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1、核技术与农业核能和和技术的开发利用是20世纪最伟大的成就之一。核技术农业应用已成为我国现代农业科学技术的重要组成部分。核技术农业应用的主要领域：土壤与水分管理及植物营养；食品和环境保护；植物育种和遗传；动物生产和健康；利用昆虫不育技术防治害虫。核技术在农业上应用范围很广,社会经济效益显著,对农业生产和农业科学的发展起到了积极的作用。核技术的应用是四十年代后期发展起来的一门新兴科学技术。在不到半个世纪的时间,巳广泛用于理、工、农、医各个领域,并对社会生产和科学发展产生了深刻的影响。在我国,核技术农业应用始于50年代末,起初只涉及辐射育种、土壤肥料、作物营养代谢、植物保护等方面,经过二十多年的探索
2、、研究和应用,现在已渗透到畜牧兽医、园艺林业、水产、环保、农产品保藏以及其他方面。核素示踪技术在农业科学、环境科学和生命科学诸领域中得到了广泛应用，对推动这些学科的发展起到了重要的作用。研究结果用以揭示和阐明农业生产中诸多因素的作用机理，指导科学种田、科学施肥、合理施用农药、节约灌溉等方面取得了重要成果和社会经济效益。应用核素示踪技术研究肥料与职务吸收利用、改进施肥方法、作物的生理生化进程、改进栽培技术等研究成果在农业生产上已广泛应用，10多年来仅此一项就为国家增产粮食19亿公斤，创造社会经济利益十亿元。昆虫不育技术，是生物防治害虫的重要手段之一。我国自60年代以来，先后对10多种害虫进行辐射
3、研究，特别是近年来对柑桔大实蝇的人工饲养与释放试验，取得了成功。此法不会造成环境污染，对人、畜和天敌无害，防效持久，专一性强，对消灭螟虫、棉铃虫等钻进植物体内隐蔽、药剂和天敌很难触及的害虫效果尤佳。世界上约有 1/3的国家对上百种昆虫从事辐射不育的研究，已知有30多种害虫进入了中间试验或应用阶段。螺旋蝇、地中海果蝇、红铃虫等一些重要害虫用不育方法防治，都取得了重大成果。 农副产品辐照加工、保鲜为农民增收、农产品增效、提高食品安全性和改善品质提供了新的技术方法。农产品辐照加工已从简单的辐照保鲜向多用途、深层次发展，如延迟成熟或生理生长、抑制发芽、延长货架期、除虫、灭菌及微生物控制、检疫病虫害控制
4、、为病人提供无菌食品等。农口辐照加工的产值达十亿元每年。辐射食品保藏即通过辐照抑制食用产品器官的新陈代谢和生长发育，同时杀灭害虫和致病微生物，以改进食品品质，减少贮运损失，延长贮存期和货架陈放期。长期的生物试验结果证明，辐照食品是卫生和安全的，不会使食品产生感生放射性；射线杀虫、灭菌还能减轻甚至消除病原体及其产生的毒素，而不会产生病原体及其毒素。人食用辐射食品后无不良反应。 放射免疫分析在畜牧、兽医上现已成为家畜生理和兽医临床研究的重要手段，常用以进行激素检测和细菌、病毒、抗体、维生素、药物、酶等微量物质的定量测定；在植物病理研究等方面也有应用。其基本原理是用放射性同位素标记的抗原与限量特异抗
5、体发生反应，形成标记抗原-抗体复合物。 在过去的近半个世纪中所取得的巨大成就，证明了核技术在解决某些重要农业问题方面具有其独特优势。在作物育种、食品和农产品加工、害虫和病害控制以及资源与环境保护方面都有与其不同于其他技术的特点及优势。可以预见，核技术与其他技术相结合，在解决一些威胁国家粮食安全和农业可持续发展的重要问题上将得到日益广泛的应用。对新技术的渴求和市场的高利润导向将促进核农学的快速发展。基于核技术的诱变育种作为一种遗传操作技术将用于创造优质、高产、抗逆的粮食、油料及经济植物新品种。进一步研究新型诱变因素及其诱变方法，并结合生物技术扩大突变谱，提高选择效率。辐照食品和农产品的产业化步伐
