专利名称：深度开发利用互花米草实现对互花米草控制的方法
技术领域：
本项发明属于生态工程技术领域。
背景技术：
互花米草(Spartina aterniflora)原产于美国，是一种生长在淤泥质潮间带的多年生盐沼植物。互花米草植株粗壮高大，根系异常发达，地面和地下的生物量都非常大，其地上高度一般可达1.0～2.0m，根系深入滩涂土壤可达1.5m左右，因此，互花米草具有较强的抗风消浪、保滩护岸、促淤造陆、绿化海滩、改善淤泥质滩涂地区的环境质量等作用。我国海岸线长，沿海地区淤泥质滩涂比例高，面积大。我国引种互花米草以前，沿海地区经常受风暴潮、台风等自然灾害袭击，沿海海堤大面积受损，给沿海地区经济和人民生命财产造成极大危害。为保滩护岸，保护沿海地区经济和人民生命财，经国务院批准此，由南京大学仲崇信教授于1979年底将互花米草引入我国，1980年在福建滩涂试种成功，1982年以后逐渐扩种到江苏、广东、浙江和山东等地，开始在保滩护岸、促淤造陆、促进沿海地区经济发展、改善滩涂生态环境和减灾等多方面发挥着巨大作用。然而，互花米草作为一种外来物种，具有生长旺，植株高而密，生物量巨大，具有强大的有性和无性繁殖能力等生物学特征，经过二十余年的发展，互花米草在我国沿海淤泥质地区形成5万hm2以上的外来入侵种优势群落。由于占据大面积光滩，从而改变了淤泥质光滩的景观和本土物种的栖息环境，排挤和替代了一些本土物种等。对我国沿海淤泥质滩涂地区生物多样性和水产养殖业等产生了一定的不良影响和负面作用①米草侵占滩涂贝类养殖的场所，导致贝类在密集的米草草滩中无法自由活动和健康生长，甚至会窒息死亡，一些贝类不得不迁移至米草滩外；②一些港区也由于互花米草的侵入淤积加快，影响船只出入；③在夏秋季互花米草的落叶随着潮水四处漂移，进入滩涂或浅海的藻类养殖地，就会对紫菜，海带等海藻的生产与产品的质量产生一定的影响；④大量互花米草的生物质能没被利用而干枯在滩涂中，对海洋环境又造成了二次污染等。为了减轻互花米草的负面影响，目前国内外常用的控制互花米草的措施有物理控制、化学控制和生物防治等。物理控制主要是人工挖掘及机械清除，是一种只投入而没有产出的控制方法，效果差。需要政府出资和组织才能行进行，难以持续和长久；化学方法使用除草剂，但除草剂通常只能清除地表以上部分，对于地下根系和滩涂土壤中的种子效果较差，且存在污染问题；生物防治使用动物天敌和致病微生物来防治外来入侵种。作为外来入侵种，其入侵地也往往缺乏其天敌，其天敌和致病微生物一般也是外来种，这些外来天敌还面临气候等环境因素的限制而面临越冬难的问题，并且还存在极大的生态风险，尚处在实验阶段。因此，互花米草的控制问题已经成为世界性的难题。由此，互花米草在2003年被国家环保局列入我国16种入侵种黑名单。
发明内容
(一)本发明需要解决的问题是①物理防治费时、费力、投入大且没收益，控制效果差，人们参与防治的积极性不高，并需要政府大量出资和组织人力物力，难以持续控制的问题；②化学控制效果不理想、且污染环境的问题；③生物控制时使用的天敌和致病微生物等生物也是外来种，存在天敌的越冬难、防治效果差的问题，还存在着极大的生态安全问题；④如何实现持续控制并实现经济效益、生态效益和经济效益统一的问题。
