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核科技如何为农业赋能?

今年秋冬的新一任水果“顶流”出现了,这就是柿子。霜降前后,柿子上市,不仅大卖,还频频登上热搜。大众点评数据显示,今年全网“柿子”关键词的搜索量比去年翻了一番。那些喜欢推“季节限定款”的新式茶饮,也集体把目光转向了柿子。比如喜茶推出了一款柿子茶,叫“喜柿多多”,一天卖了10万杯;奈雪也推出了一款“霸气好柿”鲜果茶;还有咖啡品牌推出了柿子拿铁,等等。

我国是柿子的原产国,也是第一大生产国,产地遍布南北。不过,柿子的应季期很短,难保鲜、难运输,一直以来都是“季节限定”型水果。这两年全国人民能物美价廉地尝鲜,要得益于柿子的保鲜、加工、运输技术的不断提升。

消息就是这样,来看看能学到什么知识。

我们知道,保鲜问题,向来是果农“甜蜜的苦恼”。水果从采摘到最终售卖,中间每一个环节都会发生损耗。我国水果产业的损耗率高达20%,每年要损失4000亿元人民币。水果产业迫切需要新的保鲜技术,比如,辐照保鲜。

2020年,中广核集团在广西搞风电项目时,顺便在广西百色市建立了一个水果辐照保鲜站。广西是我国水果第一大省区,一年四季都有水果丰收,保鲜问题解决了,能给当地带来巨大的经济收益。这个辐照保鲜站的工作原理,就是用电子加速器形成的电子束来照射瓜果,利用辐射杀死瓜果里的微生物、病菌、虫卵,从根本上去除腐烂的诱因,从而延长瓜果的保质期。

比如,每年8月上市的红心猕猴桃,原来用传统冷藏技术,最多只能保鲜40天,而用了辐照技术之后,猕猴桃的保鲜期延长到了100天。这样一来,不仅能减少运输损耗,而且,有了超长保鲜期加持,还能错峰销售,卖出更好的价格。

你看,辐照保鲜,就是在用最硬核的科技,解决最接地气的问题。

除了保鲜,辐照技术还能为农产品除害。具体方法是,利用γ射线或加速器产生的电子束,对昆虫进行照射,破坏昆虫的生育能力,再将不育的雄性昆虫投放到农产品受害区域,就可以根除害虫种群。这是最环保的生物防治技术,对其他生物的影响小,并且效力持久。我国已经对十几种农业害虫进行了辐照研究,也在大面积田间释放中取得了显著效果。

这种方法也在全世界广泛应用。去年4月份,墨西哥的最大港口曼萨尼约港突然被大量地中海果蝇入侵。这个港口承担着大量蔬菜水果出口的功能,而地中海果蝇是果蔬的“头号杀手”,很可能导致这些产品无法出口。当地向联合国发起了紧急求助,联合国粮农组织和国际原子能机构合作,在当地释放了14.5亿只经过辐照的绝育雄性果蝇,很快害虫数量就大幅减少,并且最终被根除。

前面说的保鲜和除害,都是用到核科技中的辐射技术。另外,核科技中的同位素技术,也被广泛应用于农业中。同位素指的是质子数相同但中子数不同的同种化学元素,它们在元素周期表上的同一个格里,但核物理性质会有所不同。利用这一点不同,可以做很多事情。

一部分同位素是具有放射性的,它可以用来检测农药残留。就像给汽车安上定位系统,我们通过查看定位信号,就能追踪汽车的位置和行驶轨迹。同样地,用放射性同位素给农药做上标记,我们可以通过检测放射性,来追踪农药在农作物生长、收获、储存、食用等各个阶段的含量变化。

科学家根据这些检测数据,来制定农药安全使用的标准,不断减少农作物和环境中的农药残留。而且,同位素标记还能追踪到农药在鸡、羊等动物身体中的代谢过程和残留数据,可以帮助科学家发现农药的代谢规律,从而研发出效力更高、残留更少的新型农药。

前面说的放射性同位素的作用,没有放射性的同位素叫做稳定同位素,它在农业上也有用处,可以用于农作物的产地溯源研究。

背后的原理是,生物体内的同位素组成,会因为生长环境的不同而产生差异。生物体中的稳定同位素,就像是它的产地给它打下的“烙印”,没法作假。利用这一点,就可以对农作物的产地进行溯源。

比如牛奶。我国农科院利用稳定同位素技术,构建了一个牛奶同位素数据库,对出产牛奶的养殖场进行溯源,可以精确定位到700米之内的范围。再比如,西湖龙井茶这样的地理标志性产品,也可以用稳定同位素技术来进行产地鉴定,防止假冒品。我国目前也已经建立了龙井茶的样品库和同位素数据库,在产地溯源的基础上,更好地进行产地保护。

你看,高大上的核科技,早就广泛应用到了农业上。有统计指出,目前核科学对农业的贡献率占到了整个农业的10%。科技正在成为农业发展的第一生产力。

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