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国际原子能机构如何利用核技术改善土壤,促进生物多样性?

土壤管理 病虫防治 诱变育种
发布:2020-06-05 14:25:50     来源:中国核技术网

火蜥蜴生活在中欧的森林里。它们喜欢躲在落叶和长满青苔的树干周围。它们以各种昆虫、蚯蚓和蛞蝓为食,并需要有洁净水的小溪流或池塘作为幼虫发育的栖息地。

中国核技术网讯:国际原子能机构与联合国粮食及农业组织合作,促进土壤、植物和动物的生物多样性,同时支持世界各国利用核及相关技术实现其实现粮食安全、可持续农业发展和生态系统服务的战略目标。

政府间生物多样性和生态系统服务平台(IPBES)去年发布的一份报告显示,在大约800万种动植物物种中,大约有100万种濒临灭绝的威胁,许多物种仅在几十年内就会消失。

土壤退化和入侵物种是重要的生物多样性减少因素。在过去的几十年中,位于奥地利塞伯斯多夫的粮农组织/国际原子能机构实验室已经开发并验证了各种同位素和核技术,以改善土壤质量和管理,减轻入侵物种对环境的影响并支持植物和植物的育种。具有优良遗传构成的动物,可以更好地抵抗气候变化和疾病。原子能机构通过其技术合作计划和与伙伴机构的协调研究项目,将这些技术转让给世界各地的科学家,技术人员和从业人员。

土壤管理

土壤是地球上占地球生物多样性四分之一的薄层。它是微生物和宏观生物最多样化的栖息地,例如细菌,真菌,线虫,脊椎动物,无脊椎动物,它们相互作用并促进使所有生命变为可能的全球循环。这些自然相互作用对食品安全和保障,动物和人类健康,水净化以及减缓和适应气候变化产生积极的影响,而且是免费的。它们巩固了自然生态系统的健康及其为我们提供生活基础的能力。

“不幸的是,通过气候变化、集约化农业、森林砍伐和工业活动,我们的土壤正在退化和破坏,速度快于它们的发展和补充,”联合国粮农组织/国际原子能机构粮食和农业核技术联合司的土壤、水管理和作物营养处主任李恒(Lee Heng)说道。

为了使各国制定出更好地应对水土流失和保护土壤微生物群落的战略,这就需要科学数据。为此,粮农组织/国际原子能机构土壤管理实验室正在研究如何将土壤中细菌和真菌群落的多样性和结构与土壤质量和土壤侵蚀联系起来。这需要用碳,氮和p(13 C,15 N和239 + 240 Pu)的同位素确定。

食物网的弹性与土壤中的生物多样性有着千丝万缕的联系。

土壤中的微生物和宏观生物通过增加碳固存来调节温室气体的排放,从而对抗全球变暖。为了支持他们的行动并帮助各国发展气候智能型农业实践以实现碳固存,国际原子能机构和粮农组织最近启动了一项为期五年的协调研究项目,内容涉及利用碳和氮同位素量化温室气体排放,来自阿根廷的研究人员,孟加拉国,巴西,中国,哥斯达黎加,埃塞俄比亚,德国,印度,新西兰,巴基斯坦,西班牙和越南。

细菌在植物生长中也起着关键作用。例如在贝宁,已经对5000多名农民进行了培训,使他们的豆类作物接种细菌,以促进作物从大气中捕获氮(植物肥料)的能力。氮15(15 N)同位素技术用于鉴定具有高固氮能力的豆类品种,并量化这些豆类所捕获的氮量。结果,农民从豆类和谷物作物的增产中受益,同时节省了施肥量。

改善动植物遗传多样性

根据2020 IPBES报告,尽管有当地的努力,但在全球范围内,本地化的驯养动植物品种和品种正在消失。报告指出:“包括遗传多样性在内的多样性丧失,破坏了许多农业系统对害虫,病原体和气候变化等威胁的抵御能力,对全球粮食安全构成了严重威胁,”。

粮农组织/国际原子能机构植物育种和遗传学实验室成立于25年前,它与全球成千上万的科学家合作,开发了 主要作物,未充分利用和本土作物的改良植物品种。例如高产的高粱和cow豆,对主要真菌病具有抗性的香蕉,耐旱的花生品种等等。它们是使用种子辐照开发的,因此可以选择出具有优异性能的新品系。

“我们在植物突变育种方面的工作通过引入新的遗传多样性,在包括气候变化在内的现有和不断变化的环境挑战下,通过提供新的遗传多样性来提供更好和稳定的产量,来帮助各国改善现有的作物品种,”植物育种和遗传学部负责人Shoba Sivasankar说。“从这个意义上讲,我们正在引入新的'遗传'多样性,它不会挤占当地的生物多样性,因为它专注于改良了现有农作物品种的农田。”

科威特科学研究所(KISR)的Habibah Al-Menaia参加了粮农组织/国际原子能机构设在奥地利塞伯斯多夫的植物育种和遗传学实验室的大麦突变育种奖学金项目。

原子能机构还通过制定有助于表征牲畜生物多样性并更可持续地利用它的议定书和准则,在动物繁殖和育种领域向各国提供支持。它为动物遗传学实验室和家畜专业人员提供服务,包括应用核和与核有关的基因型技术的培训,以识别具有优良遗传组成的适应环境的品种,以容忍气候变化(例如吃水耐受性)或减轻对新出现或重新出现的易感性。新兴的动物疾病,以改善农民的生计。

减轻入侵物种对生态系统的影响

“由于全球生物多样性的丧失,入侵物种的影响仅次于自然栖息地的破坏。它们会干扰生态系统服务或破坏整个生态系统,并导致现在被列为濒危或威胁的许多本地物种的减少。”粮农组织/国际原子能机构联合司昆虫学家沃尔瑟·恩克林说。

原子能机构和粮农组织利用一种称为不育昆虫技术(SIT)的核技术,帮助各国摆脱了诸如多米尼加共和国地中海果蝇的入侵物种。不育昆虫在田间被释放时会与相同物种的野生昆虫交配,因此不会产生后代,从而导致害虫数量随时间减少。正如塞内加尔在采采蝇上进行的一项为期八年的最新研究表明,这项技术减少了农药的使用并保护了生物多样性。因此,控制侵入性有害生物不仅支持农业,而且还支持生物多样性。

“核技术的使用非常多样化——大多数人不会把它和保护生物多样性联系起来,”Enkerlin说。“但它确实是,而且在全世界都适用。”

侵袭性地中海果蝇。

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