核技术助力虫害防控:不育昆虫技术在多国取得应用成效

核技术的应用并不局限于发电和供热。在农业虫害防控、动物健康和疾病媒介控制等领域,以钴-60伽马射线为基础的不育昆虫技术(SIT)正在发挥作用。

不育昆虫技术的核心做法,是在专门设施中大规模饲养目标害虫,分离雄性个体后,利用钴-60伽马射线源进行照射。辐射会造成雄性昆虫生殖细胞中的DNA断裂,使其仍能飞行并与野生雌虫交配,但无法产生可存活的后代。随着大量不育雄虫持续释放,野外种群中的无效交配比例上升,害虫数量逐代下降,在特定条件下甚至可以实现局部根除。

国际原子能机构

与部分化学杀虫剂相比,SIT具有较强的物种针对性,不会在环境中留下残留物,也不易诱发抗药性。由于释放昆虫不能繁殖,该技术也降低了外来物种在生态系统中扩散的风险。不过,该技术对组织实施要求较高,需要准确识别虫害区域、持续监测野外种群,并在数代时间内每周生产和释放数百万只昆虫。实践表明,当目标害虫种群已被压低,或与其他防控方法联合使用时,SIT效果更为明显。

钴-60通常由天然钴-59在核反应堆中经中子俘获转化而来,能够释放高能伽马射线,半衰期为5.27年。生产后,钴-60被封装为密封源,用于不育昆虫技术所需的辐照装置,也可用于医疗用品消毒等领域。相关资料显示,全球钴-60生产集中在加拿大、俄罗斯、中国、阿根廷和印度等少数国家,法国电力公司和法马通也在研究利用法国压水堆生产钴-60的可能性。

目前,国际原子能机构与联合国粮农组织共同支持和发展不育昆虫技术。两家机构自1959年建立合作关系,并于1964年在奥地利塞伯斯多夫建立联合实验室,将农业专业能力与核技术能力结合,用于农业、食品和动物健康相关工作。

在坦桑尼亚桑给巴尔,不育昆虫技术曾用于根除采采蝇。采采蝇可传播导致人类昏睡病和动物纳加那病的寄生虫,严重影响畜牧业发展。当地治理分为两个阶段:1988年至1994年先以杀虫剂压低采采蝇种群,1994年至1997年再释放不育雄性采采蝇。坦桑尼亚在坦噶中心开展大规模繁殖和绝育工作,并通过轻型飞机每周两次释放不育雄虫。1994年8月至1997年12月,共释放850万只不育雄性采采蝇。项目实施后,最后一只可育雌蝇于1996年2月被捕获,最后一只野生采采蝇于1996年9月被捕获。根除后,纳加那病从岛上消失,为引进更高产牛种、提高牛奶和肉类产量创造了条件。

在多米尼加共和国,SIT被用于防治地中海实蝇。2015年3月,蓬塔卡纳发现该害虫后,美国对芒果、鳄梨、木瓜和柑橘类水果等农产品实施贸易限制。应对工作主要依靠释放在危地马拉繁殖并经辐照处理的不育雄性果蝇,累计释放数量超过40亿只。最后一只果蝇于2017年1月被发现,该国于2017年7月宣布根除。2023年再次发生虫害入侵后,凭借此前经验,受影响区域被控制在50平方公里以内,并连续26周每周释放300万只不育雄虫。到2024年9月,相关虫害在不到10个月内得到根除,主要贸易伙伴未实施新的限制措施。

在中国,相关试点则聚焦传播登革热和基孔肯雅热等疾病的亚洲虎蚊。自2010年代以来,广州珠江两座岛屿开展的项目将SIT与不相容昆虫技术(IIT)结合使用:前者通过伽马射线照射使雄蚊不育,后者利用沃尔巴克氏体细菌使雄蚊与野生雌蚊交配后不能产生后代。2015年至2016年间,当地每周释放数百万只雄蚊。2019年发表的结果显示,野生虎蚊数量减少超过94%,人类叮咬事件也明显下降。与桑给巴尔的根除目标不同,中国相关工作的重点是在人口稠密城市地区持续压低蚊媒数量,以降低登革热疫情暴发风险。

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