中国核农学和航天农学的成就及发展建议

中国核农学和航天农学的成就及发展建议

温贤芳

摘要:我国1956年开始棱技术农业应用。经过近半个世纪的发展,农业核技术在我国农业的各个领域

得到广泛应用并取得了卓越的成就,据2000年年底统计,我国辐射诱变育成新品种613个,占全世界辐

射育成新品种(2252个)总和的27.2%,年推广种植面积达9×106hm2,育成的新品种每年为国家增产

粮食30~40亿妇、棉花1.5~1.8亿kg、油料0.75亿kg,创经济效益33~40亿元Ⅲ。在育成新品种

中,有40项获国家级成果奖,其中有18个新品种获得国家发明奖。中国核农学在辐射育种、航天育种、

同位素示踪技术在农业上的应用、辐照农产品贮藏保鲜加工、辐射害虫防治、低剂量辐射刺激增产等方

面都取得显著的成绩”。1。中国核农学为我国创造了巨大的经济、社会和生态效益,积累了诸多经验、技

术与方法.建立其相应的基础理论体系。核农学已成为现代农业科学技术的重要组成部分,也是近代农

业科学技术发展的一个重要标志之一。

我国核农学事业的发展,不仅为我国国民经济发展做出了贡献,为学科发展和人才培养做出了成

绩。同时,我国核农学的卓越成就在国际上产生了巨大的反响,得到了国际原子能机构和专家的高度赞

誉,中国核农学在菜些领域处于世界领先地位,2000年中国核农学被国际原子能机构确认为亚太地区

核农学的牵头国”]。

本文除总结我国核农学47年来所走过的历程和取得的成绩外,还找出了差距,并提出了2l世纪初

中国核农学的发展建议}应从我国核农学重大技术应用基础研究和关键技术研究着眼,实行总体跟进、

局部优先的发展战略;力争在辐射诱变育种和空间诱变育种的分子机理和功能基因诱变定位、辐照国际

贸易检疫处理、核素示踪与环境生态保护、动物生产与健康等领域的技术取得突破,开发一批具有我国

自主知识产权的技术成果。从总体上提高我国核农学的知识创新能力,继续保持我国核农学的综合优

势。我们还提出了中国核农学2l世纪初的发展目标和发展对策,并提出了核农学优先发展的领域”]。

关键词:核农学;航天农学;成就}发展建议

一、中国核农学的形成和发展

中国核农学始于1956年,至今已有47年的历史,经历了从无到有、从小到大的发展历程,现已形成三大网络:一是以中国农业科学院原子能利用研究所为核心的科研协作网络;二是以中国原子能农学会为中心的学术交流网络;三是以国际原子能机构和亚太地区核科技合作协定(RCA)为主的国际交流网络。三个网络全面推动了中国核农学技术应用的形成和发展。我国核农学的发展大体经历了四个阶段[2]:

(一)创建与成长阶段(1956—1965年)

1956年我国制定的第一个12年科技发展规划中,将原子能和平利用列为五大重点发展项目之一。1957年中国农业科学院成立了我国第一个原子能农业利用研究室,1960年改为研究所。这期间连续举办了5期全国性的同位素与辐射技术培训班,参加培训的200多名专业技术骨干,后来绝大多数成为各省各单位的农业核技术领域的领导和专家。先后在全国27个省、市、自治区成立了省级原子能利用研究所(室),与此同时,北京农业大学(现中国农业大学)、华南农业大学、西南农业大学、沈阳农业大学、浙江农业大学、吉林农业大学等高校相继建立了农业生物物理或农业物理专业,开始培养农业核技术人才。72

(二)挫折与困难阶段(1966~1975年)

由于文化大革命,中国经济建设遭到严重的破坏,农业核技术的科研事业遭浩劫,许多核农研究机构被撤消,专业人员下放劳动,核农科技人员遇到极大的困难,农业核技术事业受到极大的挫折。但仍有不少单位的专业人员坚持科研工作,并做出了一批成果,例如荣获国家发明奖的“大豆铁丰18号”和棉花“鲁棉1号”等突变新品种,就是在这时候选育出来的。1972年和1975年先后两次召开全国原子能农业应用工作会议,这对当时稳定农业核技术事业的发展起到了重要的作用。

(三)恢复与发展阶段(1976~1985年)

文化大革命结束,农业核技术事业得到全面的恢复与发展。这期问国家科委制定的《1978~1985年全国科技发展规划纲要》中,将同位素与辐射技术研究列为108项重点项目之一,国家投入的经费比较多,这对核农学科研工作的恢复和发展起到了巨大作用。全国26个省、市、自治区的农业科学院和农业大学陆续恢复和新建了原子能农业利用研究所(室),部分农业大学恢复了招收本科生,中国农科院原子能利用研究所和浙江农大设有生物物理(农)博士点并招收研究生。为适应核农事业发展的需要,1979年成立了中国原子能农学会并有两个专业学术刊物,即《原子能农业应用》(《原子能农业译丛》后改为《核农学报》和《核农学通报》)。从此一个全国性的科学研究体系和学术交流体系的两个网络正式形成。这期间原国家科委和农业部把农业核技术各个领域均列入了“六五”科研规划,做出了显著的成就。

(四)调整、提商和改革阶段(1986~至今)

随着我国改革开放的发展,科技进步发展很快,党中央要求用现代科学技术改造传统农业,农业核技术和农业生物技术、农业信息技术一样,为我国改造传统农业做出了重要贡献。随着科技体制的改革,农业核技术开始面向经济建设主战场,以市场为导向,加强科技开发和产业化,加强科研成果的转化,把科学研究、示范推广、产品开发、进入市场紧密地衔接起来,既要提高科研水平,又要能产生经济效益,切实增加自身发展能力,继续保持中国农业核技术在某些领域处于世界领先水平。这期间,1994年中国原子能农学会晋升为一级学会,1994年中国农业科学院原子能利用研究所增挂了中国核工业总公司核农学研究所,1997年该所增挂了中国航天工业总公司空间技术农业应用研究所。但是由于各单位对改革的认识不同,做法也不同,2000年以来,一些农业科学院原子能利用研究所发生较大的变化,有的已摘牌子,有的单位已合并,人才大量流失。特别是中国农业科学院原子能利用研究所,除保留辐照中心外,其余各研究室全部解体,对全国核农学影响很大。一个对国家做出重大贡献,并在继续做贡献、在国际上有一定影响的中国核农学,正面l临滑坡和解体的危险。

二、我国核农学的主要成就

据2000年不完全统计,我国核农学的研究获得省部级以上成果奖316项,其中国家级奖57项,包括国家发明奖和国家科技进步奖36项,说明中国农业核技术对科研和农村经济发展做出了重大的成就。

(一)植物辐射诱变育种技术

辐射诱变育种是核技术农业应用的主要领域。我国辐射育种研究工作虽比国外晚约30年,但发展较快,植物辐射诱变育成新品种由1991年的383个扩大到2000年的613个,占世界辐射诱变育成品种总数(2252个)的27.2%,育成的新品种更换旧品种的面积约在330万公顷以上,育成的新品种中有40个获得国家级成果奖,其中有18个新品种获国家发明奖。从总体上说,辐射诱变育成的新品种每年为国家增加粮食30~40亿kg,棉花1.5~1.8亿kg,油料0.75亿kg,创经济效益每年达33~40亿元,中国辐射育种前25年问育成的品种增产价值累计达200亿元以上,每年增值8亿元”’33。由此看出,辐射诱变育种工作所创的经济效益已成为我国农业经济的重要组成部分。73

