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菲律賓:經(jīng)輻射處理海藻提高了水稻抗臺(tái)風(fēng)性

源自《國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通報(bào)》
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用輻照海藻處理后,水稻耐氣候性增加。(圖/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu))

菲律賓研究人員發(fā)現(xiàn),經(jīng)輻射處理的海藻提取物可以增強(qiáng)植物對(duì)臺(tái)風(fēng)的抵抗能力,使水稻產(chǎn)量提高20~30%。這種名為卡拉膠的提取物來(lái)自海洋中豐富的藻類。雖然卡拉膠已廣泛用作加工食品制備中的膠凝劑和增稠劑,但這是第一次在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的支持下,研究人員將其作為植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑大規(guī)模應(yīng)用。

“從我使用它的第一天開(kāi)始,它就發(fā)揮了作用。”位于中部丹轆省圣曼努埃爾市的監(jiān)理工程師和兼業(yè)農(nóng)民Isagani Concepción說(shuō)。Concepción用4公頃水稻進(jìn)行試驗(yàn)。在他使用改良的卡拉膠后,他注意到產(chǎn)量增加了30%。

“我以前收獲291袋水稻,現(xiàn)在收獲378袋。即使噴灑一點(diǎn),也和使用有機(jī)肥一樣有效?!?袋水稻大約裝50千克。

植物也開(kāi)始長(zhǎng)得根粗、莖壯、分蘗多。Concepción說(shuō),這使得植物能夠抵御臺(tái)風(fēng)。在布拉干省,2015年臺(tái)風(fēng)“巨爵”摧毀了所有未接受輻照卡拉膠的對(duì)照植物。用新生長(zhǎng)促進(jìn)劑處理的植物依然屹立不倒。

對(duì)于東亞的農(nóng)民來(lái)說(shuō),這種輻照產(chǎn)品是適宜的,因?yàn)閾?jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化問(wèn)題小組預(yù)測(cè),氣溫升高將加劇海洋變暖,而對(duì)農(nóng)民的影響是,海洋變暖可導(dǎo)致更強(qiáng)烈和更頻繁的臺(tái)風(fēng)。

位于洛斯巴諾斯的菲律賓大學(xué)國(guó)家作物保護(hù)中心的農(nóng)業(yè)研究人員測(cè)試了卡拉膠在5000多公頃土地上作為植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑的效益。原子能機(jī)構(gòu)提供了輻照器并就其使用對(duì)當(dāng)?shù)貙<疫M(jìn)行了培訓(xùn)。研究人員在布拉干省中部普利蘭進(jìn)行的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn),噴灑卡拉膠區(qū)域的作物產(chǎn)量比僅使用推薦施肥量一半的對(duì)照組高65%。

“我們注意到的第一個(gè)差異是它的施肥效果持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間?!辈祭傻霓r(nóng)民Joselito Colduron說(shuō)?!岸仪o桿上部結(jié)果的地方滿滿當(dāng)當(dāng)?!?/p>

卡拉膠植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑解決了歉收問(wèn)題。這項(xiàng)技術(shù)提高了收獲產(chǎn)量,并隨之改善了農(nóng)民的生計(jì)。
菲律賓核研究所原子研究處處長(zhǎng)LucilleAba

輻射替代化學(xué)品

該技術(shù)包括使材料經(jīng)受輻射以降低卡拉膠的分子量,從而提高其有效性。原子能機(jī)構(gòu)輻射處理專家Sunil Sabharwal解釋說(shuō),卡拉膠是一種從水草中提取的天然聚合物的混合物,具有高分子量。用γ射線照射將天然卡拉膠降解成具有相對(duì)低分子量的較小低聚物,這種低聚物已知可刺激植物生長(zhǎng)。

菲律賓科學(xué)技術(shù)部核研究所原子研究處處長(zhǎng)Lucille Abad表示,“我們用輻射做其他人用化學(xué)品做的事,但使用化學(xué)品往往會(huì)產(chǎn)生對(duì)人類和環(huán)境有害的殘留物”。

農(nóng)民們意識(shí)到,使用輻照處理的卡拉膠時(shí),植物也會(huì)對(duì)昆蟲(chóng)和節(jié)肢動(dòng)物如蜈蚣產(chǎn)生抵御能力。與此同時(shí),殺死攜帶病毒的綠葉蟬的蜘蛛數(shù)量增加。“我們不需要使用農(nóng)藥,我們認(rèn)識(shí)到更有益的昆蟲(chóng)趕走了害蟲(chóng)。這些昆蟲(chóng)有助于減少害蟲(chóng)的數(shù)量,我們已停止使用殺蟲(chóng)劑?!盋olduron說(shuō)。

該技術(shù)也會(huì)影響重量。農(nóng)民注意到每麻袋重量約增加9%。對(duì)注入卡拉膠植物與傳統(tǒng)種植植物進(jìn)行比較的觀察結(jié)果顯示,谷粒重量的增加會(huì)影響稻稈和穗長(zhǎng),它們均有所改善。

“卡拉膠植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑解決了歉收問(wèn)題?!盇bad說(shuō)。“這項(xiàng)技術(shù)提高了收獲產(chǎn)量,并隨之改善了農(nóng)民的生計(jì)。”

輻射技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

對(duì)輻照處理卡拉膠的初步研究是在菲律賓核研究所進(jìn)行的。該研究所有兩個(gè)設(shè)施:半自動(dòng)伽馬輻照設(shè)施和在原子能機(jī)構(gòu)援助下建立的電子束設(shè)施。研究人員利用這兩個(gè)設(shè)施滿足工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究機(jī)構(gòu)客戶的需求。

(圖/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)R.Kenn)

“我們?yōu)槭称钒踩康妮椪帐澄?,減少微生物量。”菲律賓核研究所輻照服務(wù)負(fù)責(zé)人Luvimina Lanuza說(shuō)?!斑@包括香料、草藥產(chǎn)品、脫水蔬菜、化妝品原料和配料。”

Lanuza說(shuō),輻照與其他基于化學(xué)的方法相比具有許多優(yōu)勢(shì)。例如,輻照是一種冷處理,能夠在不熔化塑料材料的情況下對(duì)其改性。γ射線具有高度穿透性,意味著它們可以對(duì)最終包裝形式的食品進(jìn)行輻照。僅在2017年,菲律賓核研究所工作人員就照射了1400立方米的食物和非食物產(chǎn)品。

“我們預(yù)計(jì)明年這一數(shù)字會(huì)增加。”Lanuza說(shuō)。通過(guò)原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)合作項(xiàng)目,他們正在將伽瑪輻射設(shè)施從半自動(dòng)化升級(jí)為全自動(dòng)化。“我們希望通過(guò)升級(jí)后的設(shè)施,可以增加服務(wù),滿足醫(yī)療行業(yè)的需求,對(duì)醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行消毒滅菌?!?/p>

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本文刊載于題為“核技術(shù)用于氣候:減緩、監(jiān)測(cè)和適應(yīng)”的2018年9月版《國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通報(bào)》中。

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