IAEA International Atomic Energy Agency Application des sources de rayonnements dans l'agriculture Jour 6 – Cours 6.

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1 IAEA International Atomic Energy Agency Application des sources de rayonnements dans l'agriculture Jour 6 – Cours 6

2 IAEA 2 Connaître l'utilisation des rayonnements ionisant dans l'agriculture pour améliorer la qualité et le rendement des cultures et des fruits et leur conservation Objectif

3 IAEA 3 Contenu  Amélioration des cultures par mutation  Lutte contre les insectes  Conservation des aliments  Engrais  Ressources en eau  Production et santé animales.

4 IAEA 4 Alimentation et agriculture Un milliard de personnes se couchent tous les soirs et des dizaines de milliers de personnes meurent chaque jour de faim a des causes liés à la faim. Les radioisotopes et les rayonnements utilisés dans les aliments et l'agriculture contribuent à réduire ces chiffres tragiques.

5 IAEA 5 Amélioration des cultures par les techniques de mutation Le rayonnement ionisant est utilisé dans l'amélioration des plantes pour produire de nouvelles lignées génétiques. Quelques exemples ont été sorgho, l'ail, le blé, les bananes, les haricots, l'avocat et les poivrons. Les nouvelles lignes sont plus résistantes aux parasites et plus adaptable aux conditions climatiques difficiles. Variabilité génétique

6 IAEA 6 Amélioration des cultures par les techniques de mutation (suite.) Le rayonnement peut causer des changements génétiques dans les organismes vivants et augmenter le taux de mutation jusqu'à 1 × 10-5 ~ 1 × 10-2 Mutations induites sont utile pour l'amélioration des cultures Mutation induite: mutation qui est produite par traitement avec un agent physique ou chimique qui affecte les molécules d'acide désoxyribonucléique d'un organisme vivant. Les mutants induits ne sont pas des GMOs (Aliments Génétiquement Modifiés), car il n'y a pas d'introduction de matériel héréditaire étrangère en mutants induits. Base technique

7 IAEA 7 Rendement plus élevé Résistance aux maladies Bien adapté Meilleure nutrition Cultivars mutants Amélioration des cultures par les techniques de mutation (suite.) Pas de mutation mutation négative

8 IAEA 8 - Amélioration de cultivars - Renforcement de la biodiversité - Augmentation des revenus des agriculteurs Amélioration des cultures par les techniques de mutation (suite.)

9 IAEA International Atomic Energy Agency VND99-3 Haute qualité pour l'exportation Courte durée (100 jours) 3 récoltes de riz par an dans le delta du Mékong 8 nouvelles variétés mutantes de riz de haute qualité ont été élaborés et adoptés par les agriculteurs au Vietnam, où l'exportation du riz est un de leurs principaux revenus. VND95-20 Haute qualité Tolérance à la salinité Variété de riz clé pour l'exportation "Prix national des sciences et de la technologie du Viet Nam 2005 " pour sa " contribution socio- économique important "

10 IAEA 10 Bien que certains insectes sont importants pour le maintien de l'équilibre écologique naturel, d'autres détruisent les cultures alimentaires de grande valeur. Certains insectes tels que les moustiques et mouches tsé-tsé sont des vecteurs de maladies infectieuses. Il a été estimé que, pour le monde dans son ensemble, les pertes de récoltes causées par les insectes peuvent représenter jusqu'à 10 pour cent de la récolte totale, un montant égal à la récolte totale d'un pays comme les Etats-Unis ou l'URSS. lutter contre les insectes nuisibles par la technique de l'insecte stérile (TIS)

11 IAEA 11 La technique de l'insecte stérile (TIS) consiste à irradier des insectes mâles élevés en laboratoire avant l'éclosion pour les stériliser avant de les relâcher en grand nombre dans les zones infestées. Quand ils s'accouplent avec des femelles, pas de descendance sont produites. Avec les rejets répétés de mâles stérilisés, la population de l'insecte nuisible dans une zone donnée est considérablement réduit. lutter contre les insectes nuisibles par la technique de l'insecte stérile (Suite.)