(二)本发明的具体技术方案如下互花米草含有丰富的纤维、矿物质和生物活性物质，通过深度开发利用互花米草，将其提取物浓缩后制成保健添加剂用于生产食品、饮料、啤酒、保健品等；将提取后的互花米草残渣进一步发酵处理制作成饲料、有机肥料等或将提取后的互花米草残渣用于造纸等，以进一步提高互花米草的附加值，使互花米草成为具有较大经济价值的资源，大大提高人们利用互花米草的积极性和主动性，提高农民和渔民的收入，促进渔民弃渔从农，有利于保护渔业资源，通过大量利用互花米草实现对互花米草的控制的目的，实现了经济效益、生态效益和社会效益三者的有机统一。
具体方法为(1)对互花米草进行选时收获选择活性成分丰富、收割方便的时期收获；(2)将收获好的互花米草秸秆用洁净的清水洗净、烘干、切碎；(3)脱盐和有效成分提取；
(4)将提取液减压蒸馏，获得浓缩的互花米草提取物——呈褐色浓稠糊状；(5)将(4)中浓缩后的互花米草提取物作为添加剂；(6)将提取有效成分和脱盐后的互花米草固体残渣再利用；(7)多途径利用互花米草，将具有高生物量的互花米草转化成为具有较大经济效益的植物资源，提高了人们主动收获、利用互花米草的积极性，在大量利用互花米草获得经济效益的同时，实现对互花米草的有效控制，是一种持续性的对互花米草控制的良好方法。
研究发现海水中的元素含量比地壳岩石中的元素含量更接近人血液的元素含量水平，互花米草生长在潮来潮去的潮间带这种特殊的生境中，接受海水哺育，能产生和积累大量的有利于其抗逆生理的次级代谢产物，这些物质往往是有益于动物和人体的生物活性成分Cruz(1997)发现米草含有抗癌物质长春新碱；南京大学钦佩等发现互花米草不仅含有丰富的矿物质、人体必须微量元素如Fe、Cu、Mn、Zn以及含有Se、I、Co等14种重要元素，还含有类黄酮、有机酸、多酚类、皂苷、蒽醌苷、香豆素苷以及丰富的维生素等物质(钦佩、谢民，1988。自然杂志，11(12)931-933；钦佩、谢民，1990。自然杂志，13(4)226-227)；钦佩等作了“互花米草中硒的含量、分布、形态及其利用”的研究(钦佩、仲崇信，米草的应用研究，1992，海洋出版社，北京)；对互花米草的提取物进行毒理学试验如急性毒性试验、致突变试验、亚慢性毒性试验、致畸试验等，证明它是安全无毒(钦佩、仲崇信，米草的应用研究，1992，海洋出版社，北京)；钦佩与原南京医学院姜允申等联合做了“矿质水对大鼠免疫与运动功能”(矿质水——添加花米草提取物的水)的影响研究、“生物矿质乳对动物及人体运动和免疫功能的影响”(生物矿质乳——添加互花米草提取物的牛奶)的研究(钦佩、仲崇信，米草的应用研究，1992，海洋出版社，北京)；钦佩与南京药物研究所张康宣联合做了互花米草提取物中总黄酮的“局部消炎作用及其免疫活性”研究和“生物矿质乳”的免疫学研究等(钦佩、仲崇信，米草的应用研究，1992，海洋出版社，北京)。这些研究结果都表明互花米草的提取物对动物和人体具有抗炎抗氧化、强心、提高免疫力等系列保健作用。互花米草生产力高，生物量大，生长在其他植物难以生存的潮间带，不占用耕地，生产成本低，深度利用和开发互花米草资源具有可行性和广阔的前景。
(三)本发明与现有技术比较，其显著性进步为我国大面积、生产力巨大的互花米草单优势种群的巨大的生物量没能被有效利用，每年大量的互花米草死后弃于滩涂对海洋环境产生二次污染；大量的互花米草生物量不加以有效利用，对我国沿海滩涂地区的水产养殖和生物多样性也带来一系列不良影响。而且国家为控制外来种每年还要投入大量的人力、物力和资金，但是效果不明显。目前国内外控制互花米草方法注重的是如何消除或减少其现存生物量以减少或消除其负面影响，其采取的措施主要有人工挖掘及机械清除等物理控制、使用除草剂等化学控制以及使用互花米草的动物天敌和致病微生物等生物防治控制等。