走進浙江省農(nóng)科院作物與核技術(shù)利用研究所的輻照中心，記者看到廠房里有一箱箱等待消毒殺菌的物品正整齊地隨著傳送帶進入亮著紅燈的輻照間，里面的鈷源輻照裝置在兩米深的水下透著藍光，倍顯神秘。
其實，記者看到的輻照裝置只是核技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的冰山一角。核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中還有哪些應(yīng)用?為什么這些比較成熟的技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還不為公眾所廣泛接受?未來它的發(fā)展將走向何方?帶著公眾關(guān)心的諸多問題，記者在由中國核學(xué)會承辦的中核集團2015年核科普公眾開放周活動中，與浙江大學(xué)原子核農(nóng)業(yè)研究所的專家交流，并得到了解答。
農(nóng)業(yè)應(yīng)用廣泛
核技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要領(lǐng)域之一，“以前一直被稱為核技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用，直到1986年我國才形成了核農(nóng)學(xué)這一個專門的學(xué)科。”中國核農(nóng)學(xué)奠基人之一、中科院院士陳子元說。
我國早在20世紀50年代就開展同位素與輻射技術(shù)應(yīng)用于作物育種、土壤肥料、病蟲害防治、畜牧、水產(chǎn)和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護等領(lǐng)域的研究。
“植物輻射誘變育種是我國核農(nóng)學(xué)領(lǐng)域的一項重要成就。我國植物輻射誘變育成新品種800個，占世界輻射誘變育成品種的26.85%，為國家創(chuàng)造了巨大的社會和經(jīng)濟效益。”浙江大學(xué)原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所所長華躍進告訴《中國科學(xué)報》記者。
由浙江大學(xué)育成的品種“浙輻802”，連續(xù)9年居全國常規(guī)稻推廣面積之首，累計種植面積達1400萬公頃，創(chuàng)經(jīng)濟效益122億元。
此外，農(nóng)用核素示蹤技術(shù)的應(yīng)用滲透于大農(nóng)業(yè)(農(nóng)、林、牧、副、漁等)的各個領(lǐng)域。
“其意義在于揭示和闡明農(nóng)業(yè)生物生命活動的奧秘，以及農(nóng)業(yè)科學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各種因素的作用機理，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的實施、環(huán)境評價及宏觀管理提供科學(xué)依據(jù)。”華躍進說。
據(jù)了解，科研人員通過核素示蹤技術(shù)研究了作物的生理生化過程，從而改進了作物的栽培技術(shù)，由此獲得的經(jīng)濟效益約為17億元。應(yīng)用同位素示蹤法所取得的成果為國家增產(chǎn)糧食19億公斤，創(chuàng)經(jīng)濟效益28億元。
專家介紹，利用核輻射防治農(nóng)業(yè)害蟲的“雄性不育技術(shù)”是現(xiàn)代生物防治技術(shù)中害蟲防治的有效手段，也是一項無公害的生物防治新技術(shù)。“其實就是通過輻照技術(shù)造成雄蟲不育，大量地控制害蟲繁殖能力，從而減輕危害。”
此外，輻照技術(shù)還可以應(yīng)用到農(nóng)副產(chǎn)品的加工以及保鮮，為農(nóng)民增收、農(nóng)產(chǎn)品增效、提高食品安全性和改善品質(zhì)提供了新的技術(shù)方向。
正確看待輻射
目前，全球輻照加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，農(nóng)產(chǎn)品輻照加工已經(jīng)成為我國農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。