浙江农业大学育成的水稻新品种“浙辐802”连续9年居全国常规稻推广面积之首,累计种植面积达140万公顷,创社会经济效益22亿元。浙江农业大学利用体细胞无性变异与雌体诱变相结合,育成世界上首个体细胞无性系变异小麦新品种“核组8号”和“核组9号”及杂交稻新组合“汕优371”,属国际先进水平““]。湖南省自20世纪70年代以来,用辐射技术育成水稻品种60个,累计推广面积约660万公顷,增产粮食约25亿kg,获社会经济效益约40亿元。中国农科院原子能所育成的多抗高产小麦品种“原冬3号”,1986~1993年累计推广面积100万公顷,增产小麦4.5亿kg,创社会经济效益5.4亿元,该所“九五”期间育成了“中原单32号”粮饲兼用玉米于1997年和1998年分别通过河北省和国家农作物品种审定、国家牧草品种审定口]。新疆农科院核技术与生物技术研究所育成小麦品种“新春2号、3号”,已成为1986年以来新疆春小麦种植面积最大的栽培品种,在该地区占绝对优势,增产小麦6亿kg,获社会经济效益9亿元;山东农科院原子能利用研究所利用“原武02”自交系,以它为亲本组配的鲁原单玉米杂交种,lO年累计推广面积593万公顷,创社会经济效益8.95亿元口]。黑龙江农科院原子能所15年育成大豆突变品种13个,累计种植面积196万公顷,获社会经济效益6.5亿元。江苏里下河地区农科所辐射诱变育成杨麦158号等20个新品种,累计推广面积2.7亿亩,增产粮食110亿kg,创社会经济效益136亿元。其他省、市科研和大学在辐射诱变育种中都取得了许多成绩。

(=)航天诱变育种

航天诱变育种又叫空间诱变育种或太空育种,是指利用返回式卫星或飞船将农作物种子带到太空200~400km太空环境,利用太空特殊的环境对农作物种子的诱变作用来产生变异,再返回地面选育新种质、新材料、培育新品种的作物育种新技术。航天诱变育种是辐射诱变育种的拓宽。自1987年以来,我国科学家利用返回式卫星、飞船和高空气球搭载了60多种植物500多个品种的种子,涉及粮、棉、油、蔬菜、瓜果、牧草和花卉等植物。经多年地面的选育,已培育出一批具有高产、优质、抗病的新品种约20个,其中水稻7个、小麦1个、玉米2个、大豆2个、棉花2个、西瓜2个、莲籽2个、芝麻1个、青椒1个、番茄1个;还选育出水稻、小麦、油菜、大豆、黄瓜、番茄、辣椒、香菇、金针菇等新品系50多个,还有一大批种质资源。在全国许多省市建立了航天育种示范基地。累计推广示范面积300万亩以上,取得了很好的科技成果和经济效益。我国航天地面育种的研究和选育工作处于世界先进水平。我国政府一直很重视航天育种的研究工作,“九五”期间国防科工委把它列入863计划,农业部列为专项计划,国家科技部2002年把航天育种列入863计划,2003年国务院正式批准航天育种工程项目,国家投入2.85亿元启动这个项目。相信我国航天育种将得到很大的发展,为我国农业持续发展做贡献。

{三)昆虫辐射不育防治技术

昆虫辐射不育技术,又称昆虫自灭技术,是生物防治害虫的重要组成部分,是现代生物防治方法中惟一有可能灭绝害虫的有效手段,也是一项无公害生物防治新技术‘…。我国自20世纪60年代以来,先后对玉米螟、蚕咀蝇、小菜蛾、柑桔大实蝇、棉铃虫等10多种害虫进行辐射不育研究和在一定面积上释放试验,如在200公顷面积上释放辐射不育蚕咀蝇,防治效果达98%;特别是近年柑桔大实蝇的人工饲养成功并在贵州惠水县118公顷计10万多株柑桔树的柑桔园内,连续释放160多万头不育虫蝇,将柑桔大实蝇为害率由释放前的5.19%下降到0.098%,防效十分显著,柑桔产量释放前三年总产量计71.2万kg,平均年产量23.7万kg,而释放后的1993年为50.3万kg,1994年为44.3万kg,其中释放不育蝇对提高柑桔产量起了重要作用。

我国的农副产品与食品辐照加工研究工作始于1958年,经过40多年的发展,在理论研究、工(四)农产品辐照加工技术艺设施及商业化进程等方面均取得了较大的成就‘“]。到目前为止,我国农用辐照装置已超过70多座,全国28个省、市、自治区的100多个单位分别对200多种食品进行了辐照保鲜、杀虫灭菌、改74

善品质等方面研究,其中除已批准上市的6大类食品外,完成了32种农产品和食品的辐照加工工艺研究,审定通过了17种农产品辐照工艺标准。据统计,2000年全国辐照农产品和食品的商业化总量已达8万余t,总产值超过1.5亿元。“九五”期问,全国农产品辐照加工35万t,产值达40~45亿元,并向集团化、产业化方向发展。

(五)同位素示踪技术

同位素示踪技术在农业中的应用是核农学研究的重要组成部分,所占比重约19.5%。农用示踪技术的应用是多方面的,它主要在于揭示和阐明农业生产过程中各种因素的作用机理,为农业技术的实施、环境评价及宏观管理提供科学依据““。根据近10年的不完全统计,我国应用同位素示踪法,以水田、旱地、草场、林果地为研究对象,阐明营养元素被作物吸收利用,化肥、农药的损失及其在土壤中的残留以及新的施肥技术等研究成果,为国家增产粮食19亿kg,创社会经济效益28亿元。应用”N研究水稻的一次全层基施技术.可提高氮肥利用率10%~20%。粮食增产5%~12%,此项技术在7个省的推广面积达128万公顷,获社会经济效益5.7亿元,1996年以来,利用示踪技术研究出“保氮复合碳铵”的新工艺,可提高氮肥利用率6%~10%,取得了很大的经济和社会效益。应用”N研究水稻基穗期施肥技术,累计推广面积67万公顷,获社会经济效益4000万元,同位素示踪应用于农业生态环境的研究、动物生产和健康等方面的研究都取得了显著的成就,获国家级奖10多项。

(六)低剂量辐射刺激增产技术

在20世纪60年代初,我国利用低剂量处理植物种子,促进生长和发育、提高产量,在豆类作物和蔬菜效果尤为明显。利用快中子辐照柞蚕卵,刺激增产明显,可使蚕茧产量提高10%~20%。这项技术已在山东、河南、辽宁等lO多个省、市推广,取得了显著的经济效益。利用低剂量快中子辐照对虾的卵和亲虾,使卵的孵化率提高6.9%~18.4%,成活率提高10%~30%。虾生长健壮,抗病能力强,一般每亩产量可提高15%~20%,这项技术被国家科委列为星火重点推广成果,在沿海推广取得直接经济效益1000多万元o]。

