая из года в год действие удобрений на опытных участках. Меченые атомы позволяют значительно быстрее и точнее ответить на все приведенные выше вопросы.

Попробуем внести фосфорное удобрение, содержащее радиоактивный фосфор, поверх почвы или с зарыванием в канавку близ корней. В последнем случае растение становится радиоактивным быстрее и в большей степени. Это легко установить с помощью счетчика. Следовательно, при зарывании в канавку удобрение используется быстрее и полнее.

Можно проследить также, как сказывается различное расположение удобрения по отношению к корням. Так, листья, корневая система которых находится в непосредственной близости от удобрения, содержащего радиоактивные элементы, становятся радиоактивными уже через 20 минут. Если удобрения расположены на 3–4 сантиметра от корней, то содержащиеся в них элементы оказываются в листьях через 3 дня, а при расстоянии от корней до удобрения, равном 5–6 сантиметрам, — только через 3–4 недели.

Очевидно, используя радиоактивные вещества, внесенные в почву на различные расстояния от растения, можно проследить за ростом корневой системы, не вынимая растение из земли, а измеряя радиоактивность листьев.

Почва содержит ряд нужных растениям химических элементов, их недостаток необходимо восполнять удобрениями. Внося удобрения, содержащие, например, радиоактивный фосфор, легко показать, что питание растений идет не только за счет фосфора удобрения, но и приблизительно на ⅓ за счет почвенного фосфора. Для этого исследования растение, выросшее на почве, удобренной радиоактивным фосфором, срезают, сжигают и определяют химическим анализом в золе общее содержание фосфора и с помощью счетчика содержание радиоактивного фосфора; тем самым устанавливают долю фосфора, взятого растением из удобрений и из почвы. Таким же способом определяют степень использования фосфора органических удобрений, например навоза. Чтобы получить навоз, содержащий радиоактивный фосфор, овец кормят травой, смоченной раствором соли, фосфорной кислоты, содержащей радиоактивный фосфор.

Большую роль в жизни растений играют микроэлементы, которые присутствуют в растениях в ничтожно малых количествах. Применяя радиоактивные изотопы, например, таких элементов, как кобальт, цинк и другие, можно установить роль этих элементов в жизни растений, необходимость тех или иных элементов для лучшего развития культур.

Ряд опытов, проведенных с мечеными удобрениями, показал, что листья наряду с корнями являются для растений источником не только углекислого газа — углерода, но что они способны всасывать минеральные соли, тем самым помогая корням в питании растений азотом, фосфором и другими необходимыми растениям элементами. Это открытие позволило поставить на научные основы внекорневую подкормку сельскохозяйственных культур. Внекорневая подкормка значительно повышает урожайность ряда культур, например урожайность хлопка на полях наших южных республик таким путем повышается на 10–20%, урожайность картофеля — на 7%, ячменя — на 18%, фасоли — на 17% и т. д. Меченые атомы позволяют установить также, в какой период растение плохо усваивает удобрения из почвы и хорошо листьями, т. е. наиболее рациональные сроки внекорневой подкормки.