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文章编号 :100028551 (2002) 0620418205
核技术在河南省农业上的应用研究
范家霖　胡为民　张建伟　杨保安
陈云堂　王柏楠　陈海军
(河南省科学院同位素研究所 ,河南 郑州　450052)
摘 　要 :本文回顾了核技术在河南省农业上的研究与应用 ,总结分析了已取得的成就
和存在的问题 ,并就今后的发展提出了设想和对策。
关键词 :核技术 ;农业 ;应用
收稿日期 :2000209222
作者简介 :范家霖 (1966～) ,男 ,河南新乡人 ,河南省科学院同位素研究所副研究员 ,主要从事小麦辐射育种研究
核技术在河南省农业上的应用始于 20 世纪 50 年代末[1 ] ,经过 40 年的发展 ,从体系上讲 ,
已形成了以河南省科学院同位素研究所核农研究室为主的科研、开发体系和河南省原子能农
学会牵头的学术交流体系 ;从内容上讲 ,河南省在植物辐射诱变育种、农用核素示踪技术、农副
产品的辐照加工等方面取得了长足发展 ,对河南省乃至全国农业科学技术的推进和农业生产
水平的提高作出了重要贡献。
本文着重从核技术在河南农业中对植物诱变育种 ,农副产品的辐照保藏 ,核素示踪等方面
的应用研究及成就加以论述。
1 　植物诱变育种
111 　新品种创造
据不完全统计 ,截止到 1998 年 ,河南省共在小麦、水稻、月季、菊花等 10 种植物上诱变育
成突变品种 46 个 (见表 1) ,突变体间接利用育成小麦品种 10 个[2 ] ,约占我国诱变育成品种总
数的近 1Π10 ,为河南省的农业生产作出了较大贡献。如河南省科学院同位素研究所育成的小
麦新品种豫麦 43 号 ,就是采用辐射诱变和杂交相结合育成的 ,其矮秆、大穗、高产、叶片直立、
株型紧凑。1991～1993 年在河南省麦棉双高配套小麦品种联合试验中 ,连续两年夺得多点平
均产量第一名 ,在河南省区域试验中连续两年产量位居参试品种首位 ,并于 1996 年通过了河
南省农作物品种审定委员会的审定 ,推广面积已达 400 多万 hm2 ,产生了显著的社会效益。河
南南阳农科所诱变育成的小麦新品种豫麦 4 号 ,分别被育种工作者广泛作为小麦育种亲本材
料 ,相继育成了 10 个豫麦系列新品种 ,深受农民欢迎。河南省科学院同位素研究所通过辐射
诱变育成的月季[3 ] ,菊花新品种[4 ] ,清新艳丽 ,雍容华贵 ,在国内曾多次获得新品种奖 ,被全国
各地争先引种 ,并产生了良好的社会效益和生态效益。辐射诱变育成的植物新品种对河南省
大农业的生产和发展起到了较大的推动作用。
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112 　种质资源的创造
种质资源的创造对育种实现突破性进展是十分重要的。河南省在这方面也作了大量工
作 ,通过复合诱变 ,在小麦和谷子等作物上创造了极具特色的种质资源。河南省科学院同位素
研究所、南阳农科所等单位坚持利用辐射诱变与化学诱变相结合、诱变与杂交及生物技术相结
合 ,创造出了一大批矮秆资源、穗分枝小麦新类型、特大粒小麦资源等。这些资源在抗逆性 ,抗
倒性 ,早熟性或结实性等有的方面已取得突破性进展 ,部分材料己接近生产。南阳农科所选育
的宛原 5022 小麦新矮源携带有 4 对以上矮秆基因 ,其中位于 4D 染色体短臂上的 1 对 Rht
(Wan)矮秆基因是突变产生的 ,属世界首次发现 ,1992 年获国际发明创造博览奖[2 ] 。河南省农
科院从 20 世纪 70 年代就致力于谷子种质资源创新 ,通过诱变等手段育成了新型谷子矮源郑
矮 2 号 ,1990 年通过了部级鉴定 ,为谷子矮化育种提供了重要物质基础[5 ] 。
表 1 　河南省诱变育成的植物新品种情况表
种 类
诱 变 育 成 的 品 种 数
1978 年以前 1978～1987 年 1988～1998 年
粮食 小麦 1 5 2
作物 大麦 1
玉米 (自交系) 4
水稻 2 2
谷子 2
经济 大豆 1 1
作物 甘薯 1
花卉 月季 4 5
菊花 14
食用菌 金针菇 1
113 　育出了一批性状优良的突变系
多年来河南省在小麦优良突变系的选育上曾积累了不少经验 ,选育出了一批优良突变系。
尤其是近年来选育的豫同 9301 ,抗倒伏、耐高肥、熟相好、品质优、千粒重高 ;豫原 3 号 ,株型紧
凑、叶片上举、抗倒伏、抗干热风 ,宜于中早茬、中高肥地区间作套种 ;豫原 5 号、豫原 8 号、豫原
9 号等诱变品系也各有优点 ,在某些地区被广为引种、试种 ,颇受农民欢迎 ,对河南省的小麦诱
变育种工作起到了促进作用。