三、中国核农学与国外发展水平的差距

中国核农学虽发展很快,并取得了显著的成就,我们在诱变育成的新品种(品系)在数量上占世界总和1/4,空间技术育种在数量上也是领先的,我国在种植面积和增产方面也是世界领先的,正如原1AEA副总干事来华参观后说:“中国核农学在诱变育种和同位素示踪所取得的成绩是世界领先的”。原FAO/1AEA食品辐照与环境保护科负责人P.Loaharanu先生来华访问时说:“中国是核大国,又是核农学大国,也是食品辐照保鲜技术的大国。”我国科学家非常重视实际应用,所以,我国农业核技术取得了明显的社会经济效益。但就总体水平比较,我们和发达国家相比还有一定的差距,其表现为虽然取得相当多的成果和发表许多论著,并进入了中间试验或小试阶段,但许多未形成产业化规模,如辐照食品保藏,我国农用钴源有70多座,但装机容量大于30万ci的不多,国外一座钻源就有100万ci以上,国外加速器在农业上应用比我们多,他们商业化程度比我们高“““o。又如昆虫辐射不育技术,我们研究了不少害虫不育技术,技术上还可以,但没有一项技术进行大规模工厂化生产和大面积释放,所以见不到实际的效果,而发达国家在螺旋蝇、墨西哥果蝇、采采蝇等均在工厂化生产成虫,大面积释放,收到明显效果,影响很大。另外,我们的产品质量不稳定,国际竞争能力较差,大多在国内产销,我们的产品跟踪和仿制的多,有创新和高技术含量产品少,如农用标记化合物,我们研制出80多种,但大多数为仿制产品,所以在国际市场竞争能力低,放免药盒虽仿制成功。但市场占有率很低,我们的研究技术方法创新的也不够。

在研究水平上,我们在形态和表观较多,急于想出成果。育种方面,选育方法老的多,采用滚雪球的办法,从细胞水平、分子水平去研究较少,究其原因是国家投入资金少,科研人员不是不想深入7S

研究,而是没有经费去深入研究。本来当今的研究,农业核技术离不开生物技术,科研人员想做而没有条件去做。还有在仪器设备上我们也落后较多,发达国家实验室都装备现代化的仪器设备,电脑成为实验室常用工具,我们许多设备陈旧,还有20世纪80年代,有的甚至是70年代的设备。在人才问题上,我们有一大批核农技术骨干,这几年纷纷退休,培养的青年科技人才,能出国的都走了,留下来的不够安心,主要是国家对这方面的课题经费投入少,科技人员经济收入低,不像20世纪五六十年代,各级领导非常重视这一高新技术,那时科技人员能在这领域工作感到十分光荣,全力以赴投入科研工作。这几年来人才流失严重。总的说来,中国核农学与发达国家相比,最大的差距是投资少,基础研究和应用基础研究比较薄弱,高学历、高层次的顶尖人才奇缺,断层现象较严重,如不采取措施加以解决,将会严重影响中国核农学事业的发展。

四、中国核农学发展的构思和建议

(一)基本构想

经济全球化趋势加强,世界性科技革命迅猛发展和我国加入世界贸易组织的挑战,为我国农业和农村经济的发展提供了严峻的挑战。我国农业可持续发展,许多农业专家认为近10年内中国农业科技发展要抓好6个领域,即农业生物技术、农业信息技术、农业核技术、设施农业技术、多色农业技术、常规组装配套技术[1““1。我们要靠这些新技术来发展优质、高产、高效农业,增加农民收人,维护我国粮食安全的客观需求。这为我国农业核技术实现跨越式发展,提供历史性机遇。因此,我们抓住世界科技革命迅猛发展的机遇,有重点地发展农业核技术的关键技术,在“有所为,有所不为;有所赶,有所不赶”的原则下,从事我国农业核技术重大应用基础研究和关键技术研究,实行总体跟进、局部优先的发展战略;集中力量、突出重点,在辐射和空间诱变育种的分子机理和定位诱变、核素示踪新技术、辐射国际贸易检疫处理、动物生产与健康等关键技术取得突破,开发一批具有我国自主知识产权的技术成果,继续保持我国核农学的综合优势,从总体上提高我国核农学的知识创新能力。

根据新时期我国农业可持续发展的目标,我国农业核技术的发展,要面向经济建设主战场和我国农业科技的重大需求,围绕发展高产、优质、高效农业、节水农业、持续农业、荒漠化治理、生态农业和环境保护等我国农业生产中的重大问题,充分发挥农业核技术的特色和优势,适应形势,调整科研方向,集中优势力量,组织联合攻关加以突破,重点在塑造植物新种质和新品种的选育、农业资源优化利用、农产品辐照加工、功能产品开发和产业化经营、重大经济作物害虫和检疫害虫的防治等关键领域取得重大突破,解决成果转化和规模化生产过程中出现的关键技术问题,在诱变种业和辐照农产品方面建立几个有显示度的产业化企业集团,促进高技术产业化的发展,提高农业核技术在农业中的科技贡献率。

(二】发展目标

根据国家科技发展总体部署,结合我国农业核技术的现状及未来发展的需求,以科技刨新作为发展的主题,优化科技资源配置,在我国核农学的研究和学术交流网络的基础上,通过科技资源和人力资源的重组,巩固我国核农学的研究基地、教学基地、产业化示范基地,通过产学研结合,科研单位和大学的联合等形式,促进我国核农学研究所创新基地建设,形成国家重点实验室、产业化工程中心和核农学示范工程基地构成的科技创新格局,建立科技型企业,加强中国原子能农学会在学术交流和技术中介和成果转化推广中的作用,提高我国农业核技术的创新能力和产业化水平[13]。

科技创新以农业核技术创新为基础,加强核技术与生物技术、空间技术结合,重视源头创新和成果集成,围绕发展高效优质高产农业和可持续发展农业的总体目标,以我国已有优势的诱变育种和辐照加工等具有巨大增产潜力和巨大经济价值的关键技术为重点,综合应用核技术、生物技术和农业空间技术等高新技术创造农作物新种质、新品种,要特别重视辐射和空间诱变选育花卉、蔬果76

经济效益高的新品种的研究和开发,大力发展辐照加工产业化,拓宽辐照技术在辐照检疫及农业再生资源高附加值的应用,利用核素示踪技术研究保护生态环境,促进农业资源高效利用和动物生产与健康的关键技术,利用辐射不育防治区域性害虫和重大检疫害虫技术,力争在作物遗传种质材料、生物技术工程菌肥料、饲料、高效复合化肥、新农药的安全评价做出成绩,为开拓农产品市场和辐照农产品质量标准体系建设等提供技术支撑,最终为农业、农村经济发展和农民增收做出贡献。

(三)发展建议

(1)建立核农学国家实验室

国家应从战略上重视核技术在国民经济和农业发展中的作用,将核技术和平利用作为一个产业列入国家重大科技规划。根据联合国粮农组织(FA0)和国际原子能机构(1AEA)建立FAO/IAEA联合处的成功经验和韩国、印度、巴基斯坦等国发展核技术和平利用事业的做法,建议国家成立原子能委员会,统管我国核科技与技术的研究和应用。或由科技部牵头,由国防科工委、农业部等国家部门参加组成我国农业核技术研究与应用的领导和协调机构,指导和规划我国农业核技术的发展,制定中长期发展规划,并将农业核技术的发展列入国家科技发展计划。支持现有的二个农业部核农学方面的重点实验室,国家投入资金从事战略性的研究任务和国际前沿课题的研究,承担我国核农学知识创新和关键技术产业化的任务。对目前各省、市和地区的农业核技术研究单位,国家和地方政府要给予大力支持,巩固和发展核农研究队伍,逐步建立技术创新、成果推广和产业化经营一体化的管理模式。

