西安中加航天农业科技产业园：太空辣椒、南瓜、百合和西红柿的惊人产量与特性

▲航天育种专家郭睿正在查看选品中的太空辣椒。拍摄者： Han Hong

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亩产高达4000公斤，比普通线椒高出1.66倍，维生素含量是“太空线辣椒”的两倍;大约 5 天后，它将长成一个西瓜大小、每人 200 公斤的“太空南瓜”，两个强壮的年轻人都撑不住;平均长 1.8 米、高 2.26 米的“太空百合”，一年可开花两到三次，每株开花 20 多朵，是普通百合的 10 倍;被称为“番茄部落”、“太空番茄”的“番茄树”，高 2 米以上，沿着棚架攀爬生长，最高可达 20 米，可在主干上生长数百个枝条，占地 150 至 180 平方米，可生产 10,000 多株番茄......

在习安中加航天农业科技产业园内，各种太空作物、太空花卉、太空蔬菜绚丽夺目。他们体现了航空航天育种专家郭锐和他的团队的辛勤工作。在郭锐看来，航天育种是引领现代农业高效发展的战略性新兴产业，也是传统农业向现代农业和循环经济转型发展的“新起点”。

郭锐说自己是“农耕者”，走出田地一刻也闲不了。他与科普作家李军合作，撰写了科普书籍《航天育种简史》，该书连续三年获得多个奖项，成为深受读者喜爱的畅销书。不久前，他们为期三年的科普细致著作《中国的雄心——航天科技，绿色中国》出版了。这是他的“生态中国”科学三部曲《航天育种简史》、《中国的雄心》和《种子工业中国》的第二部。

“全新的'中国'太空作物家族发展势头非常强劲，拥有太空粮食作物、太空森林、草灌木、太空蔬菜水果、太空经济作物等类别，取得了巨大的经济、社会和生态效益。”郭锐认为，随着中国航天科技的飞速发展，随着中国种子的“太空之旅”，其综合效益正在演变成覆盖中华大地、造福中国人民的绚丽佳景。

浩瀚无垠的太空是最好的“繁殖实验室”。

“每年立春时节，都是我们最忙的时候，一年的计划就在春天！”在习安中加航天农业科技产业园，看着盛开的二月兰花，54岁的郭睿脸上洋溢着喜悦。他向记者透露，他们筛选出的另一批植物种子和真菌，即将再次被搭载上宇宙飞船。

作为中国农业科技园区首批专家之一，郭锐还是国家三北防护林系统建设项目专家咨询委员会委员、航天育种种质资源研究组组长、航天育种（杨凌）种质资源研究中心主任兼首席科学家。 以及习安中加航天农业科技产业园主任、首席科学家。

他说，与传统育种不同，航天育种，又称“太空育种”和“太空诱变育种”，是利用宇宙飞船将农作物种子、组织、器官等诱变物质送入太空，利用太空中地面无法模拟的特殊环境的诱变使其发生突变， 然后回到土地上培育新种子、新材料、培育新品种。

“目前，只有美国、俄罗斯和中国成功地进行了星载太空育种。”郭睿介绍，“太空是最好的'孕育实验室'，是最合适、规模最大、实力最强的'超级实验室'，这里存在微重力、弱地磁、强辐射、高真空、极度洁净、超低温等极端条件，人类科学家数百年来一直在努力创造和模拟，能够超越地球表面自然状态的极端环境， 在太空中。”

与常规育种不同，太空育种主要依靠外太空环境进行种子的内部基因重组。“种子选择、太空旅行、地面攻克、示范推广是航天育种的四个步骤。”他说。

▲太空风铃草

虽然突变种子的比例不大，有益突变率也不高，但还是远远超过地球金矿中的含金量。当一批批种子在太空之旅后返回地面时，相当于黄金富矿返回地面，等待“开采”。

“经过太空诱变的种子送回地面后，必须经过艰苦而漫长的'对地攻击'，这是太空培育的核心和关键步骤。”他介绍，种子回到地面后，它的变化是无序的、不可控的，可能会变成“好”、“坏”，也可能是一成不变的。

地面繁育需要多代筛选和培养，一批太空种子从落地到新产品定型至少需要 4 年时间。“种子穿越太空后能否达到预期的效果，只能通过播种在土壤中帮助它们发芽、生长、开花和结果，然后与普通种子进行比较才能知道。”郭睿介绍，从播种太空种子开始，每一步都要准确记录科研数据，然后进行数据对比。

▲ 绘图：邢千里

“到了第四年，一旦突变真正得到证实，种子就会进入稳定状态，可以连续遗传四代，真正走出实验室，成为农业实践意义上的'新品种'。”郭睿告诉记者，经过多代筛选和培育，只有通过农作物品种审评审批委员会的审批，才能被称为“太空种子”，才能大面积推广种植，然后才能走向人民的餐桌。

“太空育种不是一个转基因品种。”郭睿解释说，转基因产品是将人工分离和修饰的基因引入生物体的基因组中，由于输入基因的表达，生物体的性状发生变化，培育出新品种;“航天育种没有注入外部基因，它是在太空中物理诱变培育出来的新品种。由于太空环境的复杂性和个体种子对环境的适应程度不同，并不是说每颗进入太空的种子都会发生基因诱变，其诱变率仅为 10‒1000 颗，而有益基因诱变仅为 3‒1000 左右。”

