在奥地利塞伯斯多夫的国际原子能机构植物育种中心为突变育种研究种植的香蕉品种（照片来源：A. Vargas Terones/IAEA）

植物提供了我们所食用食物的80%和所呼吸氧气的98%，但每年仍有高达40%的农作物因病虫害而损失，这不仅威胁到全球粮食安全，也加剧了世界范围内的饥饿问题。 

从控制害虫到培育适应力强的作物，核技术在保障全球粮食系统方面发挥着日益重要的作用。下文梳理了核科学技术保护农作物的五种途径：

1.控制害虫

入侵性、破坏性的害虫可导致作物毁灭，并迅速跨界扩散。在全球范围内，害虫是每年作物损失的重要成因。通过昆虫不育技术，核技术提供了一种有效的化学杀虫剂替代方案，可在不危害人类或环境的前提下控制害虫种群。

科学家利用辐射对昆虫进行绝育处理，然后将其释放到野外与野生昆虫交配，但交配后不会产生后代，从而使得害虫种群数量随时间推移而减少。

该技术已成功用于防治果蝇等害虫，帮助农民保障收成、减少作物损失，同时限制农药的使用。这也促进了农产品贸易。例如，在联合国粮农组织/国际原子能机构联合中心的支持下，多米尼加共和国成功消除了地中海果蝇的一次新入侵。地中海果蝇是一种威胁农业生产和贸易的破坏性害虫。

2.培育更强壮的作物

雅加达的科学家利用辐照评价通过突变育种培育的水稻品种（照片来源：M. Gaspar/IAEA）

不断变化的天气模式、干旱和病害正给作物带来压力。核技术帮助研究人员开发能够更好适应这些挑战的新植物品种。

通过突变育种，利用辐射加速自然遗传变异，使科学家能够更快速地识别有用的性状。这已促成培育出更抗病、更耐恶劣条件或更适合当地生长环境的作物品种。

例如，核技术助力利比里亚培育气候适应型水稻，从而增强了生产能力和粮食安全。这些改良品种能够提高粮食产量，并为面临日益变幻莫测种植条件的农民提供支持。

3.促进及早发现植物病害

来自拉丁美洲的进修人员参加在奥地利塞伯斯多夫IAEA实验室举办的关于突变育种和增强香蕉镰刀菌枯萎病（TR4）抗性技术的地区培训班（照片来源：D. Calma/IAEA）

基于核技术的方案与高通量筛选及基于传感器的表型工具相结合，能够快速评价植物健康状况并及早发现病虫害。这些互为补充的方案有助于确保生物防治方案在最有效的地点和时机得以应用。

适用于边境检查点和田间地头的便携、快速、低成本即时诊断技术，正在显著缩短响应时间并提升防控能力。这些技术有助于快速决策，以预防和控制跨界害虫及病原体。

例如，联合国粮农组织/国际原子能机构联合中心已开展了香蕉镰刀菌枯萎病的多重诊断检测，能够在一次检测中同时识别多种病原体小种。这些技术已经过了利用来自多个成员国的田间感染样本和参考面板进行的验证，证明了其可靠性和广泛推广的潜力。

4.通过改善水土管理保持植物健康

纳米比亚的农民正利用基于核技术的灌溉方法来提高用水效率和作物产量（照片来源：J. Adu-Gyamfi/IAEA）

健康的植物依赖于健康的土壤及水分和养分的高效利用。通过气候智能型农业，核技术帮助农民和研究人员更好地了解作物如何吸收水分和养分，从而实现更精准、高效和可持续的农耕实践。

利用同位素技术，科学家可以追踪土壤中的氮等养分，并测量植物的吸收量。这些信息有助于农民更高效地施肥，改善植物健康，同时降低成本并减少温室气体排放、水污染等环境足迹。亚洲农民采用气候智能型农业实践提高了水稻产量。

5.加强食品安全，促进贸易便利化

健康的植物是食品安全和成功贸易的基础。各国出口作物必须满足严格的标准，尤其是在虫害防治和污染风险方面。

同位素技术有助于检测残留物、追踪污染物，并验证农产品是否符合特定要求。这增强了食品安全体系，并为公平贸易提供支持。

例如，哥斯达黎加大学开发一个稳定同位素数据库，以此作为工具，对该国的塔拉祖咖啡进行表征，从而利用核及相关方法建立咖啡的指纹溯源。通过这些技术，研究人员可以追踪咖啡豆及其他价值链产品的产地，并验证其真实性。

通过提升检测技能和控制食品危害，各国可以减少损失、加强粮食安全并进入新市场，从而提高农民收入与消费者安全水平。

来源 | 国际原子能机构（IAEA）官网

作者 | Monika Shifotoka, IAEA新闻和宣传办公室 

编译 | 槟榔郭