(2)建立持续有效的科技投入机制

核技术农业应用是我国农业高新技术发展的重要领域,其中一些关键技术与我国的粮食安全、食物安全和生态安全密切相关。根据国际原子能机构和我国有关部门的估算,农业核技术的科技投入与产出比为l:(7~31),其中以辐射诱变育种和农产品辐照加工的经济效益最为显著;而辐射不育防治害虫和示踪技术农业应用则以社会效益和生态效益为主,对促进我国农业的可持续发展和维护我国生态安全有重要作用。因此,国家应加大对农业核技术研究的人力、财力的投入。围绕我国农业生产和社会经济发展的重大需求和学科前沿,国家自然科学基金委员会应多给予支持,以解决我国生态农业和持续农业发展的基础研究问题。同时,鼓励、引导和支持企业对农业核技术创新的投入,逐步形成多元化的科技投入机制,保证农业核技术的持续发展。

(3)加强具有自主知识产权的技术创新和产业化

面对新时期我国农业发展对科技的客观要求,调整核农学的研究方向,以项目带动科研方向调整,以调整方向任务促进项目争取。推动科技与经济的结合,积极争取航天育种工程尽快启动,实施辐射育种和航天育种种质和种子产业工程,加快农产品辐照加工产业化,建立农用标记化合物和放免试剂盒生产基地。、以资产为纽带,通过资产重组、产学研联合和股份制等形式,组建产权明晰、科技含量高的科技型企业,建立农业高新技术支柱产业。

(4)加快核农学的人才培养

实施人才发展战略,根据核农学和农业科技技术涉及的学科交叉、知识更新快等特点,培养和造就一支由中青年学科带头人和科研骨干组成的精干、高效的科技队伍。选拔和培养一批具有敬业奉献、懂业务、会经营和善管理的开拓型人才,促进核农学的技术创新和产业化。积极创造优秀人才脱颖而出的科技管理机制、激励机制、竞争机制,吸引国内外优秀人才,积极为其争取项目和工作生活创造良好环境条件,吸引人才和留住人才同时并重,尽快克服目前人才严重流失的问题。

(5)加强核农学的国际合作

积极参与关键技术领域的国际竞争,开创国际合作新局面。在国家原子能机构、国防科工委、农业部和科技部等国家部门的支持下,加强与国际原子能机构的合作,积极参与皿洲核合作论坛框架内的核农领域的科技合作,扩大与联合国粮农组织和欧盟的合作,并积极拓展其他多边和双边合77

作,提高我国核农学的水平,扩大国际影响。

(6)发挥中国原子能农学会的作用

中国原子能农学会成立于1979年,在老一辈核农学科学家的领导下,原子能农学会开展大量的学术交流和科普活动,为推动中国核农学起着重要的作用。中国原子能农学会是最团结和学术思想非常活跃的学会,在面临极端困难的今天,更要发挥学会的作用。

五、核农学优先发展的领域

主要发展领域:

l一)植物诱变与遗传育种

利用以辐射和空间环境诱变为核心的诱变遗传操作技术,创造对植物产量、品质、抗逆性等重要经济性状有突破性影响的突变材料,着重提高植物对病虫害和环境胁迫的抗(耐)性,逐步实现定向选育农作物高产、优质、高效新种质、新品系和新品种,大力发展花卉、蔬果的诱变育种。研究和开发旨在大幅度提高基因突变频率和高效调控基因变异方向的诱变遗传操作技术,重点研究辐射诱发基因突变的新因素、新技术、基因突变的分子生物学机理以及突变基因的早期识别技术。

(二)空间诱变育种及机理研究

研究空间诱变育种机理及应用技术,探索空间环境对生物的诱变机理。利用空间技术与生物技术相结合,塑造新种质,培育新品种,将农业空问技术发展为新世纪的农业高新技术产业。

(三)核素示踪和农业资源与环境

利用核素示踪技术与相关技术相结合,监测和评价化肥和农药在土壤一一作物系统中污染物的迁移与积累及其对农业生态环境的影响,利用”7cs研究土壤侵蚀和荒漠化,用核素示踪研究水土流失、草场退化等区域性环境问题,为我国农业生态环境建设提供技术支撑。利用中子测水技术研究节水农业,提高水资源利用率。利用示踪技术和信息技术研究现代农业示范工程的管理技术。

(四)核技术与动物生产和健康

利用放射性免疫分析技术和相关技术研究我国猪、牛口蹄疫疾病早期诊断及防治措施,预防和控制重要疾病的发生。促进畜牧业持续发展,提高农牧民的收入。

(五)农产品辐照加工与应用

大力发展农产品辐照加工的商业化和产业化,不断拓宽辐照技术的应用领域,加强辐照技术在国际贸易检疫处理、加速开发辐照抗旱材料、功能产品的产业化及在环境保护和医疗保健食品中的应用,建立相关企业,实现农产品辐照加工的产业化经营,使辐照技术发展为高新技术支柱产业。

(六)辐射不育技术防治害虫

利用昆虫辐射不育技术和相关技术综合防治重大区域性害虫,力争国家建设1个周产一亿成虫的养虫工厂,进行大面积人工释放,使其进入实用化。发展以辐射不育为基础的害虫综合防治技术体系,开展根除重大检疫害虫的应用技术研究,为防止重大检疫害虫人侵我国提供技术储备,维护我国的生态安全。

参考文献

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15InternationalAtomicEnergyAgency.IAEAAnnualReportfor1999.Vienna:IAEAPress,2000

16InternationalAtomicEnergyAgency.IAEAAnnualReportfor1998.Vienna:IAEAPress.1999作者简介:温贤芳,男,研究员,中国原子能农学会理事长,《核农学报》主编。一直从事核农学的科研工作

中国核农学和航天农学的成就及发展建议

作者:

作者单位:温贤芳中国原子能农学会

1. 梁劬.孙国庆 我国核农学进展与展望[期刊论文]-中国核工业2003(3)

2. 熊正隆 加入WTO后核技术应用仪表的标准战略探讨[期刊论文]-核标准计量与质量2003(3)

3. 继往开来,在国富民贵的征程中,愿核技术应用在国计民生中发挥更大的作用——孙汉城[期刊论文]-科技成果管理与研究2011(1)

4. 王恩东.王华嵩 核技术在生产和增殖害虫天敌中的应用研究进展[期刊论文]-核农学报2003,17(4)

5. 李景奎.崔金刚.戚大伟.LI Jing-kui.CUI Jin-gang.QI Da-wei 超声波对舞毒蛾虫卵孵化率的影响[期刊论文]-中国辐射卫生2008,17(4)

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7. 王小娟 实践本体论:走出本体论困境的契机[期刊论文]-理论学刊2006(11)

8. 徐常青 地板微波干燥杀虫灭菌装置[期刊论文]-大众商务2004(9)