2 　农产品的辐射贮藏保鲜
减少农产品在贮藏运输中的损失是一项十分重要的课题 ,研究表明[9 ] ,辐照保鲜可以有效
地减少这些损失。辐照处理农产品至少有以下几个方面的效果 : (1)辐照处理根茎类农产品如
大蒜、洋葱、马铃薯等 ,抑制其发芽 ,并能降低其内部代谢活动 ,减少自身营养消耗。(2)辐照处
理可以杀死附着或深藏在果实等上的寄生虫 ,如大枣、黄花菜等。(3)辐照对一些肉制品 ,如猪
肉、兔肉、牛肉等可以杀虫灭菌 ,延长食用期。(4)辐照杀虫灭菌对粮食、肉类、果菜等不影响其
品质 ,对人体无害。河南省自 20 世纪 70 年代起开展了农产品辐照贮藏保鲜研究 ,近 30 年来 ,
取得了一系列成果。
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211 　河南省农产品辐照技术的发展与成就
1977 年国家科委给河南省下达了“马铃薯、洋葱和大蒜辐照贮藏研究”项目 ,由河南省科
学院同位素研究所、河南省医学院卫生系和郑州市蔬菜公司共同承担。协作组工作的开始 ,标
志着河南省农副产品辐照贮藏保鲜技术研究正式起动。协作组对大蒜等辐照贮藏的生物学效
应、抑制发芽的效果及辐照工艺等进行了系统研究。该项目已于 1981 年通过了国家科委组织
的技术鉴定 ,在国内首次证实辐照保鲜对大蒜、马铃薯等是行之有效的 ,其卫生安全性是可靠
的[8 ] 。之后又相继完成了蚕茧辐照贮藏研究[9 ] 、“烧鸡辐照贮藏研究”[10 ] 、“熟兔肉辐照贮藏研
究”[11 ] 、“旋毛虫猪肉辐照无害处理研究”[12 ] 、“烹制整型黄河鲤鱼辐射保鲜工艺研究”[13 ] 、“60 Co2
γ射线辐照脱水蔬菜杀菌保藏研究”[14 ] 、“板栗辐照保鲜综合技术研究”等十多项科研成果。随
着科学技术的不断发展和科技创新时代的到来 ,核技术在河南省农产品贮藏保鲜方面的应用
已愈来愈广阔 ,辐照工艺标准亦日趋完善 ,逐步实现了规范化、规模化生产。
212 　河南省农产品辐照的市场化程度日趋提高
随着全国农产品辐照技术研究的深入和完善 ,辐照农产品的优越性日渐凸现。1984 年国
家卫生部正式颁布了 7 种辐照食品的卫生标准 ,1986 年颁布了《辐照食品卫生管理暂行规
定》,1994 年批准了扒鸡、熟肉制品、果脯等 10 种辐照食品的卫生标准 ,并于 1984 年在河南郑
州市举办了“全国原子能科学技术展览会”,这些都大大地促进了河南省农产品辐照业的发展。
以河南省科学院同位素研究所为代表的河南辐照业 ,已从当初的马铃薯、洋葱、大蒜三种辐照
对象 ,发展到现在的近 20 种辐照对象 ;辐照产品也从当初的实验阶段发展到现在的大量上市 :
装源总强度已由当初的 6000Ci 发展到目前的 50 万居里 ,且有的生产性辐照装置已实现了商
业化、产业化生产 ,对全省乃至全国的辐照产业作出了积极贡献。
213 　农产品辐照实行商业化生产 ,有效地促进了河南省的经济发展
表 2 　河南省辐照装置概况 1998 年 12 月
单位名称
地理
位置
辐照源始
运行时间
设计容量
(Bq)
装源强度
(Bq)
核素
种类
辐照源用途
省科学院同位素所 ( Ⅰ) 郑州 1966 年 714 ×1014 3123 ×1014 60Co 科研
郑州市辐照中心 (西区) 郑州 1986 年 1815 ×1015 4185 ×1015 60Co 科研、生产
开封市郊区辐照厂 开封 1986 年 714 ×1014 3123 ×1014 60Co 科研、生产
洛阳市黎明辐照厂 洛阳 1986 年 1111 ×1014 3123 ×1014 60Co 科研、生产
省科学院同位素所 ( Ⅱ) 郑州 1987 年 1111 ×1015 518 2 ×1015 60Co 科研、生产
河南天宏辐照技术公司 中牟 1995 年 1815 ×1015 3123 ×1015 60Co 生产
郑州市辐照中心 (东区) 郑州 1996 年 1111 ×1015 516 ×1015 60Co 生产
开封杞县利民辐照厂 杞县 1996 年 1111 ×1015 119 ×1015 60Co 生产
合计 721 8 ×1015 22137 ×1015
　　1987 年“辐照保鲜大蒜开辟远洋市场综合研究”项目的完成验收 ,标志着河南省农产品辐
照向商业化生产迈出了重要一步。市场需求的攀升有效地拉动了大蒜产业的发展[15 ] 。1984
年以前河南省的大蒜种植面积仅有 200hm2 ,产量也仅有 2000 多吨 ,目前己发展到近 4 万公顷 ,
年产大蒜 50 多万吨 ,产值达 8 亿多元。河南省大蒜的辐照数量也由 1985 年的 50 吨增至现在
