时间:2015-11-11 11:23 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:温贤芳 汪勋清 点击次数:
摘要:本文介绍了中国核农学的成就和发展建议。中国核农学的研究与应用开始于1956年, 现已广泛应用于农业的各个领域并取得了卓越的成就,在某些领域处于世界领先地位。据 2001年底不完全统计统计,中国辐射诱变育成新品种625个占全世界辐射育成新品种总和的 27. 2%年推广种植面积达9X 10hm2,育成的新品种每年为国家增产粮食30 ~ 40亿kg、棉花 1.5~1. 8亿kg、油料0.75亿kg创经济效益33~40亿元。在育成的新品种中有18个获得国 家发明奖。中国已批准6大类辐照食品的国家卫生标准和17种辐照食品的国家工艺标准,年 辐照食品和农产品达8 ~ 10万t。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,创造 了巨大的经济、社会和生态效益,培养和造就了 一批核农学人才和科技队伍。中国核农学的卓 越成就得到了国际原子能机构和专家的高度赞誉,1999年中国被国际原子能机构确认为亚太 地区核农学的牵头国。中国核农学今后的发展应从我国核农学重大技术应用基础研究和关键 技术研究着目眼力争在辐射诱变育种和空间诱变育种的分子机理、辐照检疫技术及产业化、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<批具有自主知识产权 的技术成果,从总体上提高我国核农学的技术创新能力,继续保持我国核农学的综合优势。
关键词:中国核农学;现状;差距;发展建议
Abstract: This paper reviewed the main achievements of nuclear agricultural sciences analyzed its developmental gap and provided some thoughts on its future development in China. Since the research and application of nuclear agricultural sciences was initiated in 1956 , it has penetrated into the main fields of agriculture and made outstanding achievements? in some fields,China keeps a leading place in the world. By the end of 2001 China obtained 625 mutant varieties and strains accounting for 27. 2% of the total number in the world. The total planting area of the mutant varieties amounted to about 9 million hectares? and brought about an annual increase of grains by 3 ?4 mil- lion tons cotton by 1. 5 ?1. 8million tons,oilseeds by 0. 75 million tons,with totalamualeconomic benefit of 3. 3 ?4 0 billion RMB Yuan. Among the released mutant varieties 18 were awarded the national innovation prize. China approved national hygiene standards for 6 classes of irradiated foods and 17 national technological standards of irradiated foods. The annual amount of irradiated foods and agricultural commodities ranged from 80 ?100 thou?sand tons. In general,the application of nuclear agricultural sciences in mutation breeding,space breeding, agii- cultural isotope tracers,food irradiation,sterile insect technique and radiation homesis, has made considerable 1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved,vancement and gained tremendous economic social as well as ecological benefits. As a result? the IAEA and its technical officials highly evaluated nuclear' agiicultuie inChina. In 1999? China was approved as the RCA lead cou- ntiy for thematic agriculture. In considering its future development,the focus should be placed on the applied basic research and the development of some key technologies,and endeavor to make some breakthroughs in the molecular mechanism of mutation breeding and space breeding, irradiation quarantine technology,isotope tracing in environ?mental protection animal health and production. The general objective is to develop a set of technology packages with domestic intellectual propriety and upgrade the capability building of technology innovation in China and con?tinue to keep its comprehensive advantage in nuclear' agricultural sciences.
Keywords China nuclear' agricultulal sciences; current status suggestion 核农学是农业科学技术的重要组成部分,为促进食物安全和农业可持续发展作出了重要贡献。中 国核农学的研究与应用始于1957年现已形成具有中国特色的研究体系、学术交流体系和国际合作与 交流的3大网络。中国核农学的发展,为我国农业科技和农业生产的发展作出了重要贡献,并推动了国 际核农学事业的发展。近年来由于各单位对改革的认识不同,一些农业原子能利用研究所发生较大的 变化,中国核农学正面临滑坡的严峻形势。因此,在肯定中国核农学取得成就的同时,必须清醒地认识 到面临的危机。本文总结了中国核农学的主要成就,分析了中国核农学与国外先进水平的差距,并提出 了促进中国核农学发展的若干建议。
1.中国核农学的主要成就
核农学的主要应用领域包括植物辐射诱变育种、航天育种、农产品辐照、辐射害虫不育技术的应用、 保鲜与加工、同位素示踪技术应用、低剂量辐射刺激增产。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,其中包括国家发明奖和国家科技进步奖的国家级奖57项,说明中国核农 学在农业科研和农村经济发展中做出了重大贡献。
1.1植物辐射诱变育种
