Декабрьский Пленум ЦК КПСС 1963 г. рассмотрел вопрос об ускоренном развитии химической промышленности - важнейшего условия подъема сельскохозяйственного производства и роста благосостояния народа.
Увеличение производства минеральных удобрений дает возможность добиться устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, повысить эффективность сельского хозяйства. Но для того чтобы минеральные удобрения давали наибольшую пользу, нужно уметь правильно их использовать, знать, когда, как и в каком количестве их следует применять. Тут может оказать огромную помощь работникам сельского хозяйства метод меченых атомов.
Путем введения радиоактивного изотопа фосфора - 32 в почву было установлено, что фосфор поступает в растения кукурузы через 2 мин., фасоли - через 5 и ячменя через 10 мин. после набухания семян. Следовательно, обмен веществ у растений с внешней средой начинается сразу же после того, как их семена набухнут или прорастут. Этим была обоснована необходимость внесения фосфорных удобрений в грядки под семена или совместно с семенами при посеве.
Тот же изотоп фосфор - 32 служит для установления коэффициента использования фосфора из удобрений, выбора способов внесения удобрений, оценки работы сельскохозяйственных орудий и машин для внесения удобрений. Применяя этот изотоп, а также радиоактивный углерод, удалось подтвердить выдвинутое советскими учеными положение о том, что основным местом синтеза сахарозы являются листья сахарной свеклы, а в корнях она только отлагается в запас, и что в повышении сахаристости свеклы важная роль принадлежит фосфатному питанию.
Изотопы хлор - 36 и натрий - 22 при решении задач мелиорации используются для изучения передвижения в почве воды и солевого режима почвы.
Целый ряд вопросов, связанных с удобрением почвы, нашел свое разрешение только с применением радиоактивных изотопов, потому что химическими исследованиями такие вопросы решить невозможно. Так, вносимые с удобрениями элементы фосфор, сера, калий всегда находятся в почве, поэтому химическим путем невозможно решить, откуда данный элемент поступает в растение - из удобрения или непосредственно из почвы. При использовании же меченых удобрений можно легко и быстро определить, как усваивает данное растение внесенное тем или иным способом удобрение.
Методом радиоактивных индикаторов было установлено, что хлопчатник, кукуруза, клевер усваивают фосфор лучше при местном введении удобрения, чем при разбрасывании. Картофель интенсивно использует фосфор удобрений в течение всего роста, кукуруза усваивает его особенно активно в ранние сроки вегетации, а соя почти весь нужный ей фосфор берет из почвы, несмотря на внесение большого количества удобрений. Исключительна роль метода радиоактивных индикаторов в изучении роли и значения микроэлементов в развитии сельскохозяйственных культур.
Микроэлементами называют такие элементы, которые поступают в организм в ничтожно малых количествах, но без которых невозможно его нормальное развитие. Медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, бор находятся в почве в ничтожно малом количестве, а между тем их отсутствие вызывает заболевания растений. Многие растения обладают сильно развитым избирательным свойством в отношении микроэлементов. Некоторые элементы, присутствие которых не может быть определено в почве даже таким чувствительным методом, как спектральный анализ, накапливаются в растениях в сравнительно большом количестве. В зеленых огурцах обнаружено довольно много серебра, в чесноке - ванадия, в капусте - молибдена, циркония и др.
Таким образом, метод меченых атомов - весьма эффективное вспомогательное средство для изучения приемов улучшения питания сельскохозяйственных растений. Метод этот нашел применение и при изучении питания сельскохозяйственных животных. Так, использование радиоактивного углерода показало значение хлорофилла в питании животных. Оказалось, что углерод, входящий в состав хлорофилла, быстро включается в гемоглобин. Недостаток хлорофилла приводит к падению продуктивности, понижению способности к размножению, ослаблению сопротивляемости организма к заболеваниям. Радиоактивные индикаторы позволили изучить значение отдельных элементов кормов для животного организма. С помощью кобальта - 60 была установлена необходимость содержания в кормах кобальта, который в организме животных входит в состав витамина В12.
Интересный пример использования методики меченых атомов - применение ее для определения эффективности искусственного разведения молоди промысловых рыб Волго-Каспийского бассейна.