在普遍认知中，核工业与农业是两个截然不同、相距甚远的领域，一个关联高端科技与能源工程，一个承载田野耕作、作物生长与餐桌民生。但事实上，核技术早已深耕农业领域，以润物无声的力量，重塑着从种子培育、田间种植、水土治理到食品安全、生态保护的农业全链条，为传统农业转型升级注入了全新科技动能，也书写了核技术和平利用最温暖、最贴近民生的重要篇章。

联合国粮食和农业组织/国际原子能机构核技术应用联合中心（FAO/IAEA联合中心）原司长梁劬在接受本报记者专访时表示，核技术农业应用的目的，是解决农业科技进步和农业生产可持续发展中的关键技术问题。

近年来，随着科技创新发展日新月异，核技术在农业上应用的广度和深度也随之不断创新和拓展，甚至成为农业某些领域唯一和不可替代的技术手段。目前，核技术农业应用主要聚焦在畜牧生产和动物健康、食品安全及控制、植物诱变育种和遗传、水土管理及农业环境和害虫防治等领域。

梁劬进一步表示，这些应用不仅促进了粮食安全和农业可持续发展，也有助于应对气候变化和改良生态环境。

植物诱变育种  从地面到太空的中国领跑

变异是自然界物种进化的动力，也是作物改良的源泉。植物诱变育种，正是利用物理辐射或化学手段人工诱发植物遗传变异，再从变异群体中选择符合人们特殊要求的单株/个体，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它不仅能加速自然变异进程，还能扩大突变谱、提高遗传资源多样性。

随着现代分子生物学、基因组学及基因编辑技术的引入，诱变育种的效率发生了质的飞跃。定向诱导基因组局部突变技术等前沿手段，正在与核技术深度融合，可以更加精准高效地从众多突变体中快速筛选理想突变体。

在这个领域，中国走出了一条令世界瞩目的独特道路——太空育种。

梁劬介绍说，太空育种，也称空间诱变育种，是集航天技术、生物技术和诱变育种技术于一体的育种新途径，是将植物种子或试管种苗搭载返回式太空舱，利用太空的高真空、宇宙射线、微重力等特殊环境的共同诱变作用，促使生物自身产生基因变异，回到陆地后对其诱变群体进行多代筛选、培育，形成特性稳定的新品种的育种技术。这也是当今世界农业领域中的创新育种技术之一。

据悉，中国农业科学家已经进行航天育种搭载实验3000余项，育成主要粮食品种240多个，蔬菜水果、林草花卉新品种400多个，创造直接经济效益逾3600亿元，年增产粮食约26亿公斤。梁劬表示，中国在太空育种领域走在世界前列，成就斐然，令世人瞩目。

从全球视野来看，据FAO/IAEA联合中心2026年3月统计，迄今全球已有79个国家在239个植物物种中培育出3502个突变品种。其中，2500多个品种用于大规模农业生产。主要粮食作物（水稻、小麦、玉米）突变品种达1200多个，约占全球突变品种的三分之一。这些突变品种每年为农民增加数百亿美元的额外收入。

而中国累计培育的植物突变品种已超过1050个，约占全球总量的四分之一以上，种植面积约占全国推广良种种植面积的10%，最大年种植面积达到900万公顷，每年增产粮、棉、油10亿至15亿公斤，年创社会经济效益20多亿元。

食品安全  同位素指纹与辐照技术的双重守护

保障食品供应链的完整性和安全性，对于提高食品安全和质量、保护消费者权益以及促进国际贸易至关重要。核技术在食品安全领域的应用，正从两个维度发挥着不可替代的作用。

“大自然的条形码”：稳定同位素指纹分析技术

在自然界不同地区，由碳、氢、氮、氧等元素组成的化合物中，每种元素通常含有不同百分比的稳定同位素，这就构成了该种化合物独特的“指纹性特征”——即大自然的生物条形码。由于地域差别及气候环境条件不同，形成的动植物组织具有特定的稳定同位素比值，从而形成了其特定的指纹特征。