12 IAEA 12 Le rayonnement est utilisé pour induire des mutations létales dans les chromosomes des insectes nuisibles pour provoquer la stérilité. Mâles stériles sont relâchés dans la nature où ils sont en concurrence avec des mâles sauvages pour les accouplements avec des femelles sauvages. TIS repose sur: Production de masse des cultures ciblés. Stérilisation et expédition Inondatif libèré surtout par air Accouplements n'entraînent pas de descendance TIS intégré avec d'autres méthodes de lutte antiparasitaire est appliqué pour la suppression, le confinement, ou même l'éradication. lutter contre les insectes nuisibles par la technique de l'insecte stérile (Suite.) Base technique Base technique

13 Radiation Gamma aucun progéniture (Contrôle des naissances) lutter contre les insectes nuisibles par TIS Stérile Stérile sauvage

14 IAEA 14 lutter contre les insectes nuisibles par la technique de l'insecte stérile (Suite.) Quelques exemples: La première application de la TIS réussie a été faite contre la mouche lucilie bouchère, un parasite gênant qui vit dans les plaies des animaux chauds valides, en particulier l'élevage. Lucilie bouchère Mâles mouches ont été élevés et stérilisés par rayonnement et relâchés sur l'île antillaise de Curaçao. Au bout de quelques cycles de reproduction, le ravageur a pratiquement disparu de cette île. Plus tard TIS utilisé pour contrôler la lucilie bouchère en Floride, où les pertes de bétail suite à cette mouche ont atteint un chiffre de plus de 25 millions de dollars par an.

15 IAEA 15 lutter contre les insectes nuisibles par la technique de l'insecte stérile (Suite.) Un grand effort de recherche a été fait dans la mouche méditerranéenne des fruits, qui s'est avéré être récemment un succès à Capri et d'autres îles, une poche isolée de la mouche méditerranéenne des fruits a été éradiquée en Californie en utilisant d'abord des insecticides suivis par le SIT et la méthode est maintenant utilisée en Amérique centrale sur une grande échelle avec le soutien de la Division mixte FAO / AIEA et son laboratoire. La mouche du melon a de même été éradiquée de l'île de Rota dans le Pacifique Sud.

16 IAEA 16 Alimentation et irradiation Dans un monde qui a faim, c’est très malheureux de perdre 25 à 30 pour cent des aliments récoltés à la détérioration par les microbes et les parasites. Ce qui est encore plus regrettable, c'est que ces pertes sont plus importantes dans les pays en développement. Souvent, une extension de la durée de conservation de certains aliments (par exemple les poissons et fruits) de quelques jours est suffisant pour les sauver de s'abîmer. Plus de 25 années, la radiation a été jugée applicable pour prolonger la durée de vie de certains aliments. Depuis lors, de grands efforts ont été faits pour tester la saine-ness de la nourriture traitées par le rayonnement. Au cours des 25 années d'essais de ces aliments, pas d'effets nocifs ont été trouvés pour les animaux ou les humains.

17 IAEA 17 Alimentation et irradiation (suite.) Conservation des aliments  25-30% des aliments perdus en raison de la détérioration et des parasites  La technologie de l'irradiation peut être utilisée pour conserver les aliments  Près de 40 pays ont approuvé l'irradiation des aliments (épices, céréales, produits céréaliers, fruits, légumes et la viande)

18 IAEA 18 Alimentation et irradiation (suite.) Conservation des aliments  Astronautes mangent des aliments conservés par irradiation  Norme internationale adoptée en 1983  Préoccupations au sujet des maladies d'origine alimentaire et le commerce international des denrées alimentaires  Radiation également utilisé pour stériliser les emballages alimentaires (boîtes de lait)

19 IAEA 19 Alimentation et irradiation (suite.) L'irradiation des aliments est le traitement des denrées alimentaires par rayonnements ionisants Rayonnement à des doses appropriées peut tuer les parasites nuisibles, les bactéries ou les parasites, et prolonger la durée de vie des aliments Base technique

20 IAEA 20 Plusieurs sources d'énergie peuvent être utilisées pour irradier les aliments Rayons gamma Faisceaux d'électrons Rayons X Alimentation et irradiation (suite.)

21 IAEA 21 Alimentation et irradiation (suite.) Le choix d'une d'installation d'irradiateur et la source de rayonnement dépend de certains aspects pratiques du processus de traitement. Dose absorbée nécessaire, épaisseur du matériau (produit en vrac), taux de traitement, etc Les coûts d'investissement et d'exploitation ainsi que la disponibilité de la technologie, etc Choix

22 IAEA 22 Effets de différentes doses sur les aliments Niveau de dose Faible dose(1kGy) Dose moyenne (1-10kGy) Dose élevée (10-50kGy) Effets Inhibition de la germination Retard de maturation Désinfestation d'insectes Réduction des micro- organismes pathogènes Réduction des micro- organismes d'altération Retard de maturation Stérilisation Modification fonctionnelle