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中国核农学和航天农学的成就及发展建议

温贤芳

摘要:我国1956年开始棱技术农业应用。经过近半个世纪的发展,农业核技术在我国农业的各个领域

得到广泛应用并取得了卓越的成就,据2000年年底统计,我国辐射诱变育成新品种613个,占全世界辐

射育成新品种(2252个)总和的27.2%,年推广种植面积达9×106hm2,育成的新品种每年为国家增产

粮食30~40亿妇、棉花1.5~1.8亿kg、油料0.75亿kg,创经济效益33~40亿元Ⅲ。在育成新品种

中,有40项获国家级成果奖,其中有18个新品种获得国家发明奖。中国核农学在辐射育种、航天育种、

同位素示踪技术在农业上的应用、辐照农产品贮藏保鲜加工、辐射害虫防治、低剂量辐射刺激增产等方

面都取得显著的成绩”。1。中国核农学为我国创造了巨大的经济、社会和生态效益,积累了诸多经验、技

术与方法.建立其相应的基础理论体系。核农学已成为现代农业科学技术的重要组成部分,也是近代农

业科学技术发展的一个重要标志之一。

我国核农学事业的发展,不仅为我国国民经济发展做出了贡献,为学科发展和人才培养做出了成

绩。同时,我国核农学的卓越成就在国际上产生了巨大的反响,得到了国际原子能机构和专家的高度赞

誉,中国核农学在菜些领域处于世界领先地位,2000年中国核农学被国际原子能机构确认为亚太地区

核农学的牵头国”]。

本文除总结我国核农学47年来所走过的历程和取得的成绩外,还找出了差距,并提出了2l世纪初

中国核农学的发展建议}应从我国核农学重大技术应用基础研究和关键技术研究着眼,实行总体跟进、

局部优先的发展战略;力争在辐射诱变育种和空间诱变育种的分子机理和功能基因诱变定位、辐照国际

贸易检疫处理、核素示踪与环境生态保护、动物生产与健康等领域的技术取得突破,开发一批具有我国

自主知识产权的技术成果。从总体上提高我国核农学的知识创新能力,继续保持我国核农学的综合优

势。我们还提出了中国核农学2l世纪初的发展目标和发展对策,并提出了核农学优先发展的领域”]。

关键词:核农学;航天农学;成就}发展建议

一、中国核农学的形成和发展

中国核农学始于1956年,至今已有47年的历史,经历了从无到有、从小到大的发展历程,现已形成三大网络:一是以中国农业科学院原子能利用研究所为核心的科研协作网络;二是以中国原子能农学会为中心的学术交流网络;三是以国际原子能机构和亚太地区核科技合作协定(RCA)为主的国际交流网络。三个网络全面推动了中国核农学技术应用的形成和发展。我国核农学的发展大体经历了四个阶段[2]:

(一)创建与成长阶段(1956—1965年)

1956年我国制定的第一个12年科技发展规划中,将原子能和平利用列为五大重点发展项目之一。1957年中国农业科学院成立了我国第一个原子能农业利用研究室,1960年改为研究所。这期间连续举办了5期全国性的同位素与辐射技术培训班,参加培训的200多名专业技术骨干,后来绝大多数成为各省各单位的农业核技术领域的领导和专家。先后在全国27个省、市、自治区成立了省级原子能利用研究所(室),与此同时,北京农业大学(现中国农业大学)、华南农业大学、西南农业大学、沈阳农业大学、浙江农业大学、吉林农业大学等高校相继建立了农业生物物理或农业物理专业,开始培养农业核技术人才。72

(二)挫折与困难阶段(1966~1975年)

由于文化大革命,中国经济建设遭到严重的破坏,农业核技术的科研事业遭浩劫,许多核农研究机构被撤消,专业人员下放劳动,核农科技人员遇到极大的困难,农业核技术事业受到极大的挫折。但仍有不少单位的专业人员坚持科研工作,并做出了一批成果,例如荣获国家发明奖的“大豆铁丰18号”和棉花“鲁棉1号”等突变新品种,就是在这时候选育出来的。1972年和1975年先后两次召开全国原子能农业应用工作会议,这对当时稳定农业核技术事业的发展起到了重要的作用。

(三)恢复与发展阶段(1976~1985年)

文化大革命结束,农业核技术事业得到全面的恢复与发展。这期问国家科委制定的《1978~1985年全国科技发展规划纲要》中,将同位素与辐射技术研究列为108项重点项目之一,国家投入的经费比较多,这对核农学科研工作的恢复和发展起到了巨大作用。全国26个省、市、自治区的农业科学院和农业大学陆续恢复和新建了原子能农业利用研究所(室),部分农业大学恢复了招收本科生,中国农科院原子能利用研究所和浙江农大设有生物物理(农)博士点并招收研究生。为适应核农事业发展的需要,1979年成立了中国原子能农学会并有两个专业学术刊物,即《原子能农业应用》(《原子能农业译丛》后改为《核农学报》和《核农学通报》)。从此一个全国性的科学研究体系和学术交流体系的两个网络正式形成。这期间原国家科委和农业部把农业核技术各个领域均列入了“六五”科研规划,做出了显著的成就。

(四)调整、提商和改革阶段(1986~至今)

随着我国改革开放的发展,科技进步发展很快,党中央要求用现代科学技术改造传统农业,农业核技术和农业生物技术、农业信息技术一样,为我国改造传统农业做出了重要贡献。随着科技体制的改革,农业核技术开始面向经济建设主战场,以市场为导向,加强科技开发和产业化,加强科研成果的转化,把科学研究、示范推广、产品开发、进入市场紧密地衔接起来,既要提高科研水平,又要能产生经济效益,切实增加自身发展能力,继续保持中国农业核技术在某些领域处于世界领先水平。这期间,1994年中国原子能农学会晋升为一级学会,1994年中国农业科学院原子能利用研究所增挂了中国核工业总公司核农学研究所,1997年该所增挂了中国航天工业总公司空间技术农业应用研究所。但是由于各单位对改革的认识不同,做法也不同,2000年以来,一些农业科学院原子能利用研究所发生较大的变化,有的已摘牌子,有的单位已合并,人才大量流失。特别是中国农业科学院原子能利用研究所,除保留辐照中心外,其余各研究室全部解体,对全国核农学影响很大。一个对国家做出重大贡献,并在继续做贡献、在国际上有一定影响的中国核农学,正面l临滑坡和解体的危险。

二、我国核农学的主要成就

据2000年不完全统计,我国核农学的研究获得省部级以上成果奖316项,其中国家级奖57项,包括国家发明奖和国家科技进步奖36项,说明中国农业核技术对科研和农村经济发展做出了重大的成就。

(一)植物辐射诱变育种技术

辐射诱变育种是核技术农业应用的主要领域。我国辐射育种研究工作虽比国外晚约30年,但发展较快,植物辐射诱变育成新品种由1991年的383个扩大到2000年的613个,占世界辐射诱变育成品种总数(2252个)的27.2%,育成的新品种更换旧品种的面积约在330万公顷以上,育成的新品种中有40个获得国家级成果奖,其中有18个新品种获国家发明奖。从总体上说,辐射诱变育成的新品种每年为国家增加粮食30~40亿kg,棉花1.5~1.8亿kg,油料0.75亿kg,创经济效益每年达33~40亿元,中国辐射育种前25年问育成的品种增产价值累计达200亿元以上,每年增值8亿元”’33。由此看出,辐射诱变育种工作所创的经济效益已成为我国农业经济的重要组成部分。73

