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耕耘在粮食及农业科技前沿

来源:联合国粮农组织 沈新榕 邹晓梅 人气: 2021-03-08
摘要:由联合国粮食及农业组织(粮农组织)和国际原子能机构共同管理的粮食和农业核技术联合中心,开展“原子促进和平”研究,研发出的尖端农业核技术,耕耘在粮食及农业科技前沿,每年为粮食安全、食品安全和农村发展创造数十亿美元的价值。
耕耘在粮食及农业科技前沿
耕耘在粮食及农业科技前沿
      罗马/维也纳 – 可能没有人会想到,核试验的一个结果是可以帮助评估土壤侵蚀程度,复原种植粮食所需的健康土壤。
      半个多世纪前开展的核试验将放射性核素铯-137(Cs-137)释放入大气层,并随之扩散到世界各地;继而通过降雨在地球表面沉积。测试土壤中的铯-137含量,就能准确评估土壤侵蚀程度,即使在缺乏历史数据的偏远地区也适用。
耕耘在粮食及农业科技前沿
利用同位素技术评估土壤侵蚀程度。©FAO/Ronald Vargas
      这项工作运用了同位素技术,由联合国粮食及农业组织(粮农组织)和国际原子能机构共同管理的粮食和农业核技术联合中心研发。此类技术能用以改良耕作方法,例如在贝宁,帮助小农的收成翻了三番;而在埃及,近半数耕地曾因表土流失而荒废,但借助同位素技术实现了增产;阿尔及利亚、马达加斯加、摩洛哥、突尼斯和津巴布韦也在受益国之列。
      凭借尖端的农业核技术,粮农组织/原子能机构联合开展“原子促进和平”研究,为全球农业做出贡献,每年为粮食安全、食品安全和农村发展创造数十亿美元的价值。
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2019年12月11日,粮农组织总干事屈冬玉会见原子能机构总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西。©FAO/Eduardo Dieguez San Bernard
      “粮农组织用‘四个更好’指引消除贫困、促进农村发展的战略;我们的核科技能大力推动实现‘四个更好’,”联合中心主任梁劬表示。
      粮农组织总干事屈冬玉提出的“四个更好”(更好生产、更好营养、更好环境和更好生活)是一项跨领域的综合方针,致力于推动全球农业粮食体系转型,让所有人都能享有健康、食品安全和良好生计。
从释放不育采采蝇到区分孑孓性别
       联合中心的研发工作不仅在维也纳近郊的尖端实验室进行,还遍及世界各地,涉猎广泛:从辐照食品到确保发展中国家农产品符合国际贸易植物检疫标准,利用诱变提高主要作物抵御病虫害的能力,释放不育昆虫来抑制乃至消灭主要害虫,检测食物中的有害化学物质,各种应用不胜枚举。
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在克罗地亚橘子园释放不育果蝇。©FAO/Zoran Marinovic
       “昆虫不育技术”是联合中心在全球遥遥领先的重要领域,通过释放不育昆虫来抑制采采蝇等害虫的数量;在非洲各地,采采蝇严重危害牲畜健康,造成生产力下降;而实蝇则威胁全球果蔬贸易,破坏小农生计。在泰国,热带果农采用联合中心开发的技术后,优质芒果、番石榴、山竹和榴莲的出口增长八倍,获益丰厚。
      仅在有害生物防治领域,联合中心目前就开展了32项技术合作项目,同时还发起了多项研究计划。与此同时,中心正在拓宽昆虫不育技术适用范围,消灭传播疟疾和登革热等疾病的媒介 — 蚊子。最近,中心还利用人工智能加快了操作程序,可以尽早区分孑孓的性别;减少蚊子数量,这项技术对控蚊工作意义重大。
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不育昆虫从冷释机中放出。©FAO/Zoran Marinovic
       联合中心成立于1964年,当时只有屈指可数的几位农业核技术科学家。如今,中心每年运营经费超过1500万欧元,旗下有来自世界各地的100多名科学家和技术人员,专业领域涵盖农学、核科学、农业生产、动物健康、食品安全、水土管理、虫害防治以及核应急工作。
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1963年7月,研究员从匈牙利一个试验区采集水稻植株样本。©FAO
疫情与气候变化 — 与时俱进,迎难而上
       2021年2月,粮农组织总干事屈冬玉和原子能机构总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西(Rafael Mariano Grossi)一致同意加强合作,并签署文件将原来的核技术联合司升级为联合中心。屈总干事表示“期待双方开展更具体、更有影响力的合作”;而原子能机构总干事格罗西则认为,与粮农组织的合作不仅是联合国机构合作的典范,而且还有助于双方“应变、成长,与时俱进应对挑战”。
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两大联合国机构增进合作,在粮食和农业部门运用核技术,应对动植物疫病风险。©FAO/Alessandra Debenedetti

