如果说高新技术在航天看见发展推动下的进步,我们大多是闻其名多见其形少的话,那么太空花卉、太空蔬菜、太空水稻等太空农业品种就让我们看得见、闻得着,而且吃得到。
神州五号的成功发射和返回,再一次给寄希望于太空农业的每一位研究者、投资太空农业的每一位生产者,以及我们每一位等待享用的人,以最大的振奋。
就在神州五号顺利返回后不久,也就是本月初,在北京平谷成立了北京航天农业示范园,即泰谷航天农业科技产业孵化器。这样随之而来的举动意味着借助我国载人航天成功的东风,北京发展太空育种产业的步伐将大大加快。由中国航天科技集团育种研究中心等多家股东共同发起组建的一家以企业化方式运作的科技产业孵化器,也预示着资本将对太空农业发生更大的兴趣,会有更多的关注。
而事实上,在我国,太空农业的雏形已经显现。
全国各地争相发展太空农业
从“地面”向“太空”扩展,这是未来农业的发展趋势之一。
我国自1987年以来,选育出“太空青椒”、“太空番茄”等一批作物良种,占世界航天育种的四分之一。自神州一号发射以来,我国关于太空农业的科研得到了快速的推进。而且,在全国各地有太空花卉、太空蔬菜、太空水果、太空粮食,甚至太空烟叶等各种带“太空”两字的新品种,和专门培育太空农作物品种的基地。我国的各省市区根据自己的农业生态环境和特点,都在研究不同的农业产品经过航天搭载后的变异情况,一代一代地培育。
江苏省海门航天育种基地是我国三个专门的太空育种基地之一,主要是对神舟飞船搭载的各种花卉种子进行大面积试种。此前在神舟三号和四号飞船上,我国曾经连续做了两次太空育种搭载实验,经海门航天育种基地试种获得成功。目前,该基地已经有紫叶酢浆草、兰花、醉蝶、万寿菊等10多个品种。据悉,2004年元旦,紫叶酢浆草将成为我国第一个进入市场的太空花卉品种,在未来一两年的时间里,陆续还将有三到四种太空花卉走进平常百姓家中。
在云南,嵩明县有云南农大的太空农业试验田,还有昆明市科协的试验示范基地。2001年,在云南农大的试验田里,太空烟叶就在培育生长,那就是昆明卷烟厂送上“神舟”一号的烟种的后代。而且云南农大的杨德教授的太空育种研究已经达到了二次搭载的地步,也就是把用太空种子培育出来的作物的种子再次送往太空,看看它们会产生什么样的变异。
距离目前最近的一次是今年1月随“神舟四号”无人飞船上了太空的植物种苗、花卉种子。经过半年的培育后,在今年7月份,中国航天育种中心对外公布了它们的生长态势。当时的报道称,曾受太空特殊环境熏陶的紫花苜蓿、沙米、红豆草、冰草等具有抗旱抗寒性能的“四草民”已经初现变异特征,尤其是紫花苜蓿,与未经搭载的对照株相比,它的存活期变长了,而且不易枯萎。
同是神舟四号搭载的太空种子,今年杭州市蔬菜科学研究所科研基3月初将茄子、辣椒、番茄、葫芦等六七百粒太空种子播下,成活率达90%以上。
随着2003年10月15日与航天英雄杨利伟同乘“神五”号飞船遨游太空的种子,就有广东博罗县的101克共4种农作物。据悉,这次搭载“神舟”五号的是这个县初具规模的农业传统品牌和特色产品——观音阁红瓜、湖镇冬瓜、平安大桔、公庄豆角的种子。
神舟五号成功返回后,对太空农业的关注更热了起来,什么时候吃上太空农业的“果实”更是吸引着人们,而产品走向市场,也正是促进太空农业快速发展的关键。就在本月初,刚刚成立的北京航天农业示范园有关人士透露,今年年底和明年年初,皮薄汁多的圣女果、营养丰富的航天黄瓜、饱满香甜的航天玉米等将在北京陆续上市,让老百姓品尝到鲜美的“航天”食品。据了解,在这个园总面积2000亩,一期350亩的温室大棚里有航天的西红柿、黄瓜、玉米、大豆等。
优质航天种子经过试种后,将逐步实现产业化。目前,15000亩航天大豆已在辽宁省种植。
据了解,目前我国已经有22个省市参加了航天育种工作,培育出的航天品种有十多个已经通过了国家的品种审定。
为什么要发展太空农业
种子经搭载航天器成为太空种子,太空种子经过几代培育,达到大面积种植,最终形成规模化的太空农业。听起来似乎是个简单的过程,而事实上,几百克的搭载、几代的培育、几年的种植,期间需要的投入难以估算的。
那么,到底太空农业有什么好?为什么太空农业如此吸引着人类的研究兴趣,而且人类已经将太空农业作为未来农业的发展趋势?