6、大大加快。在减少农产品的产后损失，开发高附加值的农产品方面的应用范围进一步拓展。进一步研究适于国际贸易中检疫处理的辐照方法。近年来我国的核农学领域显得很不适应，这既有本身的问题，也有外部问题。因此只有加大对核农学研究的支持，在管理机制上应把对核农学的管理落到实处，中国的核技术应用才有希望，猜对国家、对三农做出更大贡献，把我国的核农学提高到一个新水平，开创一个新阶段。二、核技术在农业上的应用核农学是研究核素，核射线及有关核技术在农业科学研究和农业生产中的应用及其基础理论的一门学科。它是介于核科学与农业科学间的一门边缘学科。它的主要研究领域是：辐射遗传和育种学、放射生物学、辐照保藏技术、示踪原子应
7、用等，其应用领域不断扩大，并已取得显著成绩。我国核农学的创始人是徐冠仁博士。核农学是一门高度交叉和综合的学科。它以原子核科学、数学、物理学、化学、生物学和农业科学等基础科学和电子技术与理化分析技术为支柱，以示踪动力学和辐射生物学为其基础理论，以同位素、核辐射测量、辐射防护为基本技术方法，通过核素示踪、核辐射、核分析等途径应用于农业科学和农业产业。核技术农业应用已成为我国现代农业科学技术的重要组成部分。1.核技术农业应用的主要领域：（1）、土壤和水分管理及植物营养；（2）、食品和环境保护；（3）、植物育种和遗传；（4）、动物生产和健康；（5）、利用昆虫不育技术防治害虫。2.同位素示踪技术同位素示
8、踪技术作为生命科学领域获取信息的重要手段之一，被认为是继显微镜之后，生命科学工作者的又一强有力的工具。纵观20世纪生命科学的发展历程，许多具有里程碑意义的发现都与核素示踪技术有关。例如， 1952年Hershey（赫尔希）和Chase（蔡斯）用35S和32P双标记噬菌体感染大肠杆菌的实验证明了DNA是遗传信息的载体：1957年Meselson-Stahl（梅塞尔-斯特尔）用15N，14N标记大肠杆菌的技术，证明了DNA的半保留复制机制。可以说，现代分子生物学、生物技术的每一步发展都离不开核技术的直接或间接的支持。生命科学的成就为农业科学和农业产业的发展打下了坚实的基础，其中，包括核技术农业应用
9、。同位素示踪技术在农业上的应用，解决了农业生产中的土壤、肥料、植物保护、动植物营养代谢及放射免疫等技术关键问题。它对揭示农牧渔业生产规律，改进传统栽培养殖技术，具有重要作用。示踪技术应用类型（1）、 利用同位素具有相同的化学性质，研究物质被生物体吸收、运转等代谢过程。（2）、 利用示踪与被追踪物质的物理混合，达到示踪的目的。（化学性质不同，但可以物理混合）。例如：研究飞机喷洒农药效果，用51Cr2O3研究饲料被鱼利用情况。（3）、 放射性物质加到被追踪生物体上，研究该生物体的运动规律等。例如：昆虫的迁飞、越冬等。（4）、分子生物学中的应用。例如：分子生物学与示踪技术、核酸和蛋白质标记、DNA测
10、序、核酸分子杂交。（5）、农业生态环境中的应用（发展持续农业）。例如：研究对营养元素、有毒有害元素在土壤水大气生物中的迁移、转换、累积规律以及土壤的侵蚀、污染历史等方面；评价、监测、预防和调控农业生态环境污染和整治水土流失等问题；利用同位素示踪技术与农艺技术相结合，提高肥料、水分利用率，提高土地生产力及其持续利用，研究作物高产优质高效综合栽培工程体系和作物育种与生物工程中的分子机理，发展持续农业。3食品辐射保鲜技术随着社会生产的发展，人类贮藏食品的方法不断改进，从自然干燥发展、胶水、冷冻与药物处理等贮藏技术。继这些传统贮藏方法之后发展起来的一种新的、独特的食品辐射贮藏方法。食品的辐射贮藏，就是
11、利用电离辐射辐照各种食品，进行杀菌、杀虫，抑制发芽和延迟成熟等，以实现保鲜贮藏、减少损失、改善品质和延长贮藏期。食品在射线作用下吸收的剂量不同，发生的变化也不相同。吸收剂量的大小对杀虫、灭菌、抑制生长发育和新陈代谢的作用有直接的影响，关系到辐射保鲜的效果。所以，必须正确的测量被照食品所吸收的剂量。辐照保藏技术具有节约能源，卫生安全，保持食品原来的色、香、味和改善品质等特点，应用越来越广泛，技术也日趋成熟。4.植物育种和遗传据不完全统计，我国利用辐射诱变或与相关技术相结合，在40余种植物上累计育成品种630余个，超过世界各国辐射诱变育成品种总数(2252个)的14，年种植面积超过900万hm2以
