Tarım ve Hayvancılık

Radyasyonun tarım araştırmalarında ve uygulamalarında kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Radyasyonun bazı kullanım alanları ve faydaları şunlardır:

  • Radyoizotoplar daha besleyici, hastalıklara karşı daha dayanıklı ve daha yüksek verimli ürünlerin elde edilmesine yönelik çalışmalarda kullanılmaktadır.
  • Radyoizotop izleyiciler bitkilerin gübreyi nasıl soğurduğu ile ilgili bilgiyi vermekte olup gübrenin verilme sıklığını belirlemek amacıyla da kullanılmaktadır.
  • Ürünlerde böceklenmenin engellenmesinde ya da böcek popülasyonunun kontrol altına alınmasında radyasyondan yararlanılmaktadır.
  • Başarılı ürün elde etmek için bazı özel cihazlarla topraktaki nem miktarının ölçümü ve böylece sınırlı su kaynaklarının verimli kullanımı sağlanabilir.

Hayvancılık 

Ülkemiz ekonomisinde hayvancılığın önemli bir yeri vardır. Hayvancılık sektörü sanayiye girdi sağlaması, istihdam olanakları yaratması, dış satımın artırılması ve en önemlisi topluma sağlıklı, yeterli ve dengeli beslenme olanakları sağlaması yönünden önemli işlevleri yerine getirmektedir.

Nükleer enerjinin barışcıl amaçlarla kullanımı programı kapsamında Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA) ile Dünya Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) tarımsal ve hayvansal üretimin artırılması, gıda ve yem kaynaklarının verimli kullanımı, toplumun gıda güvenliğinin sağlanması konularında yapılan araştırmaları desteklemektedir. Bugüne kadar nükleer tekniklerin kullanımı ile hayvancılıkta birçok gelişme kaydedilmiştir. Hayvancılıkta kullanılan nükleer teknikler diğer tekniklerle kıyaslanamayacak kadar duyarlı ve özgün olmakta, sonuçlar kısa sürede alınmakta, doğru ve kesin olmaktadır.

Nükleer teknikler hayvancılığın iyileştirilmesi ve hayvansal üretimin artırılmasında geniş çapta uygulama alanı bulmaktadır. Radyoizotop işaretleme tekniklerinin kullanılmasıyla hayvan beslemede, hayvansal üremenin izlenmesinde ve hastalıkların teşhisinde çok önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Uygulamada kullanılan nükleer teknikler iki ana grupta toplanabilir. Birincisi, maddelerin (yem, biyolojik madde vb.) kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirmeden radyoizotoplarla işaretleme yapılarak kullanılan izleme tekniği, diğeri ise, maddelerin bazı özelliklerini modifiye etmek için uygulanan ışınlama tekniğidir.

Radyoizotoplarla işaretleme ve izleme tekniği

İzotoplar çiftlik hayvanlarının beslenmesi konusunda, besin maddelerinin, vitamin, mineral gibi katkı maddelerinin metabolizmada izlediği yol, kullanımı, emilimi, depolanması, atılımı gibi konularda bilgi edinilmesini sağlarlar. Radyoizotoplarla işaretlenen vücut metabolitlerinin veya yemlerin metabolizma süresince izlenmesi sonucunda elde edilen bulgular hayvan yemlerinin süt ve ete dönüşmesini sağlayacak önemli ipuçlarını en iyi şekilde verirler. Bu çalışmalar hayvan yetiştiriciliğinde gelişmeyi ve karlılığı sağladıkları gibi tüketici sağlığının korunması için vazgeçilmez unsurlar taşırlar.

Hayvancılık stratejilerinin geliştirilmesinde radyoizotopların kullanıldığı önemli bir alan da üreme fizyolojisidir. Çiftlik hayvanlarının üreme performansının artırılması ve üremenin kontrolü vücut dokularında çok düşük miktarlarda bulunan hormonların tayini ile mümkün olmaktadır. Radioimmunoassay (RIA) üreme hormonlarının tayinininde kullanılan duyarlı ve özgün bir tekniktir. Bu teknikte hormon (antijen) veya hormona karşı üretilen antikor radyoizotoplarla işaretlenir, oluşan antjen -antikor kompleksinin radyoaktivitesi uygun sayım yöntemi ile belirlenerek hormon miktarları bulunur. Bu tekniğin uygulanmasında hayvandan alınacak çok az miktardaki kan veya süt örneği kullanılır. RIA, hayvanların gebeliğe hazır olup olmadıkları, erken gebeliğin tayini, üreme hastalıklarının teşhisi ve suni tohumlama zamanının belirlenmesi gibi birçok konuda karar vermeyi sağlar. RIA ayrıca diğer birçok alanda teşhis ve izleme tekniği olarak güvenle kullanılmaktadır.

