放射性同位素在農(nóng)業(yè)應(yīng)用極其廣泛，核技術(shù)與農(nóng)學(xué)相結(jié)合已發(fā)展成一門新學(xué)科——核農(nóng)學(xué)。生物的遺傳和變異，是生物存在與發(fā)展的基本規(guī)律。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人膠不再等待大自然恩賜新品種，而是用人工辦法去創(chuàng)造新品種，這就是“人工引變”
人們已經(jīng)認(rèn)識到遺傳是受基因控制的，用射線照射植物，誘發(fā)遺傳基因突變，培育新品種，稱為輻射育種。全世界利用輻射育種培育出的新品種已有2000多種，播種面積已達(dá)幾千萬公頃。我國用輻射育種已培育出620多個新品種，在育種數(shù)量、種植面積和經(jīng)濟(jì)效益等方面均排在世界前列。輻射引發(fā)有利突變的概率是千分這定，而自然產(chǎn)生突變的概率只有百分之一。雖然輻射引變的概率高一千倍，但目前誘變率尚不理想，隨機(jī)性大，難控制變異方向和性能。并不是射線一照就能照出一個良種來，人們還不能很好地控制變異的方向，需要在許多變異后代中，進(jìn)行認(rèn)真的篩選和培育，才能得到我們所期望的優(yōu)良新品種。
1．γ射線和電子育種立功勞
射線照射到植物種子上，能誘發(fā)遺傳基因發(fā)生突變，培育出抗病、抗蟲、耐寒、耐旱、早熟、高產(chǎn)的優(yōu)良品種。輻射育種需要選擇適當(dāng)?shù)恼丈鋭┝亢蛣┝柯剩�需要對試驗群體進(jìn)行分離和穩(wěn)定變異等，需要做很多很多的試驗。
早先，輻射育種多用鈷-60的γ射線。后來，引入電子加速器電子束照射育種。“魯棉1號”就是20世紀(jì)70年代山東省棉花研究所用鈷-60的γ射線處理棉花雜交后代，經(jīng)過多年培育成的良種。
我國已培育出了“原豐早”水稻、“魯棉”1號棉花、“鐵豐”18號大豆、“魯原”早4號玉米、“太輻”1號小麥等許許多多的優(yōu)良品種。糧食增產(chǎn)了，棉花豐收了，大豆提高了出油率，甜菜增加了含糖量，等等。人們還利用輻射技術(shù)刺激柞蠶和家蠶，使蠶繭提高了產(chǎn)量，蠶絲提高了質(zhì)量，功效卓著，許多成果已獲得了國家發(fā)明獎。
2．重離子育種前景燦爛
由于重離子束與生物物質(zhì)相互作用，激發(fā)性高，劑量集中和控制性好，重離子束的生物效應(yīng)比X射線和γ射線大得多。我國采用重離子束誘變育種已經(jīng)培育成了多個新品種。中國科學(xué)院等離子體研究所和安徽蕪湖農(nóng)業(yè)實用技術(shù)研究所采用離子束誘變技術(shù)，經(jīng)過7年13季的選育，成功地培育出了1139-3水稻新品種，可以早晚兩季直播。不需要傳統(tǒng)的育秧插秧過程，而直接將稻種播撒在稻田里，不僅大大減輕了農(nóng)民的勞動負(fù)擔(dān)，而且稻種耐澇、耐蟲，畝產(chǎn)達(dá)500千克，經(jīng)濟(jì)效益好。現(xiàn)在，已發(fā)展到研究離子束基因工程，例如，人們研究把銀杏基因引入西瓜等等。
重離子束照射與γ射線、電子束激發(fā)相比，具有生理損傷輕，誘發(fā)突變頻率高，突變頻譜廣，處理安全，無污染等優(yōu)點(diǎn)，所以重離子束育種越來越受到人們的青睞。
3．航天育種是新招
航天育種又稱太空育種或農(nóng)業(yè)育種。這是利用返回式衛(wèi)星或飛船、高空氣球?qū)⑥r(nóng)作物種子帶到離地面200~400千米高度的太空中，利用太空中強(qiáng)宇宙射線、微重力、高真空、強(qiáng)磁場等綜合物理因素，使得植物種子遺傳基因發(fā)生強(qiáng)烈動搖和誘發(fā)突變。返回地面后，經(jīng)過培育，從中篩選出優(yōu)良品種。航天育種可以加速農(nóng)作物新品種資源的塑造和突破性優(yōu)良品種的選育。航天育種可廣泛用于各種植物的遺傳改良，實現(xiàn)高效益的遺傳改進(jìn)。
我國科學(xué)家利用返回式衛(wèi)星、飛船和高空氣球，搭載了60多種植物的500多個品種，經(jīng)過地面多年選育，已培育出“航育”一號糯稻、“宇番”一號西紅柿等近20個高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新品種，包括水稻、小麥、油菜、大豆、棉花、青椒、蓮子、西瓜等。航天育種培育的蓮花嬌媚迷人，美不勝收。我國的航天育種處于世界先進(jìn)水平。航天育種方興未艾，燦爛美景將展現(xiàn)在明天。