浙江农业大学育成的水稻新品种“浙辐802”连续9年居全国常规稻推广面积之首,累计种植面积达140万公顷,创社会经济效益22亿元。浙江农业大学利用体细胞无性变异与雌体诱变相结合,育成世界上首个体细胞无性系变异小麦新品种“核组8号”和“核组9号”及杂交稻新组合“汕优371”,属国际先进水平““]。湖南省自20世纪70年代以来,用辐射技术育成水稻品种60个,累计推广面积约660万公顷,增产粮食约25亿kg,获社会经济效益约40亿元。中国农科院原子能所育成的多抗高产小麦品种“原冬3号”,1986~1993年累计推广面积100万公顷,增产小麦4.5亿kg,创社会经济效益5.4亿元,该所“九五”期间育成了“中原单32号”粮饲兼用玉米于1997年和1998年分别通过河北省和国家农作物品种审定、国家牧草品种审定口]。新疆农科院核技术与生物技术研究所育成小麦品种“新春2号、3号”,已成为1986年以来新疆春小麦种植面积最大的栽培品种,在该地区占绝对优势,增产小麦6亿kg,获社会经济效益9亿元;山东农科院原子能利用研究所利用“原武02”自交系,以它为亲本组配的鲁原单玉米杂交种,lO年累计推广面积593万公顷,创社会经济效益8.95亿元口]。黑龙江农科院原子能所15年育成大豆突变品种13个,累计种植面积196万公顷,获社会经济效益6.5亿元。江苏里下河地区农科所辐射诱变育成杨麦158号等20个新品种,累计推广面积2.7亿亩,增产粮食110亿kg,创社会经济效益136亿元。其他省、市科研和大学在辐射诱变育种中都取得了许多成绩。

(=)航天诱变育种

航天诱变育种又叫空间诱变育种或太空育种,是指利用返回式卫星或飞船将农作物种子带到太空200~400km太空环境,利用太空特殊的环境对农作物种子的诱变作用来产生变异,再返回地面选育新种质、新材料、培育新品种的作物育种新技术。航天诱变育种是辐射诱变育种的拓宽。自1987年以来,我国科学家利用返回式卫星、飞船和高空气球搭载了60多种植物500多个品种的种子,涉及粮、棉、油、蔬菜、瓜果、牧草和花卉等植物。经多年地面的选育,已培育出一批具有高产、优质、抗病的新品种约20个,其中水稻7个、小麦1个、玉米2个、大豆2个、棉花2个、西瓜2个、莲籽2个、芝麻1个、青椒1个、番茄1个;还选育出水稻、小麦、油菜、大豆、黄瓜、番茄、辣椒、香菇、金针菇等新品系50多个,还有一大批种质资源。在全国许多省市建立了航天育种示范基地。累计推广示范面积300万亩以上,取得了很好的科技成果和经济效益。我国航天地面育种的研究和选育工作处于世界先进水平。我国政府一直很重视航天育种的研究工作,“九五”期间国防科工委把它列入863计划,农业部列为专项计划,国家科技部2002年把航天育种列入863计划,2003年国务院正式批准航天育种工程项目,国家投入2.85亿元启动这个项目。相信我国航天育种将得到很大的发展,为我国农业持续发展做贡献。

{三)昆虫辐射不育防治技术

昆虫辐射不育技术,又称昆虫自灭技术,是生物防治害虫的重要组成部分,是现代生物防治方法中惟一有可能灭绝害虫的有效手段,也是一项无公害生物防治新技术‘…。我国自20世纪60年代以来,先后对玉米螟、蚕咀蝇、小菜蛾、柑桔大实蝇、棉铃虫等10多种害虫进行辐射不育研究和在一定面积上释放试验,如在200公顷面积上释放辐射不育蚕咀蝇,防治效果达98%;特别是近年柑桔大实蝇的人工饲养成功并在贵州惠水县118公顷计10万多株柑桔树的柑桔园内,连续释放160多万头不育虫蝇,将柑桔大实蝇为害率由释放前的5.19%下降到0.098%,防效十分显著,柑桔产量释放前三年总产量计71.2万kg,平均年产量23.7万kg,而释放后的1993年为50.3万kg,1994年为44.3万kg,其中释放不育蝇对提高柑桔产量起了重要作用。

我国的农副产品与食品辐照加工研究工作始于1958年,经过40多年的发展,在理论研究、工(四)农产品辐照加工技术艺设施及商业化进程等方面均取得了较大的成就‘“]。到目前为止,我国农用辐照装置已超过70多座,全国28个省、市、自治区的100多个单位分别对200多种食品进行了辐照保鲜、杀虫灭菌、改74

善品质等方面研究,其中除已批准上市的6大类食品外,完成了32种农产品和食品的辐照加工工艺研究,审定通过了17种农产品辐照工艺标准。据统计,2000年全国辐照农产品和食品的商业化总量已达8万余t,总产值超过1.5亿元。“九五”期问,全国农产品辐照加工35万t,产值达40~45亿元,并向集团化、产业化方向发展。

(五)同位素示踪技术

同位素示踪技术在农业中的应用是核农学研究的重要组成部分,所占比重约19.5%。农用示踪技术的应用是多方面的,它主要在于揭示和阐明农业生产过程中各种因素的作用机理,为农业技术的实施、环境评价及宏观管理提供科学依据““。根据近10年的不完全统计,我国应用同位素示踪法,以水田、旱地、草场、林果地为研究对象,阐明营养元素被作物吸收利用,化肥、农药的损失及其在土壤中的残留以及新的施肥技术等研究成果,为国家增产粮食19亿kg,创社会经济效益28亿元。应用”N研究水稻的一次全层基施技术.可提高氮肥利用率10%~20%。粮食增产5%~12%,此项技术在7个省的推广面积达128万公顷,获社会经济效益5.7亿元,1996年以来,利用示踪技术研究出“保氮复合碳铵”的新工艺,可提高氮肥利用率6%~10%,取得了很大的经济和社会效益。应用”N研究水稻基穗期施肥技术,累计推广面积67万公顷,获社会经济效益4000万元,同位素示踪应用于农业生态环境的研究、动物生产和健康等方面的研究都取得了显著的成就,获国家级奖10多项。

(六)低剂量辐射刺激增产技术

在20世纪60年代初,我国利用低剂量处理植物种子,促进生长和发育、提高产量,在豆类作物和蔬菜效果尤为明显。利用快中子辐照柞蚕卵,刺激增产明显,可使蚕茧产量提高10%~20%。这项技术已在山东、河南、辽宁等lO多个省、市推广,取得了显著的经济效益。利用低剂量快中子辐照对虾的卵和亲虾,使卵的孵化率提高6.9%~18.4%,成活率提高10%~30%。虾生长健壮,抗病能力强,一般每亩产量可提高15%~20%,这项技术被国家科委列为星火重点推广成果,在沿海推广取得直接经济效益1000多万元o]。

三、中国核农学与国外发展水平的差距

中国核农学虽发展很快,并取得了显著的成就,我们在诱变育成的新品种(品系)在数量上占世界总和1/4,空间技术育种在数量上也是领先的,我国在种植面积和增产方面也是世界领先的,正如原1AEA副总干事来华参观后说:“中国核农学在诱变育种和同位素示踪所取得的成绩是世界领先的”。原FAO/1AEA食品辐照与环境保护科负责人P.Loaharanu先生来华访问时说:“中国是核大国,又是核农学大国,也是食品辐照保鲜技术的大国。”我国科学家非常重视实际应用,所以,我国农业核技术取得了明显的社会经济效益。但就总体水平比较,我们和发达国家相比还有一定的差距,其表现为虽然取得相当多的成果和发表许多论著,并进入了中间试验或小试阶段,但许多未形成产业化规模,如辐照食品保藏,我国农用钴源有70多座,但装机容量大于30万ci的不多,国外一座钻源就有100万ci以上,国外加速器在农业上应用比我们多,他们商业化程度比我们高“““o。又如昆虫辐射不育技术,我们研究了不少害虫不育技术,技术上还可以,但没有一项技术进行大规模工厂化生产和大面积释放,所以见不到实际的效果,而发达国家在螺旋蝇、墨西哥果蝇、采采蝇等均在工厂化生产成虫,大面积释放,收到明显效果,影响很大。另外,我们的产品质量不稳定,国际竞争能力较差,大多在国内产销,我们的产品跟踪和仿制的多,有创新和高技术含量产品少,如农用标记化合物,我们研制出80多种,但大多数为仿制产品,所以在国际市场竞争能力低,放免药盒虽仿制成功。但市场占有率很低,我们的研究技术方法创新的也不够。