23 IAEA 23 Irradiation des aliments Norme générale Codex pour les aliments irradiés ASSURER L'HYGIÈNE ALIMENTAIRE Surmonter les obstacles quarantaine SÉCURITÉ ALIMENTAIRE COMMERCE VIANDE CREVETTE POLET RAISINS MANGES ORANGES FLEURS COUPÉES ÉPICES

24 IAEA 24 «Marqué» par un isotope radioactif, comme 15N et 32P, fourni un moyen pour savoir combien est pris par la plante et combien est perdu Engrais

25 IAEA 25 31 P 14 N 32 P 15 N 31 P 14 N 13 CO 2 12 CO 2 13 C 12 C 18 O 16 O 31 P 32 P 13 CO 2 12 CO 2 16 O 18 O Engrais (Suite.)

26 IAEA 26 Engrais (Suite.) Quelques exemples:  Dans un pays qui a participé à un programme de recherche sur la fertilisation azotée du maïs, qui a été organisée par la Division mixte FAO / AIEA, selon des estimations, ce pays profitera à environ 36 millions de dollars US par an après que ses agriculteurs avaient adopté la résultats du programme de recherche pour le placement le plus efficace des engrais.  Dans un programme similaire impliquant des cocotiers au Sri Lanka, il a été constaté que l'utilisation efficace des engrais non seulement abouti à des économies directes dans le coût des engrais, mais aussi des économies possibles prévues dans le coût de production.

27 IAEA 27 Engrais (Suite.)  Des programmes similaires sur les cultures comme le riz ont permis d’économiser des millions de dollars dans la diminution des coûts des engrais. D'autres économies sont également possibles.  Un groupe d'experts a récemment estimé que jusqu'à 50 pour cent de l'engrais utilisé à l'heure actuelle dans tous les pays peut être sauvé par un engrais amélioré, une meilleure gestion de l'eau et une meilleures méthodes de culture.

28 IAEA 28 Ressources en eau  Traceurs liquides radioactifs injectés dans l'approvisionnement en eau  Souterrain - tracer et mesurer l'étendue des eaux souterraines, fournir des informations sur l'origine, l'âge et la distribution et les interconnexions entre sol / eau de surface et les systèmes de renouvellement  Surface - évaluer les fuites à travers les barrages, la dynamique des lacs et réservoirs, les débits, les mesures de débit de la rivière, les taux de sédimentation

29 IAEA 29 Production et santé animales Dans de nombreuses régions dans le monde, la production animale est limitée par une faible croissance, une performance de reproduction et une production de lait des animaux d'élevage, ce qui limite la disponibilité de produits d'origine animale comme la viande, le lait, les œufs, les fibres, le cuir, etc utilisé par l'homme. Il résulte de la réduction de la production animale, une alimentation insuffisante ou déséquilibrée, un manque d'adaptation aux conditions climatiques et des maladies parasitaires et autres.

30 IAEA 30 Production et santé animales (suite.) Programmes de recherche coordonnés sur l'étude du métabolisme de l'azote non protéique à l'aide de N-15 et sur l'utilisation des fourrages de faible qualité et sous-produits agro- industriels chez les ruminants, ainsi que des études sur les déséquilibres minéraux, aident à concevoir des pratiques d'alimentation de remplacement dans les pays où les aliments traditionnels pour les ruminants sont en nombre insuffisant. Un programme dans lequel les techniques de radio- immunologiques sont utilisés pour mesurer les changements hormonaux pendant le cycle de reproduction de bovins et les buffles conduit à l'efficacité de reproduction améliorée grâce à de meilleures pratiques de gestion et à une utilisation plus efficace des techniques de reproduction artificielle

31 IAEA 31 Production et santé animales (suite.) Un facteur susceptible de limiter fortement l’augmentation de production est causé par les parasitaires et d'autres. Les techniques isotopiques sont non seulement fournissent une image bien définie de l'effet que les parasites sur les hôtes, mais sont également illustrant comment la gestion et les génotypes (races et espèces) peuvent être modifiés pour réduire l'effet du parasite ou d'une maladie sur la production. Rayonnements ionisants a été utilisé avec succès pour produire un vaccin atténué contre les vers du poumon chez les bovins et les moutons et cette technologie est transférée aux régions du monde où le contrôle de cette maladie parasitaire est d'une importance économique, par exemple, Brésil, l'Inde, l'Ethiopie.