物理在農(nóng)業(yè)上的應用

金仲輝

讀者小馬問：“金老師好，我是一名來自農(nóng)村的學生，父母均在家中務農(nóng)，我想向您請教一下，物理知識在農(nóng)業(yè)上都有哪些應用？”

農(nóng)業(yè)是第一產(chǎn)業(yè).是我國國民經(jīng)濟的基礎，而科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力.物理學作為自然科學中的基礎性學科，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的作用.其中核技術(shù)在農(nóng)業(yè)上可以說是最為完善和成熟的應用之一.并且已獲得了巨大的經(jīng)濟效益.

核技術(shù)的核心在于放射性元素的應用.自然界中存在著穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩類元素，那些不穩(wěn)定的元素就是放射性元素.它們可以自發(fā)放射出某些高能量的粒子，然后轉(zhuǎn)變成某種穩(wěn)定的元素，這種現(xiàn)象稱為衰變.（本部分內(nèi)容可以參閱本刊2017年11月號-2018年7-8月號《聚焦核電》欄目系列文章）

50余年來，我國的核農(nóng)技術(shù)已有了一套比較成熟的方法.這些方法都建立在核衰變時放射出具有一定能量粒子的基礎上.現(xiàn)在通過以下幾個方面簡要說明核技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應用.

1.植物輻射育種

利用放射性元素衰變時放射出來的射線照射作物種子，可誘導作物種子產(chǎn)生基因突變.可通過實驗選擇產(chǎn)生突變的最佳放射性強度和照射時間.從而育成一種具有良好性能和高產(chǎn)的新品種作物，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和國際原子能機構(gòu)聯(lián)合處1995年的統(tǒng)計顯示，利用輻射，全世界在158種植物基礎上，育成和推廣了l932個品種，其中我國育成品種為459個，約占24%.輻射誘變育種為我國農(nóng)業(yè)增產(chǎn)作出了重要貢獻.

2.食品輻射儲藏保鮮

利用放射性元素放射出的γ射線照射農(nóng)產(chǎn)品可以抑制農(nóng)產(chǎn)品發(fā)芽，延遲農(nóng)產(chǎn)品成熟，還可以殺蟲、殺菌，防止農(nóng)產(chǎn)品霉變，從而達到保鮮或長期儲存的目的，由于利用輻射儲藏保鮮具有節(jié)能、方法簡便、效率高和安全可靠等優(yōu)點，在國內(nèi)外已被廣泛應用，形成了一項新興的輻射加工產(chǎn)業(yè).我國已對200余種食品進行輻射保鮮、改善品質(zhì)等方面的研究，并成立了中國農(nóng)產(chǎn)品輻射加工聯(lián)合開發(fā)集團，以推進食品輻射儲藏保鮮的商業(yè)化進程.

3.昆蟲輻射不育技術(shù)

利用高能的射線使大量害蟲個體不育.然后把它們放到未經(jīng)處理的野生種群的環(huán)境中，使其與野生的成蟲交配，造成其后代不育，不斷重復這一做法，害蟲野生種群會逐漸減少，最后消失.這是一項不污染環(huán)境、無公害的防治害蟲的新技術(shù)，到目前為止，全世界已對200余種害蟲進行了昆蟲不育技術(shù)的研究，在大面積防治螺旋蠅、地中海果蠅和棉紅鈴蟲等主要害蟲方面取得了成功.

近年來，中國和美國之間貿(mào)易戰(zhàn)不斷，而農(nóng)產(chǎn)品是中國從美國進口的主要商品之一，可見中國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面還有許多明顯不足的地方.為了提高中國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的水平，必須進一步加強農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，這也是我們廣大中學生未來可以努力的方向.

責任編輯 林洋