12、上，约占我国各类作物种植面积的10，每年为国家增产粮棉油33亿40亿kg。辐照育种分为外照射和内照射两种，外照射指被照射的植物接受来自外部的射线源、射线源或中子源等辐射源辐照,这种方法简便安全,可进行大量处理。内照射指将放射性物质(如32P、35S等)引入植物体内进行辐照，此法容易造成污染，需要防护条件，而且被吸收的剂量也难以精确测定。干种子因便于大量处理和便于运输、贮藏，用于辐照最为简便。举例：太空育种不同航天器搭载对籼稻诱变效果的比较从上表可以看出，不同航天器所搭载的籼稻的诱变效果不同，诱变效果与飞行时间、近远地点位置等因素都有关系。航天育种虽然已经开展了20多年，并选育出大批大批水稻优良
13、品种，但对诱变机理的研究仍较少，仅认为是高能粒子辐射、空间微重力，交变磁场和超真空等物理因素的综合作用。由于航天育种具有需要借助于航天器在太空飞行的特殊性，即使是使用同一种航天器，在不同的时间飞行时间吸收的辐照剂量也是不相同的，因此即使采用同一基因型的品种利用同样的航天器进行研究，在不同时期飞行时其变异效率也并非完全一致，因此利用航天搭载进行诱变的试验结果往往是不能重复的。5.辐照育种存在的主要问题：辐照育种存在的主要问题是有益突变频率仍然较低，不确定性高，变异的方向和性质尚难控制。因此提高诱变效率，迅速鉴定和筛选突变体以及探索定向诱变的途径，是当前研究的重要课题。6.我国核技术农业应用的伟大
14、成就经过近50年的发展，核农学对我国农业生产发展和农业科学技术进步产生了深刻的影响，取得了日益明显的经济效益、社会效益和生态效益，对我国农业的持续发展做出了巨大贡献，已经成为改造、革新传统农业和促进农业现代化的重要科学技术，其技术成果中有60余项获国家级奖，其中4项为国家发明一等奖。辐射诱变育种已成为植物遗传改良中一种独特的技术手段，在育成的品种数量、种植面积、取得的社会经济效益，以及整体技术水平均居世界首位。至2002年底，我国利用辐射诱变或与相关技术相结合，在40余种植物上累计育成品种630余个，超过世界各国辐射诱变育成品种总数(2252个)的四分之一，年种植面积超过900万公顷以上，约占
15、我国各类作物种植面积的10，每年为国家增产粮棉油3340亿公斤。7.核农学的发展趋势（1）将核素示踪技术将进一步扩大到放射性和重金属污染的修复、动物营养、水文地质、区域性的农业问题(如早作农业，生态农业，设施农业、非谷类食用作物的生产、水土流失及治理等)、新示踪剂的研制等新技术方法的研究与应用重点。（2）在我国，粮食安全是一个十分重要的课题。为了保证粮食安全，应加快育种工作建设。加强诱变育种与生物技术的结合是发展的趋势。（3）现代生活对食品保鲜的要求日益提高，食品保鲜的商业化明显加快。根据核农学和社会、经济发展的需要，以高附加值农副产品为对象，开展辐照加工技术研究，建立辐照加工技术标准体系。核
16、技术在农业领域的应用核技术是增加农业产量、提高农产品品质的最有效手段之一，可为农业提供优质良种、控制病虫害、评估肥效、控制农药残余、保持营养品质、延长储存时间、鉴定粮食品质等。核农学是核技术在农业领域的应用所形成的一门交叉学科，主要涉及辐射诱导育种，昆虫辐射不育，肥、农药、水等的示踪，辐射保鲜，农用核仪器仪表等内容。中国作为人口大国，解决温饱问题、提高粮食品质、保障人民营养，是农业科技工作的核心，核农学为解决上述核心问题提供有力的科学支撑；无论是新品种的培育，还是土肥管理，以及农产品保鲜等，都离不开核技术。辐射育种是核农学的重要组成部分，我国在这一应用方面居世界领先地位。全球通过辐射育种方式培育了2376个品种，我国建立了完整的辐射育种程序，培育了645个，占全球的四分之一以上。与此同时，创造出两千多份优异突变新种质、新材料，其中相当一部分已被
