核農(nóng)學(xué)是輻射技術(shù)與農(nóng)業(yè)結(jié)合形成的獨(dú)立新學(xué)科,是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,在改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展以及加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中提供了重要的科學(xué)基礎(chǔ)?!稗r(nóng)業(yè)的根本出路在科技進(jìn)步”,輻射技術(shù)在建立高效、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)方面具有不可忽視的作用,其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要有:防治病蟲害、輻照育種、抑制發(fā)芽、低劑量輻射增產(chǎn)等。
作用一:防治病蟲害
昆蟲輻射不育是一種采用輻射防治病蟲害的有效技術(shù)。在人工大量繁殖昆蟲時(shí),用電離輻射使得雄性昆蟲喪失繁衍能力,再放回自然,當(dāng)雌性的昆蟲與不育的雄性昆蟲交配,其產(chǎn)下的卵不能成蟲,從而導(dǎo)致這種昆蟲絕滅或被取代。與傳統(tǒng)技術(shù)相比較,昆蟲輻射不育專一性強(qiáng)、沒有公害,防治效果持久。它只對(duì)防治對(duì)象發(fā)生作用,對(duì)其他動(dòng)植物和人類都無有害影響,可以避免殺蟲劑對(duì)有益動(dòng)物和人類健康的危害,又可避免由于應(yīng)用殺蟲劑防治害蟲而產(chǎn)生的抗藥性。
20世紀(jì)50年代初,美國在庫拉可島就利用輻射不育技術(shù)消滅了重大畜牧業(yè)害蟲—螺旋蠅,這是人類歷史上第一次在自然界成功滅絕1個(gè)害蟲種群?,F(xiàn)今,世界上已有美國、日本、加拿大、墨西哥、泰國、中國等幾十個(gè)國家對(duì)上百種害蟲進(jìn)行了輻射不育研究,主要害蟲有螺旋蠅、采采蠅、果蠅、蘋果蠹蛾、瓜實(shí)蠅、黃螟、玉米螟、小菜蛾等。用輻射處理使其不育,然后放飛,使其無法繁育后代而絕種。據(jù)IAEA統(tǒng)計(jì),由此每年帶來的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)數(shù)十億美元。隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的深入,輻射不育技術(shù)將會(huì)在病蟲綜合防治中產(chǎn)生更大的價(jià)值
作用二:輻照育種
利用電子束、X射線、γ射線、離子束、中子等輻照,能引起生物體遺傳器官的某些變異,如核酸分子或染色體的某種斷裂,有可能使原品系遺傳中的某些不良基因丟失而保持原來的優(yōu)良基因,從而達(dá)到高產(chǎn)、早熟、增強(qiáng)抗病能力及改善營養(yǎng)品質(zhì)的目的。
我國早在1996年就利用輻照技術(shù)培育出糧食作物和棉花的新品種,如“太輻1號(hào)”小麥、“魯原早4號(hào)”玉米和“魯棉1號(hào)”棉花。相對(duì)于傳統(tǒng)育種方式,輻照育種的優(yōu)點(diǎn)是突變率比自然變異率高100~1000倍,方法簡(jiǎn)便,且育種周期短。
作用三:抑制發(fā)芽
電離輻射可降低或抑制蔬菜、水果類農(nóng)產(chǎn)品中酶的活性,延緩甚至終止農(nóng)產(chǎn)品中的生命活動(dòng),達(dá)到長(zhǎng)期保存的目的。輻照技術(shù)還可以大大增長(zhǎng)新鮮根莖類蔬菜如土豆、大蒜、洋蔥的保存時(shí)間,保證食品質(zhì)量。如土豆經(jīng)過0.1kGy左右劑量輻照后,常溫儲(chǔ)存300天,仍不發(fā)芽;而未經(jīng)輻射處理過的土豆,在常溫儲(chǔ)存2個(gè)月,發(fā)芽率達(dá)100%,完全無法食用。
作用四:低劑量輻射增產(chǎn)
一定劑量的輻射可促進(jìn)生物體的生產(chǎn)發(fā)育,這種現(xiàn)象稱為輻射刺激生長(zhǎng)作用。一些作物的種子、魚卵和蠶蛹等經(jīng)輻射處理后,可具有早熟、抗病、增產(chǎn)等特短,運(yùn)用這一輻射技術(shù)可在相同栽培或飼養(yǎng)條件下達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的。