全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 032164206
中国核农学的现状及发展建议
温贤芳1 　汪勋清2
(11 中国农业科学院原子能利用研究所 ,北京　100094 ; 21 中国农业科学院研究生院 ,北京　100081)
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
2712 % ,年推广种植面积达 9 ×10hm2 ,育成的新品种每年为国家增产粮食 30～40 亿 kg、棉花
115～118 亿 kg、油料 0175 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 ,开发一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
收稿日期 :2003209217
作者简介 :温贤芳 (1938～) ,男 ,研究员 ,广东梅州市人 ,中国原子能农学会理事长 ,长期从事核农学研究工作。
NUCLEAR AGRICULTURAL SCIENCES IN CHINA :CURRENT STATUS AND SUGGESTION
ON FUTURE DEVELOPMENT
WEN Xian2fang1 　WANG Xun2qing2
(1. Institute for Application of Atomic Energy , CAAS , Beijing , 100094 ; 2. Graduate School , CAAS , Beijing , 100081)
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 2712 % 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 mil2
lion tons , cotton by 115～118 million tons , oilseeds by 0175 million tons , with total annual economic benefit of 313
～410 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 thou2
sand tons. In general , the application of nuclear agricultural sciences in mutation breeding , space breeding , agri2
cultural isotope tracers , food irradiation , sterile insect technique and radiation hormesis , has made considerable ad2
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vancement and gained tremendous economic , social as well as ecological benefits. As a result , the IAEA and its
technical officials highly evaluated nuclear agriculture in China. In 1999 , China was approved as the RCA lead cou2
ntry 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 environ2
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 con2
tinue to keep its comprehensive advantage in nuclear agricultural sciences.
Key words :China nuclear agricultural 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。
111 　植物辐射诱变育种[1 ]
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 2712 % ,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 115～118 亿 kg、油料 0175 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 415 亿 kg ,创社会经济效益 514 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 8195 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 615 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 2003 年不完全统计 ,育成水稻、小麦、棉花、大豆、
561　3 期 中国核农学的现状及发展建议
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。
112 　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 5119 %下降到 01098 % ,防效十分显著。
柑桔产量释放前平均年产量 2317 万 kg ,释放后的当年产量为 5013 万 kg ,1994 年 4413 万 kg。
113 　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 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 115 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。
114 　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15 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 hm2 ,
获社会经济效益 517 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。
115 　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 619 %～1814 % ,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 1Π4 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 FAOΠIAEA 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 Ci 的很少 ,国外一座商业化钴源的装源量就有 1000 万 Ci 以上。又如昆虫辐射不育技术 ,虽然对不少
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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。
311 　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 FAOΠIAEA 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。
312 　建立持续有效的科技投入机制
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 1∶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 ,组织全国性的协作和攻关 ,以解决我国生态农业和持续农业发展的重大问题。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。
313 　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的调
整 ,以调整方向任务促进项目争取。推动科技与经济的结合 ,加快实施航天育种工程 ,实施辐射育种和
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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 ,建立农业高新技术支柱产业。
314 　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 ,积极助其争取项目和创造良好的工作生活环
境条件 ,吸引人才和留住人才同时并重。
315 　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 ,积极参与亚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 ,并积极拓展其它多边和双边合作 ,提高我国
核农学的水平 ,扩大国际影响。
316 　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 ,中国原子能农学会开展了大
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。在中国核农学事业面临极端困难的今
天 ,更要发挥中国原子能农学会的作用。
4 　核农学优先发展的领域
411 　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 ,重点提高农作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。
412 　空间诱变育种及机理研究
充分利用国家批准的航天育种项目 ,在加快航天育种新品种选育的同时 ,加强空间诱变育种机理的
研究 ,探索空间环境对生物的诱变分子机理。利用空间技术与生物技术相结合 ,塑造新种质 ,培育新品
种 ,将农业空间诱变育种技术发展成为 21 世纪的农业高新技术产业。
413 　农产品辐照加工与应用
加强农产品辐照加工标准和质量保证体系建设 ,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 ,加强辐照食品和农产品辐照海关检疫技术的研究与应用 ,加速开发农用辐照
新材料和功能产品及农业环境保护中的应用 ,建立相关企业 ,实现农产品辐照加工的产业化 ,使之发展
为高新技术支柱产业。
414 　辐射不育技术防治害虫
研究辐照不育技术与无公害的环保型害虫防治技术 ,在我国已有的国家科技攻关成果的基础上 ,发
展以辐射不育技术为基础的害虫区域防治技术体系。同时 ,针对严重危害我国生物安全的重大检疫害
虫 ,进行预警和防治技术研究 ,以保护我国农业生产和农产品贸易的正常发展 ,维护我国的生态安全。
415 　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 ———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137 Cs 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。
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416 　核技术与动物生产和健康
利用核技术和现代生物技术相结合 ,研究提高动物的营养水平 ,改进家畜的受精作用 ,开发新型的
动物饲料 ,提高动物生产力。利用放射性免疫分析技术和相关技术研究口蹄疫、禽流感等重大疫病的早
期诊断及防治措施 ,预防和控制重要畜禽疾病的发生 ,促进畜牧业持续发展 ,提高农牧民的收入。
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