在研究水平上,我们在形态和表观较多,急于想出成果。育种方面,选育方法老的多,采用滚雪球的办法,从细胞水平、分子水平去研究较少,究其原因是国家投入资金少,科研人员不是不想深入7S

研究,而是没有经费去深入研究。本来当今的研究,农业核技术离不开生物技术,科研人员想做而没有条件去做。还有在仪器设备上我们也落后较多,发达国家实验室都装备现代化的仪器设备,电脑成为实验室常用工具,我们许多设备陈旧,还有20世纪80年代,有的甚至是70年代的设备。在人才问题上,我们有一大批核农技术骨干,这几年纷纷退休,培养的青年科技人才,能出国的都走了,留下来的不够安心,主要是国家对这方面的课题经费投入少,科技人员经济收入低,不像20世纪五六十年代,各级领导非常重视这一高新技术,那时科技人员能在这领域工作感到十分光荣,全力以赴投入科研工作。这几年来人才流失严重。总的说来,中国核农学与发达国家相比,最大的差距是投资少,基础研究和应用基础研究比较薄弱,高学历、高层次的顶尖人才奇缺,断层现象较严重,如不采取措施加以解决,将会严重影响中国核农学事业的发展。

四、中国核农学发展的构思和建议

(一)基本构想

经济全球化趋势加强,世界性科技革命迅猛发展和我国加入世界贸易组织的挑战,为我国农业和农村经济的发展提供了严峻的挑战。我国农业可持续发展,许多农业专家认为近10年内中国农业科技发展要抓好6个领域,即农业生物技术、农业信息技术、农业核技术、设施农业技术、多色农业技术、常规组装配套技术[1““1。我们要靠这些新技术来发展优质、高产、高效农业,增加农民收人,维护我国粮食安全的客观需求。这为我国农业核技术实现跨越式发展,提供历史性机遇。因此,我们抓住世界科技革命迅猛发展的机遇,有重点地发展农业核技术的关键技术,在“有所为,有所不为;有所赶,有所不赶”的原则下,从事我国农业核技术重大应用基础研究和关键技术研究,实行总体跟进、局部优先的发展战略;集中力量、突出重点,在辐射和空间诱变育种的分子机理和定位诱变、核素示踪新技术、辐射国际贸易检疫处理、动物生产与健康等关键技术取得突破,开发一批具有我国自主知识产权的技术成果,继续保持我国核农学的综合优势,从总体上提高我国核农学的知识创新能力。

根据新时期我国农业可持续发展的目标,我国农业核技术的发展,要面向经济建设主战场和我国农业科技的重大需求,围绕发展高产、优质、高效农业、节水农业、持续农业、荒漠化治理、生态农业和环境保护等我国农业生产中的重大问题,充分发挥农业核技术的特色和优势,适应形势,调整科研方向,集中优势力量,组织联合攻关加以突破,重点在塑造植物新种质和新品种的选育、农业资源优化利用、农产品辐照加工、功能产品开发和产业化经营、重大经济作物害虫和检疫害虫的防治等关键领域取得重大突破,解决成果转化和规模化生产过程中出现的关键技术问题,在诱变种业和辐照农产品方面建立几个有显示度的产业化企业集团,促进高技术产业化的发展,提高农业核技术在农业中的科技贡献率。

(二】发展目标

根据国家科技发展总体部署,结合我国农业核技术的现状及未来发展的需求,以科技刨新作为发展的主题,优化科技资源配置,在我国核农学的研究和学术交流网络的基础上,通过科技资源和人力资源的重组,巩固我国核农学的研究基地、教学基地、产业化示范基地,通过产学研结合,科研单位和大学的联合等形式,促进我国核农学研究所创新基地建设,形成国家重点实验室、产业化工程中心和核农学示范工程基地构成的科技创新格局,建立科技型企业,加强中国原子能农学会在学术交流和技术中介和成果转化推广中的作用,提高我国农业核技术的创新能力和产业化水平[13]。

科技创新以农业核技术创新为基础,加强核技术与生物技术、空间技术结合,重视源头创新和成果集成,围绕发展高效优质高产农业和可持续发展农业的总体目标,以我国已有优势的诱变育种和辐照加工等具有巨大增产潜力和巨大经济价值的关键技术为重点,综合应用核技术、生物技术和农业空间技术等高新技术创造农作物新种质、新品种,要特别重视辐射和空间诱变选育花卉、蔬果76

经济效益高的新品种的研究和开发,大力发展辐照加工产业化,拓宽辐照技术在辐照检疫及农业再生资源高附加值的应用,利用核素示踪技术研究保护生态环境,促进农业资源高效利用和动物生产与健康的关键技术,利用辐射不育防治区域性害虫和重大检疫害虫技术,力争在作物遗传种质材料、生物技术工程菌肥料、饲料、高效复合化肥、新农药的安全评价做出成绩,为开拓农产品市场和辐照农产品质量标准体系建设等提供技术支撑,最终为农业、农村经济发展和农民增收做出贡献。

(三)发展建议

(1)建立核农学国家实验室

国家应从战略上重视核技术在国民经济和农业发展中的作用,将核技术和平利用作为一个产业列入国家重大科技规划。根据联合国粮农组织(FA0)和国际原子能机构(1AEA)建立FAO/IAEA联合处的成功经验和韩国、印度、巴基斯坦等国发展核技术和平利用事业的做法,建议国家成立原子能委员会,统管我国核科技与技术的研究和应用。或由科技部牵头,由国防科工委、农业部等国家部门参加组成我国农业核技术研究与应用的领导和协调机构,指导和规划我国农业核技术的发展,制定中长期发展规划,并将农业核技术的发展列入国家科技发展计划。支持现有的二个农业部核农学方面的重点实验室,国家投入资金从事战略性的研究任务和国际前沿课题的研究,承担我国核农学知识创新和关键技术产业化的任务。对目前各省、市和地区的农业核技术研究单位,国家和地方政府要给予大力支持,巩固和发展核农研究队伍,逐步建立技术创新、成果推广和产业化经营一体化的管理模式。

(2)建立持续有效的科技投入机制

核技术农业应用是我国农业高新技术发展的重要领域,其中一些关键技术与我国的粮食安全、食物安全和生态安全密切相关。根据国际原子能机构和我国有关部门的估算,农业核技术的科技投入与产出比为l:(7~31),其中以辐射诱变育种和农产品辐照加工的经济效益最为显著;而辐射不育防治害虫和示踪技术农业应用则以社会效益和生态效益为主,对促进我国农业的可持续发展和维护我国生态安全有重要作用。因此,国家应加大对农业核技术研究的人力、财力的投入。围绕我国农业生产和社会经济发展的重大需求和学科前沿,国家自然科学基金委员会应多给予支持,以解决我国生态农业和持续农业发展的基础研究问题。同时,鼓励、引导和支持企业对农业核技术创新的投入,逐步形成多元化的科技投入机制,保证农业核技术的持续发展。