▲太空醉蝶

在广阔的田野中撒下太空种子

2018年秋天，记者在习安中加航天农业科技产业园采访时，看到一排排太空花卉和太空蔬菜正在孕育，景色优美，令人赏心悦目。

近年来，在郭睿的实验田里，种植的“太空荞麦”和“太空小麦”每亩产量比普通品种提高了20%左右;“太空七彩辣椒”可结出白、黄、紫、橙、红果实，可观赏食用;“太空金盏花”，株高是普通品种的两倍多，能从浅黄色进化成金黄色，有多种颜色;“太空一品红”、“太空孔雀草”、“太空金盏花”、“太空金獭草”、“太空甜瓜叶菊”、“太空醉蝴蝶花”等，花期超过普通品种，可大大延长观赏期，降低成本......种植和繁殖

从实验室到实验田和工业园区，这些“植物奇迹”经过多年的反复实验，终于成功了。早在 1999 年，郭睿还是一个 30 岁出头的年轻人，凭借对农业基础研究的热爱，他在杨凌国家农业高新技术产业示范区建造了占地 186 亩的杨凌现代植物种植引进示范园，种植了 100 多个苗木花卉品种， 并为国家三北防护林选择了新一代防护林树种。之后，在习安、安康等地建设了地面品种繁育基地，开始了航天育种的探索。设有示范园区的现代农业科学研究所，专门从事农业新品种的选择、示范和推广，航空航天育种是重点方向之一。

自 2007 年以来，在中国空间技术研究院的帮助下，他们已将多个景观树种和花卉品种送入太空。2010年以来，郭锐在习南郊的中加航天农业科技产业园开展了地面育种、航天育种示范和推广工作。目前有蔬菜、花卉、农作物、中药材、经济林五大类90种（材料），还有成熟的鸡冠、石竹、二月兰即将进入创纪录推广，小麦、辣椒品种已进入第三代选育。

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2011年习安世界园艺博览会是郭锐科研团队培育的“太空植物”首次全球亮相。“太空植物”被包租进特别的“太空植物园”，在世界园长安安塔下的斜坡上，30 多种太空花卉、10 多种太空蔬菜尤为迷人。

“太空工厂”备受关注，前来参观洽谈合作的高校和企业络绎不绝。2017年，与习安文理大学合作开展航天农作物运育种，在校内建设航母育种基地，建设了多项科研设施，满足航天育种工程技术研究、培养和分子生物学实验的需要。他们在青海千子园农业科技博览园建设了“太空植物博览园”，合作建立了“秦教航天育种研究中心”，并与甘肃省青阳市合作，以航天技术改造传统农业，开展地方品种的航天运载工作。

随着扶贫工作的不断加大，郭锐将目光投向了经济作物种子的改良。位于陕西省澄城县水莲古村的石家河小屋，是陕西“大红袍”辣椒的产地。“大红袍”辣椒树上长满了刺，采摘和收割的成本非常高，一个工人一天只能捡 7.5 公斤的湿花椒，晒干后只能收割不到 2 公斤的花椒干。

▲太空石竹

2016 年，郭睿将澄城县的“老市辣椒种子”送上太空，经过 12 天的“旅行”返回地面。如今，习安中加工业园区正在进行无刺和矮化养殖，正在研究良种辣椒品种的机械化种植和收获，有望实现机械化采摘和工业化，大大提高当地农民的种植收入。

2018年，在郭睿的推动下，习安文理大学与习安航天基地中加农业科技发展有限公司共同成立了“陕西省航天育种工程技术研究中心”，集田间育种、示范培养和科普化于一体，成为陕西省首个航天农业工程技术科普教育基地航天育化工程技术研究中心.根据中心的长远目标，未来将为完善我国航天农业创新技术体系和航天育种可持续发展提供重要补充，选育一批具有中国自主知识产权的高产优质植物新品种，为我国航天育种的快速应用提供强有力的科技支撑农业生产成就。

▲太空甜椒

航空航天育种有一辆“火箭车”。

“放眼世界，中国可以从农业大国、人口大国的国情出发，在航天高新技术的快速发展中充分发挥自身优势，把航天育种办成一个产业，并且一直处于领先地位。”郭锐告诉记者，2003年4月，中国航天育种工程正式启动。2006 年 9 月，我国首颗专门用于太空育种的卫星——“实践八号”育种卫星成功发射，满载粮、棉、油、菜、林果、花卉等九大类共计 2000 多颗农作物种子和菌株，重约 215 公斤，经过 15 天的太空运行返回地面。

“这是自 1987 年实现首次'种子太空之旅'以来中国携带的类型和数量最多的一次。在这一点上，航空航天育种正式有了“火箭车”。郭锐表示，随着中国航天育儿水平的不断提高和“一带一路”合作的深入，“中国的航天种子”已经开始走向海外，造福世界。