       屈总干事积极倡导全方位创新,鞭策粮农组织不断推陈出新,开发新技术,解决重大问题。“联合中心拥有自己的实验室,在联合国家庭内独树一帜,能够追求卓越,发展尖端科学,”屈总干事指出,他本人也是植物生物学家。
      各成员国大力支持实验室扩建,向核应用实验室改造项目供资5000多万欧元,为粮农组织/原子能机构农业和生物科技实验室建造的两座尖端实验室大楼,已于2019年竣工。此外,还达成一项2600万欧元的供资协议,打造现代化温室和植物育种实验室,研发作物新品种,应对不断变化的气候条件。实验室还积极开发其他气候智能型农业解决方案,并积极研发定性和定量分析新技术以便测定并减缓温室气体排放。
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研究员在粮农组织/原子能机构核技术联合中心实验室中工作。©FAO/Kai Wiedenhoefer 
      在粮农组织和原子能机构两位总干事的鼎力支持下,梁劬主任带领团队发起了全新的“人畜共患疾病综合行动”(ZODIAC),帮助各国预防源自动物并通过细菌、寄生虫、真菌或病毒而传播给人类引发的疫病。梁主任介绍说,项目旨在人与动物交界面加强对新发和复发传染病的溯源,更好地理解如何对全球各地生态系统开展调查,并从分子和免疫学水平监测病原体变异。
      去年,联合中心向120个国家提供了仪器、诊断包和其他防护物资,以快速检测造成新冠疫情的罪魁祸首 — “严重急性呼吸综合征冠状病毒2”( SARS-CoV-2)。联合中心过去也在埃博拉、中东呼吸综合征和寨卡疫情暴发期间开展类似工作。
      目前,联合中心通过羽毛和排泄物中的稳定同位素分析,借此探明野生鸟类的迁徙路径,为高致病性禽流感提供流行病学和生态学的重要依据。高致病性禽流感既破坏粮食安全,又威胁人类生命。
      联合中心每年支持200多个区域级和国家级技术转让项目,同时协调400多个国际和国家科研机构和实验室的应用研究工作。
检测水指纹,鉴别原产地
      原子同位素分析是世界寄予厚望的尖端技术。
      梁劬自2005年以来一直担任联合中心主任,他表示:“当今的农业粮食体系十分复杂,必须追求精准农业。比如,越来越多的人要求用食品溯源技术和防伪技术来鉴别食品来源,是否为盈利而造假。”
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联合国粮农组织/国际原子能机构核技术联合中心主任梁劬。©FAO
      运用稳定同位素技术为食品质量和安全工作带来了光明前景,而这正是健康和贸易之本。“所有食物都含水,水的化学符号是H20,”有三十多年工作经验的梁主任解释道。“氧元素是一个原子,具有水的指纹特征,我们能因此准确判定食物产地来源。”
      许多国家已经积极运用联合中心开创的溯源方法和专业知识,鉴别蜂蜜和草饲牛产品的产地信息。而其他国家,如中国,则在联合中心支持下探寻提高奶牛对饲料蛋白吸收率的有效方法 — 开发成功后将在全球推广,减少饲料浪费,降低氮污染。
知识就是力量,保护粮食安全、促进食品安全
      中国长期受益于粮农组织和原子能机构的工作成果,现在则做出积极贡献,助力联合中心开展工作。比如,中国利用太空较强的宇宙射线进行太空诱变,培育出数百个作物新品种。其中包括“鲁原502”小麦,既耐旱抗病,又比传统品种产量高11%。现在,“鲁原502”种植面积超过360万公顷,约等于比利时的国土面积。
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在粮农组织/原子能机构核技术联合中心生物科技实验室中研究宇宙辐射对水稻的影响。©FAO/Kai Wiedenhoefer
      孟加拉国在联合中心的支持下,开发出更适应当地生态系统的水稻品种并推广种植,不仅满足了日益增长人口的粮食需求,还出口到亚洲其他国家。
       “通过诱导基因突变,我们能培育出更多、适应性更强的动植物品种,”梁主任说。“生物多样性也包括种内丰富多样性 — 遗传资源多多益善。”
      粮农组织/原子能机构联合中心组织开展了诸多的植物和作物育种计划,包括咖啡、橄榄、木薯和苔麸等全球主要作物的新项目。
      联合中心还负责研发和推广应用分析技术,用于快速、高效、低成本地检测各种有害化学物质,如兽药残留。这项工作不仅能加强对消费者的保护,还促进了贝宁、哥斯达黎加、巴基斯坦、塞内加尔、塞舌尔、泰国和乌干达等成员的贸易。
     “我们的模式不仅授人以鱼,更授人以渔,”梁劬主任说。
 
责任编辑:总社长

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