经专家研究分析,经过太空中超真空、微重力及宇宙射线等地面不可模拟的环境变化,种子就会发生变异,这样的种子再经过培育,最终形成的新品种具有优于原来品种的许多地方。
首先,就是能获得比现在品种更优秀的农作物。比如,研究人员对太空水稻的培育和检测发现,水稻上表现出早熟、抗病、穗大粒多等优良性状;云南搭载的太空烟叶可最终选育出优质、易烤、保持具有云南特有香型风格的多抗赤星病、黑胫病、白粉病、普通花叶病等云南烟区主要病害的烤烟新品种经济价值高的农作物品种;太空蔬菜培育的二代、三代已经表现出高产、抗病、维生素含量很高等特性;太空花卉普遍在花期、花型、株型、颜色等方面发生了变化。有的花期变长,有的缩短,原来紫色的花,能成为白色、红色。
最终,人类是要利用这些新品种带来的特殊价值。一般来讲,各地搭载的种子都是选择当地增值效益高、有当地特色,并可以大面积种植的品种。获得优良品种后,达到产业化就会对当地的农业经济有直接而显著的促进作用。
此外,培育出的特殊品种也会有特殊的使用价值,比如中科院遗传与发育生物学研究所在北京培育的紫花苜蓿、沙米、红豆草、冰草匍匐,四种草有这样的特点:特能抗寒抗旱。尤其是紫花苜蓿还有较高的蛋白质含量,能像韭菜一样,一茬一茬地割,与未经搭载的对照株相比,它的存活期变长了,而且不易枯萎。据介绍,专家们将继续对呈现变异特征的太空“草民”进行筛选和接种,一旦它们的变异特征稳定下来,将被大面积种植在我国西部地区及北京周边,用来防止草地荒漠化,堵截沙尘暴。
优质的品种就有可观的市场价格,据悉美国的太空番茄比优质苹果还贵。
其次,太空育种可以缩短育种周期。据专家介绍,正常的农业育种一般需要8年时间,太空育种可以缩短一半的时间。但从太空搭载回来以后,在地面必须要种植四代,才可以选育出性能稳定的品种。
太空农业的中国未来
神舟五号成功返回后,航天器上的搭载物非常引人关注,而太空种子技术是最热门的话题。经过几年的搭载和选育,我国的农学专家们表示,他们成功地对近百个蔬菜品种进行了空间诱变育种,培育出了较为完整的太空蔬菜品系。
在神舟一号发射时,记者曾采访中国农业科学院空间技术育种研究中心研究员刘录祥,那时候他就表示,空间技术育种具有国际先进性和创造性,是空间技术、工程技术应用于农业科学而形成的交叉领域。在这方面,我国已经取得了令世界瞩目的成绩
航天育种已被确定为获得农作物新品种、提高产量的有效方法和途径,中国政府将其列入“863计划”项目。
据悉,前四艘神舟飞船已搭载了几百种种子,达到几十公斤。
我国是人口大国,农业发展被放在国民经济发展的首位。“中国发展优质高效农业的必由之路”必然要求优化农业生产结构,要求优良的农作物品种。因此,太空农业对中国尤其重要。目前,中国加速了推进航天育种的研究;正在抓紧筹划发射世界上首颗专门搭载农作物种子的返回式卫星。这颗卫星预计可搭载250-300公斤的粮食、蔬菜、水果等种子。
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航天育种技术
它是将农作物的种子、组织、器官或者生命个体搭载于卫星、太空飞船等返回式航天器,借助太空超真空、微重力及宇宙射线等地面不可模拟的环境变化,使种子发生变异,再经过地面至少4代选育获得稳定的遗传性状,从而培育出新的农业品种来。
航天育种技术对于航天、生物、农业技术三项要求缺一不可。
航天育种技术是农作物诱变育种的新兴领域和重要手段,可以加速农作物新种质资源的塑造和突破性优良品种的选育。
航天育种技术的特点是:有益变异多、变幅大、稳定快,因而可以培育出高产、优质、早熟、抗病性好的优良新品种。