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    核技術如何助力中國農業發展

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    核技術的使用被充分融入中國農業科學院的農業研究。這里,一名技術人員正在為食品安全測試準備樣品。(照片來源:M. Gaspar/原子能機構)

    中國北京 — 中國有19%的世界人口,但只有7%的可耕地,因此面臨著一個困境:如何在保護自然資源的同時改善日益增長和富裕起來的人口的糧食供給。在過去的幾十年里,該國的農業科學家越來越多地在農作物生產中使用核技術和同位素技術。他們與原子能機構和聯合國糧食及農業組織(糧農組織)合作,目前正在利用輻照幫助亞洲及其他地區的專家開發新的作物品種。

    在許多國家,農業核研究由獨立于國家農業研究機構的核機構進行,而在中國,核技術在農業的使用被納入中國農業科學院和省級農業科學院的工作。這確保了調查結果立即投入使用。

    事實上,在中國利用第二廣泛的小麥突變體品種魯源502是由中國農業科學院作物科學研究所和山東農業科學院利用太空誘發突變育種(見太空誘發突變育種)開發的。該研究所副所長劉錄祥說,它的產量比傳統品種高11%,而且對干旱和主要疾病的耐受性更強。它已經種植在360多萬公頃(幾乎和瑞士一樣大)的土地上。劉先生說,這是為提高耐鹽抗旱性、糧食質量和產量而開發的11個小麥品種之一。

    糧農組織/原子能機構糧農核技術聯合處育種和遺傳學科科長索卜哈娜·西瓦桑卡爾說,通過與原子能機構和糧農組織密切合作,中國在過去60年中推出了1000多個突變作物品種,中國開發的品種占目前原子能機構/糧農組織世界范圍內生產的突變品種數據庫中所列突變體的四分之一。她補充說,該研究所建立的新突變誘導和高通量突變選擇方法為來自世界各地的研究人員提供了一個模型。

    該研究所使用重離子束加速器、宇宙射線和伽馬射線以及化學物質來誘導包括小麥、水稻、玉米、大豆和蔬菜在內的多種作物的突變。劉說:“核技術是我們工作的核心,被完全融入到植物品種開發中,以提高糧食安全”。

    多年來,該研究所還一直是原子能機構技術合作計劃的主要捐助者:來自30多個國家的150多名植物育種者參加了培訓課程,并受益于中國農業科學院的進修金。?

    印度尼西亞國家核能機構和中國農業科學院正在尋找合作進行植物突變育種的方法,印度尼西亞研究人員正在尋求學習中國經驗的途徑,國家核能機構同位素和輻射應用中心主任Totti Tjiptosumirat說。“積極傳播和推廣中國的植物突變育種活動將有利于亞洲的農業研究,”他說。

    從食品安全到食品真實性

    中國農業科學院的其他幾個研究所在研究和開發工作中使用核相關和同位素技術,并參加原子能機構的若干技術合作項目和協調研究項目。農產品質量標準與檢測技術研究所已經制定了一項使用同位素分析檢測假蜂蜜的方案。該研究所領導使用同位素技術開展研究工作的陳剛教授說,據估計,在中國作為蜂蜜銷售的大量產品是實驗室合成生產,而不是蜂箱中的蜜蜂生產的,因此這是打擊欺詐者的重要工具。他補充說,還制定了一項利用穩定同位素追蹤牛肉地理來源的計劃。

    該研究所使用同位素技術測試牛奶和乳制品的安全性并驗證其真實性 — 這項工作是原子能機構2013年至2018年技術協調研究與合作項目的成果。“經過幾年的支持,我們現在已經完全自給自足了,”陳先生說。

    提高營養效率

    中國農業科學院各研究所使用穩定同位素來研究動物對營養物質的吸收、轉移和代謝。這些結果用于優化飼料組成和喂養計劃。動物科學研究所卜登攀教授說,同位素示蹤提供了比傳統分析方法更高的靈敏度,這尤其有利于研究微量營養素、維生素、激素和藥物的吸收情況。

    盡管中國已經完善了許多核技術的使用,但在若干領域,它正在尋求原子能機構和糧農組織的支持:該國的乳制品行業一直受到奶牛蛋白質吸收率低的困擾。動物飼料中不到一半的蛋白質被反芻動物利用,其余的最后都變成了糞便和尿液。“這對農民來說是一種浪費,糞便中的高含氮量有害于環境,”卜先生說。當氮從飼料中穿過動物身體時,使用同位素來追蹤氮將有助于通過對飼料成分進行必要的調整來提高氮的效率。隨著目前達全球人均三分之一的乳制品消費量持續上升,這一點將尤為重要。“我們正在通過原子能機構和糧農組織尋求國際專門知識來幫助我們解決這一問題。”

    中國科學家正尋求使用核相關技術來更好地跟蹤北京附近一家農場的奶牛新陳代謝情況,并增加奶牛從飼料中吸收的氮量。(照片來源:M. Gaspar/原子能機構)

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