2015 年，哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦农业部门先后组织代表团访问陕西，希望通过航天育种改善他们的农业生产。很快，一批耐寒、抗旱的太空花种子散落在异国他乡。郭锐说：“这些'太空种子'已经在'一带一路'上发芽和生长，将结出丰硕的果实。中国的航天农业已逐步延伸到“一带一路”沿线国家和地区，为“一带一路”的繁荣和发展做出了贡献。”

除了“太空种子”，还有先进的农作物种植和管理模式。他们为中哈农业工业园建造了一个智能温室项目，技术人员能够通过计算机实时检查作物的生长情况并给出实时指导。哈萨克斯坦与杨凌市联合规划的10万亩航天农业科技产业园项目现代植物栽培引种示范园也在建设中。

郭睿的实验田不仅走出了陕西的“太空种子”，还吸引了外国科学家“走进来”。世界马铃薯协会主席、荷兰哈克控股公司总裁哈克先生每年都会来陕西三四次。2016年，中荷在陕西联合成立了马铃薯航天育种技术研究中心，重点推广陕西航天育种马铃薯、矮苹果和花卉。

在哈克的推动下，荷兰瓦赫宁根大学与郭锐团队共同成立了花椒研发研究小组，共同开展新品种和先进种植方法的研究。郭睿说：“花椒无刺、矮小、机械化种植品种的栽培被认为是世界上的一个育种难题。我们希望共同解决这些挑战。郭睿介绍，城县的辣椒种子已经在地上培育了两代，检测结果非常乐观，“未来，新一代的辣椒种子也将走向世界。”

2018年6月，正大集团与习安航天基地中加农业科技发展有限公司签署战略合作协议，共同建设国际航天繁育示范基地，培育高产、高效率、高质量的农业新品种，共同规划建设“航天农业创业创业基地”等项目。 “北斗云农场”和“北斗云牧场”，开创了传统农业与航天农业深度合作的先河。7月，集航天育种、大数据、智慧云、人工智能等技术于一体的正源创新科技示范工程在呼和浩特启动。

▲太空中的一串红色

同年 8 月 8 日，中国首个航天育种种质资源研究中心和航天育种联合实验室（种质资源库）在杨凌成立。这是航天科技与现代农业的紧密结合，现在我们正在积极探索形成高效、高质量的研究成果，并有效地开展示范推广。

经过多年的努力，郭锐和他的科研团队以科研、示范、推广为发展宗旨，同时填补国内相关科技空白，让航天农业逐渐从陕西走向世界。如今，航天育种已成为陕西传统农业向现代农业和循环经济转型发展的“新起点”。

截至目前，他们已成功将陕西的荞麦、亚麻、猕猴桃、辣椒、兰花、小米等陕西地方品种运上航天，并正在优化和改进。这些经过航天育种优化的作物，品质好、抗性强、稳定期长，一般产量提高 20% 左右，有的产量翻了一番。

▲ 郭睿在工业园检查太空番茄。

记者笔记

让航天农业更好地助力精准扶贫

和郭睿在一起很久了，记者非常了解他的性格和气质。这位航天育种专家对脚下的这片土地有着深深的迷恋，对自己的事业更是深情，在他的实验场和示范园里，一刻也不停地跑来跑去。

郭睿说，自己是“地道的农民的孩子”，在他看来，务农者唯一的战场就是田间，要想做到“春秋”，就必须在田间铆钉自己，脚踏实地，兢兢业业。

“中国在航天育种的地面选择方面处于世界领先地位，陕西走在全国前列。陕西航天农业正在步入走向世界的快车道。中国在陆地繁殖和推广方面所做的努力得到了联合国粮食及农业组织、世界卫生组织和国际原子能机构 （IAEA） 的充分肯定。”

如今，郭睿更加关注中国航天育种的未来发展。“目前，我国航天育种发展还存在三大问题：一是重载轻育，很多企业都在观摩这个概念。从育种实验的角度来看，地面育种、对照实验、数据收集等大量的育种研究已经跟不上。第二，强调示范而不是推广。品种认证后建了示范田，但没有推广区域;第三，重科研轻工业，科研论文和成果鉴定很多，但工业化应用不是很理想。”

“我目前最大的愿望是利用陕西省航天育种工程技术研究中心这个平台，规范航天育种的科学实验，探索航天育种的行业标准，完善航天育种的管理体系，总结分析航天育种种质资源。”再过 3 到 5 年，就会达到初步效果，预期目标将在 5 到 10 年内实现。”

下一步，郭睿计划与相关单位合作，通过航天农业精准扶贫百县规划、航天农业乡村振兴百县规划、航天农业科普教育百校规划，打造航天育化产业化模式，让航天科技、航天农业服务精准扶贫， 乡村振兴、科普教育，进而努力实现标准化，制定行业标准。

“截至目前，我国已经开展了30多次运载试验，已将6000多份种质资源资料运到空中，经过精心的地面育种，已有230多个品种通过了国家和省部批，3000多个品种正在地面培育中。”郭锐告诉记者，“中国的航天育种技术一直处于世界领先地位，广阔的太空正在成为中国科学家培育农作物新品种的超级实验室。”