(3)加强具有自主知识产权的技术创新和产业化

面对新时期我国农业发展对科技的客观要求,调整核农学的研究方向,以项目带动科研方向调整,以调整方向任务促进项目争取。推动科技与经济的结合,积极争取航天育种工程尽快启动,实施辐射育种和航天育种种质和种子产业工程,加快农产品辐照加工产业化,建立农用标记化合物和放免试剂盒生产基地。、以资产为纽带,通过资产重组、产学研联合和股份制等形式,组建产权明晰、科技含量高的科技型企业,建立农业高新技术支柱产业。

(4)加快核农学的人才培养

实施人才发展战略,根据核农学和农业科技技术涉及的学科交叉、知识更新快等特点,培养和造就一支由中青年学科带头人和科研骨干组成的精干、高效的科技队伍。选拔和培养一批具有敬业奉献、懂业务、会经营和善管理的开拓型人才,促进核农学的技术创新和产业化。积极创造优秀人才脱颖而出的科技管理机制、激励机制、竞争机制,吸引国内外优秀人才,积极为其争取项目和工作生活创造良好环境条件,吸引人才和留住人才同时并重,尽快克服目前人才严重流失的问题。

(5)加强核农学的国际合作

积极参与关键技术领域的国际竞争,开创国际合作新局面。在国家原子能机构、国防科工委、农业部和科技部等国家部门的支持下,加强与国际原子能机构的合作,积极参与皿洲核合作论坛框架内的核农领域的科技合作,扩大与联合国粮农组织和欧盟的合作,并积极拓展其他多边和双边合77

作,提高我国核农学的水平,扩大国际影响。

(6)发挥中国原子能农学会的作用

中国原子能农学会成立于1979年,在老一辈核农学科学家的领导下,原子能农学会开展大量的学术交流和科普活动,为推动中国核农学起着重要的作用。中国原子能农学会是最团结和学术思想非常活跃的学会,在面临极端困难的今天,更要发挥学会的作用。

五、核农学优先发展的领域

主要发展领域:

l一)植物诱变与遗传育种

利用以辐射和空间环境诱变为核心的诱变遗传操作技术,创造对植物产量、品质、抗逆性等重要经济性状有突破性影响的突变材料,着重提高植物对病虫害和环境胁迫的抗(耐)性,逐步实现定向选育农作物高产、优质、高效新种质、新品系和新品种,大力发展花卉、蔬果的诱变育种。研究和开发旨在大幅度提高基因突变频率和高效调控基因变异方向的诱变遗传操作技术,重点研究辐射诱发基因突变的新因素、新技术、基因突变的分子生物学机理以及突变基因的早期识别技术。

(二)空间诱变育种及机理研究

研究空间诱变育种机理及应用技术,探索空间环境对生物的诱变机理。利用空间技术与生物技术相结合,塑造新种质,培育新品种,将农业空问技术发展为新世纪的农业高新技术产业。

(三)核素示踪和农业资源与环境

利用核素示踪技术与相关技术相结合,监测和评价化肥和农药在土壤一一作物系统中污染物的迁移与积累及其对农业生态环境的影响,利用”7cs研究土壤侵蚀和荒漠化,用核素示踪研究水土流失、草场退化等区域性环境问题,为我国农业生态环境建设提供技术支撑。利用中子测水技术研究节水农业,提高水资源利用率。利用示踪技术和信息技术研究现代农业示范工程的管理技术。

(四)核技术与动物生产和健康

利用放射性免疫分析技术和相关技术研究我国猪、牛口蹄疫疾病早期诊断及防治措施,预防和控制重要疾病的发生。促进畜牧业持续发展,提高农牧民的收入。

(五)农产品辐照加工与应用

大力发展农产品辐照加工的商业化和产业化,不断拓宽辐照技术的应用领域,加强辐照技术在国际贸易检疫处理、加速开发辐照抗旱材料、功能产品的产业化及在环境保护和医疗保健食品中的应用,建立相关企业,实现农产品辐照加工的产业化经营,使辐照技术发展为高新技术支柱产业。

(六)辐射不育技术防治害虫

利用昆虫辐射不育技术和相关技术综合防治重大区域性害虫,力争国家建设1个周产一亿成虫的养虫工厂,进行大面积人工释放,使其进入实用化。发展以辐射不育为基础的害虫综合防治技术体系,开展根除重大检疫害虫的应用技术研究,为防止重大检疫害虫人侵我国提供技术储备,维护我国的生态安全。

参考文献

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5陈子元主编.棱农学.北京:中国农业出版社,1997

6吴肢星等.浙江大学水稻诱变育种回麒与研究动态.核农学报,Z000(4)

7朱校奇等.湖南省水稻诱变育种的成就.棱农学报,2002(5)78

8唐秀芝等.粮饲兼用玉米中原单32号的育成与推广核农学报,2001(6)

9周柱华等玉米自交系辐照效应的研究.核农学报,2001(4)

10张和琴.昆虫辐射不育的研究和应用见:包建中主编.中国生物防治.太原:山西科学技术出版社,1998.629~63711施培新食品辐照保鲜的研究和应用.科学中国人,1994(2):27~29

12温贤芳.同位素示踪农业应用成就与发展.科学中国人,1994(2):24~26

13温贤芳.中国核农学现状与21世纪初的发展.核科学与工程,2000,20(3):332~338

14洪绂曾主编农业结构调整与农业产业化.北京:中国农业科技出版社,2000

15InternationalAtomicEnergyAgency.IAEAAnnualReportfor1999.Vienna:IAEAPress,2000

16InternationalAtomicEnergyAgency.IAEAAnnualReportfor1998.Vienna:IAEAPress.1999作者简介:温贤芳,男,研究员,中国原子能农学会理事长,《核农学报》主编。一直从事核农学的科研工作

中国核农学和航天农学的成就及发展建议

作者:

作者单位:温贤芳中国原子能农学会

1. 梁劬.孙国庆 我国核农学进展与展望[期刊论文]-中国核工业2003(3)

2. 熊正隆 加入WTO后核技术应用仪表的标准战略探讨[期刊论文]-核标准计量与质量2003(3)

3. 继往开来,在国富民贵的征程中,愿核技术应用在国计民生中发挥更大的作用——孙汉城[期刊论文]-科技成果管理与研究2011(1)

4. 王恩东.王华嵩 核技术在生产和增殖害虫天敌中的应用研究进展[期刊论文]-核农学报2003,17(4)

5. 李景奎.崔金刚.戚大伟.LI Jing-kui.CUI Jin-gang.QI Da-wei 超声波对舞毒蛾虫卵孵化率的影响[期刊论文]-中国辐射卫生2008,17(4)

6. 苗莉 UV-B胁迫对粘虫生长发育及保护酶活性影响的初步研究[学位论文]2006

7. 王小娟 实践本体论:走出本体论困境的契机[期刊论文]-理论学刊2006(11)

8. 徐常青 地板微波干燥杀虫灭菌装置[期刊论文]-大众商务2004(9)

9. 黄玉顺 儒教与形而上学问题——对鞠曦、陈明、蒋庆的评论[期刊论文]-湖南社会科学2007(1)

10. 王珏 中国哲学与形而上学问题[期刊论文]-吉林师范大学学报(人文社会科学版)2004,32(1)

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