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的 2 万吨 ,中牟、通许、杞县等地己发展成为全国著名的大蒜基地 ,享誉海内外。随着与辐照有
关科研成果的转化 ,河南省辐照产业蓬勃发展。全省辐照装置已由 1980 年前的一座试验源 ,
发展到现在的 8 座 ,总源强已达 312 ×1015Bq (见表 2) ,农产品的辐照范围已延伸至保健食品、
中成药、调味品等。其发展速度在全国也当数前列。河南省辐照产业的迅猛发展无疑将对国
民经济产生较大的推动作用。
3 　同位素示踪技术的农业应用
河南省从 20 世纪 60 年代就开始32 P、15 N、56 Fe 等元素的示踪研究。多年来 ,通过对玉米、
小麦、谷子、水稻、棉花等作物对氮、磷、钾等元素的吸收、运转、分配规律的研究 ,在全国首先提
出了夏玉米全生育期存在两个吸氮高峰 ,制订了玉米合理的施肥技术措施 ,为我国夏玉米高产
施肥技术打下了坚实基础。同时河南省用示踪方法研究探讨了小麦根外追肥和喷施激素增产
的机理 ,为小麦高产栽培提供了科学依据。
根据长期的示踪研究 ,对不同作物、不同生理时期、不同产量水平对各种元素的要求以及
各种元素间的相互作用有了较深入的了解。据此 ,新乡市农科所的科研人员将科研与市场有
机地结合起来 ,与有关单位合作 ,推出了小麦、花生、水稻等作物专用肥 ,增产效果显著 ,取得了
可观的经济效益和社会效益。经济效益的产生又促进了农业示踪技术的深入发展。目前 ,同
位素示踪技术己广泛应用于土壤改良、节水灌溉、科学施肥、植物营养、农用化学物质残留等研
究。
4 　存在问题与发展对策
41l 　存在问题
核技术农业应用工作手段落后、思想有待进一步解放 : 核农学在河南省已有 40 年的发展
历史 ,纵观这 40 年的历程 ,核技术农业应用在河南省的发展是肯定的 ,也是有目共睹的。但目
前河南省核技术农业应用工作者大多仍采用较为原始的设备和手段 ,缺乏创新及自我保护意
识 ,制约了学科的发展。
科技产业化进程滞后 : 虽然河南省在核技术农业应用方面取得了一批科研成果 ,但是大
部分成果未能有效地转化而形成产业 ,即使己转化的少部分成果 ,其规模化、产业化程度也有
待进一步提高。
学科发展较缓慢 :受经费不足和缺乏学科带头人的影响 ,这几年在核技术农业应用方面发
展较为缓慢 ,主要包括科学研究和队伍建设两个方面。
412 　发展对策与前景展望
41211 　更新观念 ,迎接挑战 　在国家科技体制转轨过程中 ,核技术农业应用工作者的思想观
念也必须与时俱进 ,摒弃过去不讲市场、不求效益 ,只求成果、论文数量的做法 ,以科技为先导 ,
以市场需求为方向 ,大力推进科技成果产业化。
41212 　培养引进人才 ,促进学科发展 　要发展就需要人才。培养和引进高水平、高层次的专
业人才已是河南省核技术农业应用工作的当务之急。
41213 　实行学科联合 ,促进学科发展 　随着科学技术的发展 ,核技术农业应用 ,已不再单单
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是核技术与农业技术的交叉 ,其内涵已有了较大延伸。核技术农业应用要加强同其它高新技
术 (如 :生物技术、信息技术、航天技术等)的交融 ,把技术创新与机制创新结合起来 ,组织多学
科联合攻关 ,优化、配套、完善核技术农业应用体系 ,促进河南省核农学科的发展。
41214 　加强成果转化 ,发展科技产业 　在知识经济时代 ,不能再单一用成果的数量来衡量自
己的水平 ,而更重要的是要提高成果的转化能力、开发能力、市场开拓能力和创新能力 ,增强市
场竞争意识 ,产、学、研与产、供、销相结合 ,推广成熟的综合配套技术。实现科技产业化 ,创出
河南省核技术农业应用的知名品牌 ,促进地方经济的发展。
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A REVIEW ON APPLICATION OF NUCLEAR TECHNOLOGY
IN HENAN AGRICULTURE
FAN Jia2lin 　HU Wei2min 　ZHANGJian2wei 　YANG Bao2an
CHEN Yun2tang 　WANG Bai2nan 　CHEN Hai2jun
( Isotope Institute ,Academy of Henan Province , Zhengzhou , Henan prov. 　450052)
·224· Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2002 ,16 (6) :414～422