談到輻照加工技術(shù)，人們首先想到的是會不會有放射性物質(zhì)殘留，這樣的技術(shù)會不會對人體產(chǎn)生不利影響。
對此，陳子元院士指出，這種擔(dān)心是沒有必要的，因為這些技術(shù)的應(yīng)用并不會產(chǎn)生放射性殘留，公眾應(yīng)正確理解和看待這個問題。
“自然界本身就是一個充滿輻射的世界，如果沒有輻射，就沒有自然界的突變和物種進化。而人類本身就長期生活在一個輻射環(huán)境(本底輻射)中，人類已經(jīng)在漫長的進化過程中適應(yīng)了這種低水平的本底輻射。只有當(dāng)受到異常的、超過本底輻射的大劑量輻射時才會導(dǎo)致不良影響。”浙江省核學(xué)會原理事長徐步進教授表示。
他進一步指出，輻照加工確實沒有放射性殘留，因為并不是放射性物質(zhì)進入到產(chǎn)品里面，而是能量進入到被照的物體中間。
“這其實是一個能量傳遞的過程，就像光照，太陽光等光源可以透過一定的厚度;而現(xiàn)在我們所用的放射源，比如鈷-60或電子加速器，其能量都比較高，可以穿透被照物體，使里面均勻地受到照射。在這個照射過程中，殺滅了一些微生物，尤其是致病的病原微生物，大大降低人體感染的幾率，保證食品衛(wèi)生，延長食品的保質(zhì)期。”徐步進說。
當(dāng)然，并不是所有的食品都適用于輻照加工技術(shù)，有的可以通過高溫消毒或其他手段，對于某些特殊物品、特種的需求才會采用輻照加工技術(shù)。
此外，專家表示，我們現(xiàn)在所用的射線的能量不足以誘發(fā)二次放射性，因為還達不到可以產(chǎn)生放射性的閾值。“現(xiàn)在能夠?qū)嶋H應(yīng)用的技術(shù)，可以保證對人體是無害的。”
趨勢和挑戰(zhàn)
核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有諸多優(yōu)點，比如農(nóng)產(chǎn)品輻照技術(shù)應(yīng)用有著能耗低、綠色環(huán)保等優(yōu)點。
據(jù)國際原子能機構(gòu)統(tǒng)計分析，冷藏農(nóng)產(chǎn)品每噸耗能90kw/h，熱處理消毒達300kw/h，而輻照滅菌只需要6.3kw/h，可節(jié)約能耗70%~90%，符合浙江省發(fā)展低能耗等低碳經(jīng)濟的要求。
“如一臺大型電子加速器用于農(nóng)產(chǎn)品殺菌保鮮，年處理能力達上萬噸，節(jié)能300萬~500萬度，減少碳排放250萬噸。”華躍進表示。
這些優(yōu)點使得核輻射技術(shù)的應(yīng)用范圍出現(xiàn)擴大趨勢。核輻射技術(shù)的應(yīng)用范圍由原先的糧食、棉花、油料拓展到幾乎所有農(nóng)產(chǎn)品，包括蔬菜、水果、花卉、藥用植物、工業(yè)原料作物、經(jīng)濟價值高的特種植物等。
此外，核素示蹤技術(shù)也得到了廣泛的推廣，由原來的合理使用農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)和保護生態(tài)環(huán)境拓展到研究環(huán)境生態(tài)系中植物—微生物—動物相互作用分子機理，揭示有害物質(zhì)對土壤的污染途徑等。
近年來，浙江大學(xué)原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所就利用核素示蹤等技術(shù)闡明了經(jīng)濟菌藻類活性多糖代謝合成與累積的動力學(xué)機制和植物高光效的調(diào)控機制。
核技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的發(fā)展趨勢日益明顯，但是我國核農(nóng)學(xué)經(jīng)過幾十年的發(fā)展仍然面臨一些困難和挑戰(zhàn)。
比如，核素示蹤共享技術(shù)平臺的缺乏，制約了我國自主創(chuàng)制新農(nóng)藥的產(chǎn)業(yè)化進程;農(nóng)產(chǎn)品射線輻照加工技術(shù)與工藝尚不完善;核輻射誘變技術(shù)的服務(wù)目標(biāo)過窄，共性技術(shù)、顯示度與深度有待進一步充分發(fā)掘等。
“如何發(fā)揮優(yōu)勢，形成我們的特色，面向國家需求，瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿，提高研究水平，都將是我們下一步會著重考慮的問題。”華躍進表示。