Özellikle zoonoz öneme sahip hastalıkların teşhisinde, kontrol ve eradikasyonunda kullanılan RIA ve diğer ileri teknikler ( Enzyme - Linked Immunosorbent Assay - ELISA ve Enzymeimmunossay - EIA ) hayvancılık, toplum sağlığı ve sosyo -ekonomik gelişme açısından önem taşımaktadırlar. Bu testler vücut sıvılarında çok az miktarda bulunan hastalık etkenini veya hastalık etkenine karşı oluşan antikorları belirleyerek hastalıkların epidemiyolojisi , teşhis ve tedavisi konusunda önemli bilgiler vermektedirler.

Tablo 1. Tarım ve hayvancılık araştırmalarında kullanılan bazı radyoizotoplar [1, 2] 

Radyoizotop

Sembol ve Kütle No

Yarı Ömrü

Radyasyon Tipi

Hidrojen

Karbon

Magnezyum

Fosfor

Kükürt

Klor

Potasyum

Kalsiyum

Krom

Manganez

Manganez

Kobalt

Çinko

Selenyum

İyot

İyot

Sezyum

3 H

14 C

28 Mg

32 P

35 S

38 Cl

42 K

45 Ca

51 Cr

52 Mn

54 Mn

60 Co

65 Zn

75 Se

125 I

131 I

137 Cs

12.35 yıl

5730 yıl

21.1 saat

14.3 gün

88.0 gün

37.3 dakika

12.36 saat

164 gün

27.7 gün

5.7 gün

313 gün

5.26 yıl

244 gün

120.4 gün

60.2 gün

8.06 gün

30 yıl

b -

b -

b -

b -

b -

b -

b -

b -

e , g

b +

e , g

b - , g

b +

e , g

e , g

b - , g

b - , g

  1. Lederer , C.M. 1967. Table of isotopes , 6 th ed ., Wiley , NewYork . 
  2. Martin, M.J. and Blichert - Toft , P.H. 1970. Nuclear data tables , Sect . A., 8(1-2), Academic Press , NewYork .

Işınlama tekniği:

Işınlama tekniği yem ve yem hammaddelerinde mikroorganizmalardan kaynaklanan bulaşmayı gidermek için yapılan fiziksel bir uygulamadır. Besin maddelerinin kontaminasyonu gerek hayvan ve insan sağlığı gerekse gıda ticareti için önem taşımaktadır. Işınlama prosesi yemlerdeki mikrobiyal dezenfeksiyonu patojen mikroorganizmaların inaktivasyonu yoluyla gerçekleştirir, yem maddelerinin depolama sürelerini artırır.

Işınlama tekniği çeşitli gıda kaynaklı parazit ve hastalık etkenlerinin eliminasyonunda da kullanılmaktadır. Mikroorganizmaların üreme ve enfeksiyon yaratma yeteneklerinin engellenmesi gama radyasyonla mümkün olmaktadır.

Steril insekt uygulamaları gama radyasyon ile böceklerin üreme yeteneklerini engellemeyi amaçlayan bir diğer ışınlama tekniğidir. Zararlı insektler ya doğrudan ya da bitki ve hayvanlara hastalık bulaştırarak gıda ve verim kaybına yol açmakta, ekonomiye zarar vermektedirler. Nükleer tekniklerle zararlı insektisitlerin kontrolü mümkün olmakta, doğa korunarak zararlılarla mücadele edilmektedir.

Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, Sarayköy Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi, Uygulama Bölümü'ne bağlı Hayvancılık Birimi'nde yürütülen çalışmaların genel amacı, ülkemiz hayvan sağlığı, üretimi ve beslenmesine ilişkin sorunların çözümüne nükleer ve ilgili ileri tekniklerle katkıda bulunmaktır. Hayvancılık birimi çalışmalarının ana hedefi n ükleer, biyoteknolojik ve gen teknolojileri kullanılarak hayvancılıkta üretim, kalite ve verimin artırılması, toplumun beslenme ve gıda güvenliğinin sağlanması amacıyla kalite güvence sisteminin kurulması, ekonomik kayıplara sebep olan hastalıkların teşhisi ve eradikasyonu için çalışmalar yapılmasıdır. Birimin çalışmaları ulusal ve uluslararası kuruluşlarca desteklenmektedir. Bu amaçla Tarım ve Köyişleri Bakanlığı (TKİB), Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA), Devlet Planlama Teşkilatı (DPT), Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK), Veteriner ve Ziraat Fakülteleri ile işbirliği yapılmaktadır.

Sarayköy Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi, Uygulama Bölümü'ne bağlı Hayvancılık Birimi'nde yürütülen nükleer tekniklerin uygulanması kapsamında yapılmış ve halen devam eden çalışmalar:

  • Uygun anaerobik bakteri seçilerek fermentatif veya fotosentetik yöntemlerle karbonhidratlardan ve/veya yenilenebilir biyolojik atıklardan hidrojen üretimi; Gama radyasyonun bakterilerin hidrojen üretme yetenekleri üzerine etkisinin araştırılması; Ayrıca alglerin karbondioksit kullanarak hidrojen üretme kapasitelerinden yararlanılması.
  • Çiftlik hayvanlarının üreme performansını artırmak için progesteron RIA testi saha uygulamaları, östrus siklusunun ve gebeliğin kontrolü, suni tohumlama çalışmaları, fertilite kontrolü amacıyla üremeye ilişkin sorunların teşhisi ve çözümü,
  • Çeşitli hormonlara karşı RIA ve EIA tekniklerinin geliştirilmesi, bu amaçla antikor üretilmesi, saflandırılması ve özelliklerinin belirlenmesi,
  • EIA progesteron kitinin ( REPROKON) üretimi ve pazarlanması
  • Paraziter ve enfeksiyöz hastalıkların teşhisi ve epidemiyoljisi amacıyla RIA ve ELISA tekniklerinin geliştirilmesi, bu amaçla antijen üretilmesi,
  • Hayvansal gıda kaynaklı parazitlerin eliminasyonunda gama ışınlarının kullanılması,
  • Bazı parazitlerin kültürlerinin hazırlanması ve gama ışınlarının bu parazitlerin üreme ve gelişim fonksiyonları üzerine etkisi,
  • Atıksuların ve biyokatıların mikroorganizma yükünün incelenmesi ve nükleer teknolojilerden yararlanılarak temizlenmesi,
  • Enfeksiyöz hastalıkların teşhisinde ve hastalık etkeninin tür tayininde nükleer, moleküler biyolojik ve biyoteknolojik yöntemlerden yararlanılması,
  • Evcil hayvanlarda verimi etkileyen genetik özelliklerin nükleer, moleküler biyolojik ve biyoteknolojik yöntemlerle belirlenmesi,
  • Kene kaynaklı hastalıklarda kontrolün sağlanması amacıyla vektör kenelerin üreme aktivitelerinin ışınlama yoluyla engellenmesi, doğadaki kene populasyonunun azaltılması,
  • Nükleer ve ilgili ileri tekniklerle yem maddelerinin kimyasal bileşim ve besin değeri bakımından incelenmesi,
  • Farklı yiyecekler ve beslenme faktörlerine karşı hayvan tarafından gösterilen tepkilerin radyoizotop izleme tekniği ile incelenmesi,
  • Nükleer analitik teknikler kullanılarak hayvanlarda beslenme hastalıklarının teşhis ve değerlendirilmesi, bireysel ve bölgesel mineral saplementasyonların hazırlanması,
  • Naylon torba, gaz üretimi, enzimatik sindirim ve deterjan ekstraksiyonları ile ruminantlar için yem maddelerinin in situ ve in vitro kuru madde parçalanabilirliğinin belirlenmesi,
  • Lignoselülozların ruminal sindirilebilirliğini artırmak için radyasyonla muamelesi,
  • Yem maddeleri ve hayvansal ürünlerde radyoaktif kirlenmenin incelenmesi ve kontrolü.