梁劬表示，基于这一原理开发的稳定同位素指纹分析技术，不仅可以确定食品的原始产地，还可准确揭示农产品的成长环境和作物营养状况。该技术具有可追溯性、绿色、无放射性、易操作等特点，目前已广泛应用于食品真伪性检测及农产品产地溯源与甄别、有机产品真伪鉴别、食品成分构成分析以及食品污染物溯源性检测。

近10年来，以碳、氮、氢、氧、硫等为主的同位素指纹分析已广泛应用于谷类、海鲜、乳制品、葡萄酒、蜂蜜、食用油、牛羊肉、蔬菜、水果、禽肉、茶叶、燕窝等特色农产品和食品原料的产地溯源与品牌鉴别。在分析技术上，单体稳定同位素分析技术作为一种高分辨率、高灵敏度的分析手段，已逐渐应用于环境有机污染物降解过程评价和农产品的真伪鉴别。

辐照技术：从食品加工到植物检疫

食品辐照技术是利用电离辐射所产生的射线来处理食品的物理加工技术，常用于防腐、杀虫、灭菌、保鲜、抑制发芽、延期成熟和延长货架期等环节。该技术具有高效、广谱、无污染、可保持食品原有风味的独特优势。

据悉，目前全球已有54个国家按照类别批准了辐照食品，41个国家按照品种批准了辐照食品，批准品种已达538种。中国食品辐照数量在2021年达到103万吨，超过世界年辐照加工食品总量的一半，居世界首位。

值得关注的是，辐照处理正成为国际社会大力推广的新型植物检疫处理技术。该技术可杀灭食品或货物所携带的有害生物，或使其丧失繁殖能力，从而阻止有害生物入境。与传统的化学熏蒸处理相比，辐照处理具有不受温度限制、安全快捷、对水果等食品品质影响小、不污染环境等优点，是防止生物入侵和促进全球公平贸易的有效手段。

梁劬表示，2020年初的一个案例也充分展现了辐照技术的应急价值。我国在15天内利用辐照技术完成了139万套医用防护服和大量医用物资的消杀灭菌，解决了新冠病毒防疫初期医用防护用品的燃眉之急。

昆虫不育技术：核技术构筑农业防护

在害虫防治领域，昆虫不育技术被梁劬称为“经典的环境友好型生物防治技术”。其原理是利用核射线辐照大规模饲养的雄性昆虫，使其丧失生育能力但仍保持交配竞争力；将其释放到野外与野生雌虫交配后，所产虫卵无法孵化；连续释放数代，目标害虫种群即走向“断子绝孙”。这项技术也被称为“害虫自灭防治”。

广州通过无人机释放不育的蚊子

这一技术已在全球范围内取得了一系列标志性成果。美国农业部2018年宣布，利用昆虫不育技术结合转基因棉种植，成功消灭了入侵美国百年的棉红铃虫。项目实施后期，2014至2019年间为亚利桑那州棉农节省了1.92亿美元开支，同时减少了82%的农药用量。20世纪50年代，美国首次成功根除东南部的新大陆螺旋蝇，随后墨西哥、巴拿马和利比亚等国也相继成功。2024年底，塞内加尔宣布该国尼亚伊地区已成功灭绝采采蝇，有效控制了锥虫病的传播，有力促进了当地畜牧业生产。

在应对外来入侵生物方面，昆虫不育技术同样表现卓越。2015年3月，多米尼加爆发地中海实蝇入侵，导致多国禁止进口该国水果，仅9个月经济损失高达4000万美元。在FAO/IAEA联合中心技术支持下，2017年多米尼加成功消灭了地中海实蝇，不仅解除了贸易禁令，也避免了其在加勒比地区的进一步扩散。

这项成果证明，该技术能够有效消灭目标区域的白纹伊蚊种群，保护人类免受蚊虫叮咬，并阻断蚊媒病毒的传播。昆虫不育技术已得到世界卫生组织认可，成为防控疟疾、登革热等虫媒疾病的有效手段。

