前言：

"1979年我回母校南京大学攻读研究生,师从我国著名生态学家仲崇信教授。时年,仲先生受命于国家科学技术委员会(国家科委),组团赴美引进互花米草, 用于我国沿海地区的抗风防浪和促淤造陆。互花米草(Spartina alterniflora)原产于美国大西洋沿岸,仲先生的团队从美国北卡罗来纳、佐治亚和佛罗里达引进了三种不同生态型的互花米草种质资源。经过40年的发展,如今互花米草在我国沿海滩涂已发展到55468hm2,江苏的种植面积在沿海各省、自治区中最大, 为21843hm2。互花米草植株高大,地下部分发达,繁殖力强,生产力高,在抗风防浪、促淤造陆和固碳等方面发挥了不可忽视的正生态效应,给沿海地区带来了巨大的生态、经济和社会效益;而这与生俱来的生物学强势使该物种在海滨盐沼形成发展速度很快的单种优势群落,对本土生态系统体现出一定的入侵性,从而产生了一定的负生态效应。

我不赞成对外来种互花米草进行单纯挞伐和全面否定。1979年,当我看见仲先生带回的这种高抗性、高生物量的植物时,刹那间似一股电流麻遍全身,引起了我对这个物种特别的兴趣,冥冥中我这一辈子就和它结下了不解之缘。20世纪80年代初,当我和我的同事手捧第一杯米草提取物饮料,端详着亮黄色的它,品嗅着它的清香时,我当即决定对米草提取物进行深入研究。经过8年的努力攻关,我们课题组得到了中华人民共和国卫生部(现为中华人民共和国国家卫生健康委员会)新资源食品的批文:以米草为原料的“微多饮料” [卫新食准字(1994) 第06号];又过了3年,我们和一家企业联手获得了中华人民共和国卫生部的保健食品批文:以米草提取物为原料的“复合米草口服液”,又名“肝宝口服液” [卫食健字(1997)第321号]。几十年来,对互花米草的资源化利用,开展的生态工程研究,成为南京大学盐生植物实验室的主要研究方向,并收获了一系列令人瞩目的科技成果:获得各类科技进步奖10多项,申报发明专利46项(其中20项已获批准授权)。在2017年中华人民共和国科学技术部重点专项“长三角典型河口湿地生态恢复与产业化技术” (2017YFC0506005)的资助与推动下,南京大学与南京壹唯壹生物科技有限公司于2017年签约,在国家大健康战略指导下实现了互花米草及微多饮料的产业化。

在仲崇信教授提出米草生态工程的基础上,20世纪90年代初,我正式提出了“米草绿色食品生态工程”,并完善了米草生态工程的有关内容:利用我国引种的大米草和互花米草所进行的海滨生态工程的研究和设计,其宗旨在于保护和利用相结合,合理开发资源,充分利用米草人工湿地的生物量和系统的能量,既发挥其保滩护堤的功效,又不失时机地进行绿色食品的开发和综合利用,促进生态系统的良性循环,做到对人类社会和自然环境都有益无害,有利于海滨地区的可持续发展。

汇集我的研究团队40年来有关互花米草的应用开发研究及产业化成果,编著成书十分必要:不仅有利于学术界对该物种的全面认识,丰富我们对外来种生态控制与资源化利用相结合的技术路线和方法,也做到兴利除弊,充分利用海滨生态系统的绿色生物质,为民造福,为社会谋利。

本书在阐述生态工程理论的基础上,集成了互花米草引种40年来的互花米草生物质分层多级利用的相关研究。

本书的第1～4章由本人负责编撰,覃凤飞博士提供了她博士期间的研究内容,纳入第2章第2节;第5章由张焕仕博士负责编撰。全书由我统筹定稿,张焕仕博士校阅。

互花米草生态工程具有以下4大特色:一、“洋为中用”的特色,外来种引进中国,将其转变为我国的植物资源加以利用;二、本土化的特色,首先是物种的归化,使其逐步融入本土生态系统,其次是按照中国本土的利用方式对其加以开发利用;三、分层多级的利用特色,如本书所述,至少包含三个利用层级;四、层层剥笋、逐步深化的利用特色,如获取了互花米草提取物生物矿质液,开发了系列新资源食品,进而开发了抗痛风、降尿酸的功能食品,现在分离、纯化和鉴定了18种单体化合物,之后将向新药开发深入推进。

春夏秋冬四十回,

米草归真入华夏。

生态工程展翘楚,

风起云涌迎造化。

站在黄海之滨,放眼望去,绿色的互花米草高大密集,俨然是一片沃野。希望我们的生态工程技术研究成果,将万顷碧绿转化为受大众欢迎的系列科技产品,为民造福,为国出力。

在此,对南京大学盐生植物实验室的同仁和同学们表示由衷的感谢!你们的研究工作丰富了本书的相关内容。

感谢夫人马惊涛女士在我40年米草研究生涯中的暖心陪伴、倾情相助、如影随形!

