放射性同位素在農業(yè)上的應用

2007/7/24 18:39:00

包括同位素輻射和同位素示蹤兩方面的應用。它們都是利用放射性同位素在原子核衰變時(shí)放出射線(xiàn)這一特性，但在利用方式和應用方法上兩者截然不同。前者是利用放射性同位素放出的射線(xiàn)能量所造成的生物效應，諸如致死效應、絕育效應和誘變效應等；后者則是把放射性同位素引入動(dòng)植物體內，再利用核探測儀跟蹤機體對它的吸收、轉移和積累的情況，以研究動(dòng)植物的基本生理和生化過(guò)程、機體對營(yíng)養物質(zhì)的吸收代謝規律以及動(dòng)植物同環(huán)境的關(guān)系等。
　　輻射育種 　1927年L.J.施塔德勒在玉米育種工作中首先發(fā)現了X射線(xiàn)能對植物誘發(fā)突變，開(kāi)創(chuàng )了人工誘變研究及其在作物育種上的應用工作。此后世界上許多國家利用裂變反應堆提供的強大輻射源，大量開(kāi)展了輻射育種工作。
　　中國的輻射育種開(kāi)始于1958年,至1980年已育成145個(gè)作物新品種，作物面積達7000萬(wàn)畝。
　　射線(xiàn)能引起植物遺傳結構的變異，使原有的品種獲得一些新特性，如早熟、矮桿、抗病、優(yōu)質(zhì)等，經(jīng)過(guò)選擇就可育成新品種。輻射育種時(shí)要選擇適當的材料，用輻射源以一定劑量進(jìn)行處理。對大多數作物通常是照射風(fēng)干種子，由照射種子長(cháng)成的植株叫M1代（突變一代）。因大多數突變屬隱性突變,M1代并不表現其突變性狀,需經(jīng)突變基因的純合，故主要在M2代（突變二代）表現出突變性狀,M2代是選擇的主要世代。在M2代獲得的符合育種目標的突變體，需經(jīng)品種比較和產(chǎn)量比較試驗，與常規育種具有同樣的程序，但育種年限較短。（見(jiàn)彩圖）
 

　　輻射保藏食品 　射線(xiàn)對生物具有致死效應，在一定劑量的射線(xiàn)照射下，可殺死微生物、昆蟲(chóng)及高等生物體的細胞。利用射線(xiàn)的這一致死效應，可以保藏食品，主要包括；①魚(yú)肉類(lèi)，利用射線(xiàn)殺滅其中的微生物，以延長(cháng)保藏期；②谷物類(lèi)，利用射線(xiàn)殺死其中的害蟲(chóng)；③馬鈴薯、洋蔥和水果類(lèi)、射線(xiàn)可抑制它們的發(fā)芽或延遲成熟。為使輻射保藏食品商品化,需解決以下幾個(gè)問(wèn)題:①建立大規模處理食品的輻射源裝置，主要包括強大的輻射源和生產(chǎn)自動(dòng)流水線(xiàn)；②不致因輻射而使食品品質(zhì)變劣；③輻照后的食品中不存在對人體有害的成分，符合國家規定的衛生標準。從50年代開(kāi)展這項研究工作以來(lái)，目前國際上已有50多個(gè)國家著(zhù)手這方面的研究，并已有10多個(gè)國家正式批準一些經(jīng)過(guò)輻射保藏的食物在市場(chǎng)出售，其中包括馬鈴薯、洋蔥、干鮮果、蔬菜、小麥、魚(yú)、肉以及醫院病人食物。
　　輻射滅蟲(chóng) 　射線(xiàn)可導致昆蟲(chóng)不育。正常雌蟲(chóng)同釋放的這些不育的雄蟲(chóng)交配后所產(chǎn)的卵不能正常孵化。利用這種方法可降低害蟲(chóng)的蟲(chóng)口密度，最終達到消滅害蟲(chóng)的目的。美國在50年代初利用這種技術(shù)防治危害家畜的螺旋蠅，首先獲得了成功。利用不育雄蟲(chóng)防治害蟲(chóng)需注意下列幾個(gè)問(wèn)題:①照射劑量要適當，即要使害蟲(chóng)不育,又不影響它們的正�；顒�(dòng)（如飛翔、吃食等）和交配能力；②要有正確的釋放技術(shù)，要選擇適當的時(shí)間和地點(diǎn)，釋放的不育雄蟲(chóng)同正常雄蟲(chóng)和正常雌蟲(chóng)之間要有適當比例；③要有蟲(chóng)源，除少數害蟲(chóng)能直接從野外采集外，大部分害蟲(chóng)必須采用人工大量飼養蟲(chóng)作照射用蟲(chóng)源。
　　同位素示蹤 　同位素示蹤在農業(yè)生產(chǎn)和研究中得到了廣泛的應用。它主要應用于研究農作物的光合作用，體內物質(zhì)輸運，肥料利用，農藥殘留以及家畜的營(yíng)養代謝等，從而正確制定作物栽培管理和合理有效地施用肥料和農藥的措施，對家畜的飼養和管理等提供科學(xué)依據。