走進(jìn)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(chǎng)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(jìn)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(lán)光，倍顯神秘。
其實(shí)，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(lái)它的發(fā)展將走向何方?帶著公眾關(guān)心的諸多問(wèn)題，記者在由中國(guó)核學(xué)會(huì)承辦的中核集團(tuán)2015年核科普公眾開(kāi)放周活動(dòng)中，與浙江大學(xué)原子核農(nóng)業(yè)研究所的專(zhuān)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(chēng)為核技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用，直到1986年我國(guó)才形成了核農(nóng)學(xué)這一個(gè)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科。”中國(guó)核農(nóng)學(xué)奠基人之一、中科院院士陳子元說(shuō)。
我國(guó)早在20世紀(jì)50年代就開(kāi)展同位素與輻射技術(shù)應(yīng)用于作物育種、土壤肥料、病蟲(chóng)害防治、畜牧、水產(chǎn)和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的研究。
“植物輻射誘變育種是我國(guó)核農(nóng)學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要成就。我國(guó)植物輻射誘變育成新品種800個(gè)，占世界輻射誘變育成品種的26.85%，為國(guó)家創(chuàng)造了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。”浙江大學(xué)原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所所長(zhǎng)華躍進(jìn)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。
由浙江大學(xué)育成的品種“浙輻802”，連續(xù)9年居全國(guó)常規(guī)稻推廣面積之首，累計(jì)種植面積達(dá)1400萬(wàn)公頃，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)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(gè)領(lǐng)域。
“其意義在于揭示和闡明農(nóng)業(yè)生物生命活動(dòng)的奧秘，以及農(nóng)業(yè)科學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中各種因素的作用機(jī)理，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)施、環(huán)境評(píng)價(jià)及宏觀(guān)管理提供科學(xué)依據(jù)。”華躍進(jìn)說(shuō)。
據(jù)了解，科研人員通過(guò)核素示蹤技術(shù)研究了作物的生理生化過(guò)程，從而改進(jìn)了作物的栽培技術(shù)，由此獲得的經(jīng)濟(jì)效益約為17億元。應(yīng)用同位素示蹤法所取得的成果為國(guó)家增產(chǎn)糧食19億公斤，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益28億元。
專(zhuān)家介紹，利用核輻射防治農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的“雄性不育技術(shù)”是現(xiàn)代生物防治技術(shù)中害蟲(chóng)防治的有效手段，也是一項(xiàng)無(wú)公害的生物防治新技術(shù)。“其實(shí)就是通過(guò)輻照技術(shù)造成雄蟲(chóng)不育，大量地控制害蟲(chóng)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(guó)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(huì)不會(huì)有放射性物質(zhì)殘留，這樣的技術(shù)會(huì)不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不利影響。
對(duì)此，陳子元院士指出，這種擔(dān)心是沒(méi)有必要的，因?yàn)檫@些技術(shù)的應(yīng)用并不會(huì)產(chǎn)生放射性殘留，公眾應(yīng)正確理解和看待這個(gè)問(wèn)題。
“自然界本身就是一個(gè)充滿(mǎn)輻射的世界，如果沒(méi)有輻射，就沒(méi)有自然界的突變和物種進(jìn)化。而人類(lèi)本身就長(zhǎng)期生活在一個(gè)輻射環(huán)境(本底輻射)中，人類(lèi)已經(jīng)在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)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(guò)本底輻射的大劑量輻射時(shí)才會(huì)導(dǎo)致不良影響。”浙江省核學(xué)會(huì)原理事長(zhǎng)徐步進(jìn)教授表示。
他進(jìn)一步指出，輻照加工確實(shí)沒(méi)有放射性殘留，因?yàn)椴⒉皇欠派湫晕镔|(zhì)進(jìn)入到產(chǎn)品里面，而是能量進(jìn)入到被照的物體中間。
“這其實(shí)是一個(gè)能量傳遞的過(guò)程，就像光照，太陽(yáng)光等光源可以透過(guò)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(gè)照射過(guò)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(zhǎng)食品的保質(zhì)期。”徐步進(jìn)說(shuō)。
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(guò)高溫消毒或其他手段，對(duì)于某些特殊物品、特種的需求才會(huì)采用輻照加工技術(shù)。
此外，專(zhuān)家表示，我們現(xiàn)在所用的射線(xiàn)的能量不足以誘發(fā)二次放射性，因?yàn)檫€達(dá)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(duì)人體是無(wú)害的。”
趨勢(shì)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(diǎn)，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(diǎn)。
據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)分析，冷藏農(nóng)產(chǎn)品每噸耗能90kw/h，熱處理消毒達(dá)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(jì)的要求。
“如一臺(tái)大型電子加速器用于農(nóng)產(chǎn)品殺菌保鮮，年處理能力達(dá)上萬(wàn)噸，節(jié)能300萬(wàn)~500萬(wàn)度，減少碳排放250萬(wàn)噸。”華躍進(jìn)表示。
這些優(yōu)點(diǎn)使得核輻射技術(shù)的應(yīng)用范圍出現(xiàn)擴(kuò)大趨勢(shì)。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(jì)價(jià)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(lái)的合理使用農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)和保護(hù)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(dòng)物相互作用分子機(jī)理，揭示有害物質(zhì)對(duì)土壤的污染途徑等。
近年來(lái)，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(jì)菌藻類(lèi)活性多糖代謝合成與累積的動(dòng)力學(xué)機(jī)制和植物高光效的調(diào)控機(jī)制。
核技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的發(fā)展趨勢(shì)日益明顯，但是我國(guó)核農(nóng)學(xué)經(jīng)過(guò)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(tái)的缺乏，制約了我國(guó)自主創(chuàng)制新農(nóng)藥的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;農(nóng)產(chǎn)品射線(xiàn)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(guò)窄，共性技術(shù)、顯示度與深度有待進(jìn)一步充分發(fā)掘等。
“如何發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，形成我們的特色，面向國(guó)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(huì)著重考慮的問(wèn)題。”華躍進(jìn)表示。