我国辐射育种研究工作虽比国外晚约30年,但发展较快。据2001年不完全统计,中国累计育成新 品种625个,占世界辐射诱变育成品种总数的27. 2%,育成的新品种的推广面积约在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,每年创经济效益 达33 ~40亿元,中国辐射育种前25年间育成的品种增产价值累计达200亿元以上,每年增值8亿元。 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hm2,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离体诱变相结合,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”。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hm2,增产粮食约25亿kg,获 社会经济效益约40亿元。中国农科院原子能利用研究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hm2,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。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号和“新春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,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”自交系为亲本组配的鲁原单玉米杂交种,10年累计推广面积593万hm2,创 社会经济效益8. 95亿元。黑龙江农科院原子能所育成大豆突变品种13个,累计种植面积196万hm2, 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11个新品种,累计推广面积1500万 hm2,增产粮食110亿kg,创造效益136亿元。其他省、市的科研单位在辐射诱变育种也取得了许多成 绩自1987年以来我国开展了航天育种研究工作,至_年不完全统计.育成水稻.小麦、棉花、大豆、蔬菜、莲籽等20多个新品种,示范推广面积30多万hm2,居世界先进水平。
1.2辐射不育防治昆虫
昆虫辐射不育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唯一有可能灭绝害虫 的有效手段。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实验室研究,并对一些害虫做了释放试验。中国农科院原子能利用研究所成功实 现柑桔大实蝇的人工饲养,并于1993年开始在贵州惠水县118hm2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。 柑桔产量释放前平均年产量23. 7万kg释放后的当年产量为50. 3万kg 1994年44 3万kg。
1.3农产品辐照加工
中国农副产品与食品辐照加工研究工作始于1958。经过40多年的发展,在理论研究、工艺设施及 商业化进程等方面均取得了较大的成就。中国已批准6大类辐照食品的国家卫生标准和17种辐照食 品的国家工艺标准。并于2002年建成“农业部辐照产品质量监督检验测试中心”。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1⑴多个单位分别对200多种食品进行了辐照保 鲜、杀虫灭菌、改善品质等方面的研究。椐统计,2002年全国辐照农产品和食品的商业化总量已达10万 余t,总产值超过1. 5亿元,位居世界首位。“九五”期间,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。
1.4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,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、草场和林果 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,新的施肥技术等 方面的研究成果,为国家增产粮食19亿kg创社会经济效益28亿元。应用15N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hm2, 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”新工艺,可提高氮肥利用 率6%~ 10%。应用15N研究水稻基穗期施肥技术,累计推广面积67万hm2,获社会经济效益4000万元。 同位素示踪应用在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。
1.5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,促进其生长和发育,提高产量的研究,该技术 对豆类作物和蔬菜刺激增产效果尤为明显。利用快中子辐照柞蚕卵,可使蚕茧产量提高10%~ 20%。 这项技术已在山东、河南、辽宁等10多个省推广,取得了显著的经济效益。利用低剂量快中子辐照对虾 的卵和虾,可使卵的孵化率提高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%。该技术已被国家科委列为星火重点推广成果,在沿海地区推广取得直 接经济效益1000多万元。
2.中国核农学与国外发展水平的比较
中国核农学发展较快,并在上述几方面取得了显著的成就,诱变育成的新品种(品系)在数量上占世 界总和1 /4以上,在种植面积和增产方面也是世界领先的。正如原国际原子能机构(IAEA)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 /[AEA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 辐照保鲜技术的应用大国”。我国农业核技术的推广应用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。虽然取得相当多的成果,只有少量技术 进入了中间试验,并未形成产业化规模。以食品辐照为例,我国农用钴源有70多座,但装机容量大于30 万G的很少,国外一座商业働原的装源量就有1000万G以上。又如昆虫辐射不育技术虽然对不少 害虫进行了不育技术的研究,但没有对一种害虫进行大规模工厂化生产和大面积释放,而发达国家在螺 旋蝇、墨西哥果蝇、采采蝇等均已建有工厂化生产车间,连续几年大面积释放,收到明显的防治效果。另 外,我国的产品质量不稳定,国际竞争能力差,大多在国内产销,我国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。我国的研究在技术方法 方面创新不够。
我国在研究水平上,形态和表观研究较多,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研究,而 是没有经费去深入研究。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,我们许多设备陈旧,还有20世纪80年代,甚至是70年代的设备。在人才问题上,我们有一大批核 农学技术骨干,这几年纷纷退休培养的青年科技人才,能出国的都走了,留下来的由于国家课题经费投 入少而不够安心。不象五十、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,可以全力以赴投入科研工作。
总的说来,中国核农学与发达国家相比,由于投入少,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。
3.中国核农学发展的建议
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,要有重点地发展农业核技术的关键技术,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、辐照海关检疫技术、 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。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。为保持 和发展中国核农学事业,提出如下建议。
3.1依托农业部核农学领域的重点实验室开展技术创新,建立核农学国家实验室根据联合国粮农组织(FAO)和国际原子能机构(IAEA)建立FAO ZtAEA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,建议成立国家原子能委员会,统管我国核科技与 技术的研究和应用。或由科技部牵头,国家改发委、国防科工委、农业部等部委参加组成我国农业核技 术研究与应用的领导和协调机构。国家发改委2004年把非核动力的核技术产业化列入国家重大专项, 无疑将极大的推动我国核技术的应用,遗憾的是没有把核农业列入计划,我们建议发改委主管部门能把 核农领域列入计划。国家依托现有的“农业部农业核技术和航天育种重点开放实验室”、“农业部核农学 重点开放实验室”和“农业部辐照产品质量监督检验测试中心”,组织全国核农有关单位从事战略性的和 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,巩固和发展核农学研究队 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。
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