С 19% всего мирового населения при скромных 7% пахотных земель, Китай находится в затруднительном положении: как прокормить растущее и богатеющее население, защищая при этом свои природные ресурсы.
Сельскохозяйственные ученые КНР в сотрудничестве с Международным агентством по атомной энергии и Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) все шире используют ядерные и изотопные методики в растениеводстве в последние десятилетия, чтобы получить новые сорта агрокультур с использованием облучения.
В то время как во многих странах ядерные исследования в сельском хозяйстве проводятся ядерными агентствами, которые работают независимо от сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений страны, в Китае применение ядерных методов в сельском хозяйстве интегрировано в работу Китайской академии сельскохозяйственных наук (CAAS) и областные академии сельскохозяйственных наук. Это гарантирует, что результаты научных работ будут немедленно внедрены в производство.
И действительно, второй наиболее широко используемый сорт пшеницы-мутанта в Китае, Luyuan 502, был разработан Институтом сельскохозяйственных культур CAAS и Институтом сельскохозяйственных наук Института Шаньдун с использованием космического мутационного размножения.
По мнению ученых, урожайность мутанта на 11% выше, чем у традиционного сорта, а также он более устойчив к засухе и основным болезням. В Китае этим сортом было засеян более 3,6 млн гектаров — почти на такой же территории, как Швейцария. По словам Люксян Лю, заместителя генерального директора Института Шаньдун, это один из 11 сортов пшеницы, созданных для повышения устойчивости к засолению и засухе, более урожайный и с лучшим качеством зерна.
Благодаря тесному сотрудничеству с МАГАТЭ и ФАО Китай выпустил более 1000 сортов мутантных культур за последние 60 лет.
На сорта, созданные в Китае, приходится четвертая часть растений-мутантов, перечисленных в настоящее время в базе данных МАГАТЭ / ФАО по мутантным сортам, производимым по всему миру.
В работе китайские ученые используют ускорители тяжелых ионных пучков, космические лучи и гамма-лучи, а также химические вещества, которые вызывают мутации в самых разных культурах, включая пшеницу, рис, кукурузу, сою и овощи. «Ядерные методы лежат в основе нашей работы и полностью интегрированы в разработку сортов растений для улучшения продовольственной безопасности», — сказал Лю.
Институт также является ключевым участником программы технического сотрудничества МАГАТЭ на протяжении многих лет. Более 150 селекционеров из более чем 30 стран прошли обучение и получили стипендии Китайской академии сельскохозяйственных наук.
Ядерное агентство Индонезии, BATAN, и Китайская академия сельскохозяйственных наук налаживают сотрудничество в области селекции мутаций растений, поскольку индонезийские исследователи ищут способы извлечь уроки из опыта Китая, сказал Тотти Чиптосумират, глава Центра изотопов и радиации BATAN. «Активное распространение и пропаганда деятельности Китая в области селекции мутаций растений пойдет на пользу сельскохозяйственным исследованиям во всей Азии», — сказал он.
Несколько других институтов CAAS используют ядерные и изотопные методы в своих исследованиях и разработках и участвуют в нескольких проектах технического сотрудничества МАГАТЭ и скоординированных исследовательских проектах.
Институт стандартов качества и технологии испытаний для агропродукции разработал протокол обнаружения поддельного меда с использованием изотопного анализа.
По оценкам профессора Чена Ганга, который руководил работой, большое количество того, что продается в Китае под видом меда, производится синтетически в лабораториях мошенниками, а не пчелами в ульях. Он также добавил, что существует программа для отслеживания географического происхождения говядины с использованием стабильных изотопов.
Институт также использует изотопные методы для проверки безопасности и подлинности молока и молочных продуктов.
Различные институты CAAS применяют стабильные изотопы для изучения поглощения, усвояемости и метаболизма питательных веществ у животных. Результаты используются для оптимизации состава корма и графиков кормления.
Изотопное отслеживание обеспечивает более высокую точность, чем обычные аналитические методы, и это особенно полезно при изучении поглощения животными в корме микроэлементов, витаминов, гормонов и лекарств, сказал Дэнпан Бу, профессор Института наук о животных.
Молочная промышленность Китая жалуется на проблему с низким уровнем поглощения белка молочными коровами. Менее половины белка в корме для животных перерабатывается, а остальная часть попадает в их навоз и мочу. «Это расточительно для фермера, а высокое содержание азота в навозе наносит вред окружающей среде», — сказал г-н Бу.
Использование изотопов для отслеживания азота при его прохождении из кормов через тело животного поможет внести корректировки в состав корма. Это особенно важно, поскольку потребление молочных продуктов в Китае продолжает расти.
Облучение радиацией вызывает мутацию, которая генерирует случайные генетические вариации и позволяет получить мутантные растения с новыми полезными признаками.
Мутация не связана с трансформацией генов, а использует собственные генетические компоненты растения и имитирует естественный процесс спонтанной мутации, двигателя эволюции.
Задействовав радиацию, ученые могут значительно сократить время, необходимое для селекции.
Космический мутагенез означает доставку семян в космос спутниками, высотными воздушными шарами и космическими челноками для облучения и проведения экспериментов.
Одним из преимуществ этого метода является то, что риск повреждения растений ниже, чем при использовании гамма-излучения на земле.