动物健康：核技术在人畜共患病防控中的前沿角色

近年来，随着气候变化的日益加剧以及全球人流物流的快速流通，动物疾病和人畜共患病爆发的频率和流行程度急剧上升。

梁劬表示，利用同位素在样本扩增基因序列上的标记，科学家改进了免疫和分子诊断技术，开发了动物疾病早期快速诊断和检测技术。目前，这些技术已广泛应用于禽流感、口蹄疫、新城疫、牛传染性胸膜肺炎、布鲁氏菌病、裂谷热、非洲猪瘟、羊痘病毒以及新冠病毒等动物疾病和人畜共患病的病原体检测。

水土管理与农业环境：从微观到宏观筑牢农业根基

土壤和水是农业的根基，但它们的动态变化往往难以被肉眼察觉。核技术恰好提供了“看见”这些微观过程的能力。

通过同位素示踪技术，可以追踪植物营养元素在土壤中的固定、扩散和移动，监测其在土壤中的转化、循环以及被植物吸收运转和代谢的过程，了解各种肥料的利用和损失，评估土壤有机碳周转和留存状况。这些信息直接指导农民开展最佳农田耕作和管理实践，既节约成本又减少环境污染。

梁劬表示，在土壤退化评估方面，利用放射性沉降物和特定化合物稳定同位素技术以及稀土元素示踪技术，可以准确了解土壤侵蚀的原因和机制，确定侵蚀热点，探索土壤侵蚀的时空变化。目前，全球有60多个国家使用同位素技术监测土壤侵蚀和土壤退化，为有效控制土壤退化和侵蚀提供了科学依据。

全球挑战与未来优先领域

如今，全球性问题和挑战日趋凸显。气候变化、生态失衡、跨界疫病频发、资源匮乏、粮食危机、环境恶化等多重危机，严重威胁着全球粮食安全和农业可持续发展。利用核技术解决目前世界农业所面临的主要挑战，已成为世界各国共同的追求和发展趋势。

据FAO/IAEA联合中心专家分析和预测，核技术在农业上的应用和发展将优先聚焦于以下几个战略方向：

一是进一步创新研发可应用于粮农领域的核科学技术。精准的同位素指纹技术和示踪技术的开发、核技术与现代生物技术在分子和基因水平上的融合、外空间特殊环境下宇宙射线生物效应及其应用技术等，将成为核科技创新的重点。

二是服务于气候智能型农业的核技术应用创新发展。监控及测定气候变化对农业生产的影响、利用稳定性同位素定量测定温室气体的产生及排放及其减排措施、在不同农业生态环境下良好农耕技术的研发及综合利用、全面提高自然资源的可持续管理和应用技术，是应对气候变化的关键技术路径。

三是跨界动植物病虫害及人畜共患病的防控。全球新发传染病中约75%的感染属于人畜共患病。核技术将在病原物溯源、疾病监控诊断、流行病学研究及疫苗研发、大规模综合应用昆虫不育技术、广谱性抗病虫害作物品种的培育等方面发挥不可估量的作用。

四是提高农业及农村抵御灾害及危机应对能力。包括监测及评估农业领域的威胁和危机，提高核事故及食品安全事故的应急反应能力；研发从土壤到餐桌的食品安全监测和评估创新技术，提高食品污染物的分析检测、产地溯源及鉴别食品作假的能力；促进动植物生物多样性，以提高气候变化下的自然灾害适应能力。

可以预见，核技术与多学科的交叉融合以及多种技术的综合运用，不仅会带来核科学本身的快速发展，也必将促进其在农业上更加广泛和深入的应用。从太空育种到昆虫不育，从同位素指纹到食品辐照，从土壤溯源到动物疫病防控——核技术正在守护着人类的“饭碗”和健康，为解决全球性粮食安全和农业可持续发展的重大问题贡献着独特而不可替代的力量。

这正是核技术和平利用最动人也最有前景的宏图之一。

来源丨中国核工业微信公众号、《中国核工业报》

作者｜核芯报道工作室 胡春玫

责编｜韩建超

主编｜连   敏

审校｜孔美荣