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科普 | 辐照技术在农业中的应用

日期: 2021-10-29
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核农学是辐射技术与农业结合形成的独立新学科,是农业现代化的重要标志,在改进农业生产技术、促进农业科学技术发展以及加速农业现代化中提供了重要的科学基础。“农业的根本出路在科技进步”,辐射技术在建立高效、优质农业方面具有不可忽视的作用,其在农业中的应用主要有:防治病虫害、辐照育种、抑制发芽、低剂量辐射增产等。

作用一:防治病虫害

昆虫辐射不育是一种采用辐射防治病虫害的有效技术。在人工大量繁殖昆虫时,用电离辐射使得雄性昆虫丧失繁衍能力,再放回自然,当雌性的昆虫与不育的雄性昆虫交配,其产下的卵不能成虫,从而导致这种昆虫绝灭或被取代。与传统技术相比较,昆虫辐射不育专一性强、没有公害,防治效果持久。它只对防治对象发生作用,对其他动植物和人类都无有害影响,可以避免杀虫剂对有益动物和人类健康的危害,又可避免由于应用杀虫剂防治害虫而产生的抗药性。

20世纪50年代初,美国在库拉可岛就利用辐射不育技术消灭了重大畜牧业害虫—螺旋蝇,这是人类历史上第一次在自然界成功灭绝1个害虫种群。现今,世界上已有美国、日本、加拿大、墨西哥、泰国、中国等几十个国家对上百种害虫进行了辐射不育研究,主要害虫有螺旋蝇、采采蝇、果蝇、苹果蠹蛾、瓜实蝇、黄螟、玉米螟、小菜蛾等。用辐射处理使其不育,然后放飞,使其无法繁育后代而绝种。据IAEA统计,由此每年带来的经济效益可达数十亿美元。随着技术的发展和研究的深入,辐射不育技术将会在病虫综合防治中产生更大的价值

作用二:辐照育种

利用电子束、X射线、γ射线、离子束、中子等辐照,能引起生物体遗传器官的某些变异,如核酸分子或染色体的某种断裂,有可能使原品系遗传中的某些不良基因丢失而保持原来的优良基因,从而达到高产、早熟、增强抗病能力及改善营养品质的目的。

我国早在1996年就利用辐照技术培育出粮食作物和棉花的新品种,如“太辐1号”小麦、“鲁原早4号”玉米和“鲁棉1号”棉花。相对于传统育种方式,辐照育种的优点是突变率比自然变异率高100~1000倍,方法简便,且育种周期短。

作用三:抑制发芽

电离辐射可降低或抑制蔬菜、水果类农产品中酶的活性,延缓甚至终止农产品中的生命活动,达到长期保存的目的。辐照技术还可以大大增长新鲜根茎类蔬菜如土豆、大蒜、洋葱的保存时间,保证食品质量。如土豆经过0.1kGy左右剂量辐照后,常温储存300天,仍不发芽;而未经辐射处理过的土豆,在常温储存2个月,发芽率达100%,完全无法食用。

作用四:低剂量辐射增产

一定剂量的辐射可促进生物体的生产发育,这种现象称为辐射刺激生长作用。一些作物的种子、鱼卵和蚕蛹等经辐射处理后,可具有早熟、抗病、增产等特短,运用这一辐射技术可在相同栽培或饲养条件下达到优质高产的目的。



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