本书的研究和出版工作得到2017年中华人民共和国科学技术部重点专项(2017YFC0506005)、江苏省盐土生物资源研究重点实验室建设基金、南京壹唯壹生物科技有限公司专项基金的资助,特此致谢!

南京大学  钦佩

2018年12月31日于南京

目录：

"第一章　生态工程理论与米草生态工程概述.001

第一节.生态工程理论与实践..........002

一、生态工程学的产生.....002

二、生态工程学产生的理论基础....004

三、生态工程和生态技术..005

四、生态工程产生的现实基础.......008

五、生态工程学的发展.....011

第二节.互花米草的引种.....014

一、互花米草的生物学特征..........015

二、互花米草的生态学特征..........016

三、互花米草扩张的相关研究.......022

第三节.互花米草的正负生态效应....024

一、近十年的国际关注动态..........025

二、互花米草的正负生态效应.......027

三、互花米草的本土化趋向..........032

四、互花米草的生态控制策略.......039

五、结论.041

第四节.米草生态工程概述..041

一、米草生态学及其研究概述.......041

二、米草生态工程的设计..043

三、米草生态工程的三级效益的评估.........046

四、米草生态工程的实用意义及生态学意义...........048

参考文献....051

第二章　一级层面：原位利用研究..060

第一节.互花米草自组织系统的生态效益......060

一、互花米草生态系统的最大功率化.........061

二、互花米草的抗风防浪与保滩护岸.........070

三、互花米草的促淤造陆..072

第二节.互花米草饲喂奶牛..076

一、互花米草不同生理期的饲用营养价值...079

二、日粮添加互花米草对奶牛瘤胃发酵的影响.........083

三、不同互花米草添加量日粮条件下瘤胃纤维素酶活性的变化及其对互花米草降解特性的影响...093

四、日粮添加互花米草对奶牛瘤胃细菌多样性的影响....108

第三节.互花米草与野放麋鹿..........115

一、野放麋鹿种群大小、警戒行为和生活痕迹...........115

二、野放麋鹿的生境选择..121

三、野放麋鹿生境中互花米草和芦苇两个生态系统的比较.132

参考文献....141

第三章　二级层面：食用研究........149

第一节.互花米草提取物的新资源食品研发...150

一、技术方案......150

二、具体实施方式...........151

第二节.互花米草提取物的功效成分研究......172

一、互花米草类黄酮的生成与初级生产的关系(钦佩等,1991)...173

二、互花米草不同器官黄酮含量分析.........175

三、互花米草提取物重要化合物的分离、纯化和鉴定研究.176

第三节.互花米草提取物的增强机体免疫力研究........180

一、基于嗜中性粒细胞对金黄色葡萄球菌的吞噬率试验(姜允申等,1995)..181

二、人群溶菌酶含量变化的测试(姜允申等,1995)...........183

三、小鼠耐缺氧的测试(姜允申等,1995).184

四、果蝇生存观测试验(姜允申等,1995).184

五、互花米草总黄酮免疫活性的研究(张康宣等,1992).......186

第四节.互花米草提取物的降血脂研究.........188

一、米草降脂胶囊的研究(钦佩等,2005,专利号:ZL03112699.5)........189

二、米草总黄酮的降血脂研究.......192

第五节.互花米草提取物的降血尿酸研究......195

一、对高尿酸血症健康管理的国家政策......195

二、互花米草提取物用于抗痛风、降血尿酸的研发..198

三、三种米草化合物用于降尿酸等功效的动物模型研究.......204

参考文献....212

第四章　二级层面：饲用研究........214

第一节.米草精粉饲喂蛋鸡试验.......214

一、材料与方法...216

二、结果与分析...217

三、结论.223

第二节.米草精粉饲喂奶牛试验.......224

一、材料与方法...226

二、结果与分析...229

三、结论.232

第三节.生物矿质液用于淡水珍珠培育试验...233

一、材料与方法...234

二、结果与分析...235

第四节.互花米草提取物的饲用前景.238

一、米草精粉增强机体免疫力的测试.........239

二、米草精粉与黄芪多糖的免疫活性比较研究........240

参考文献....242

第五章　三级层面：互花米草渣综合利用研究.........245

第一节.互花米草渣综合利用的产业链设计...246

一、互花米草渣综合利用产业链设计的理论基础.....246

二、互花米草渣相关产业分析.......248

三、互花米草渣产业链设计..........252

第二节.互花米草根区土壤中的解磷菌.........253

一、解磷菌的分离鉴定.....254

二、解磷机制的研究........269

三、安全性研究...274

四、结论.288

第三节.米草解磷菌与AM真菌的复合效应...291

一、海滨盐土接种不同比例米草解磷菌和AM.真菌对蓖麻生长和土壤酶活性的影响(张焕仕等,2013)...292

二、米草解磷菌和AM.真菌对海滨锦葵生长和根际土壤团聚体的复合效应研究.........299

第四节.互花米草渣的综合利用.......304

一、食用菌栽培基质利用..304

二、蚯蚓养殖基质利用.....307

三、互花米草渣制备有机肥研究....308

四、互花米草渣制备生物有机肥研究.........311

参考文献....314