但是这些措施存在明显不足，控制效果更不理想。因为互花米草根系发达、繁殖能力强、生长快，以上几种控制方法只有投入没有产出，需要国家大量投资才行，且控制消除的速度小于其扩展速度，控制的效果差，大量耗资而没有效益难以持续进行物理方法控制消耗大量的人力、物力和财力，且没有经济效益，是一种只投入而没有产出的控制方法，人们主动实施的积极性差，难以持续和长久；化学方法使用除草剂的化学方法通常只能清除地表以上部分，对于地下根系发达和具有大量种子的互花米草效果较差，且大量使用除草剂存在污染问题；使用动物天敌和致病微生物来防治外来入侵种，其天敌和致病微生物一般也是外来种，这些外来天敌还面临气候等环境因素的限制而面临越冬难的问题，并且还存在极大的潜在生态风险。
本发明避免了化学控制外来种产生的污染、利用天敌控制可能产生的生态风险，克服了以往的物理控制费时费力效果差等，不需要政府在防治外来种互花米草方面进行大量的投资，并能在防治过程产生较好的经济效益，以经济效益促进防治。
本发明通过生态工程设计，综合利用互花米草丰富的生物量和生物活性物质，通过将互花米草转化为具有较大经济效益的资源。互花米草利用的瓶颈是其植株含盐量高而难以利用，本发明能将脱盐、提取有效成分同时实现，并将提取有效成分和脱盐后的互花米草固体残渣充分利用，大大提高互花米草的附加值，促进大量消耗、利用互花米草，实现对互花米草控制，在控制过程中使人民获得巨大的经济效益，提高人民主动控制互花米草的积极性，实现不需国家进行大量投资、可持续性的控制互花米草，还能充分发扬互花米草在改善生态环境正面效应、避免或减轻其负面影响，对沿海人民脱贫、致富、弃渔从农和保护海洋资源具有重要意义。
具体实施例方式
(1)选择收获期选择江苏省盐城市沿海滩涂互花米草分布区，从7月份开始，一直到12月份几个月的时间内均可进行收获。因为6～10月是互花米草在该地区生长较快的时期，这期间收获其生物量大，营养成分丰富。收获时选择小潮期并在高程较高的地方收获互花米草地上部分，一可以确保互花米草营养和活性成分丰富，二便于收获，并可以提高收获效率、降低收获的成本；(2)洁净处理将收获好的互花米草地上部分用洁净的清水洗净、烘干、切短；(3)脱盐和有效成分提取将经过(2)处理好的互花米草放入反应釜中蒸煮提取有效成分，同时完成脱盐；(4)浓缩互花米草的提取物将提取液减压蒸馏，获得浓缩的互花米草提取物——呈褐色浓稠糊状，同时将蒸馏出的水蒸气用(3)实现再利用；(5)利用提取物将(4)获得的褐色浓稠糊状的浓缩提取物作为保健添加剂用于生产食品、饮料、啤酒、保健品等；(6)利用提取有效成分后的互花米草固体残渣将提取生物活性物质后的互花米草残渣再利用①将互花米草固体残渣的含水量调至70％后密封发酵，制成饲料、有机肥；②将互花米草固体残渣漂洗后作造纸原料；③将互花米草固体残渣作中密度纤维板的原料；(7)实现对互花米草的控制通过充分利用互花米草的提取物、固体残渣，将具有高生物量的互花米草转化成为具有较大经济效益的植物资源，提高了人们主动收获、利用互花米草的积极性，实现对互花米草持续、有效控制。
权利要求
1.深度开发利用互花米草实现对互花米草控制的方法，其特征是由以下步骤组成(1)选择收获期从7月份开始，一直到12月份几个月的时间内均可进行收获；(2)洁净处理将收获好的互花米草地上部分用洁净的清水洗净、烘干、切短；(3)脱盐和有效成分提取将经过(2)处理好的互花米草放入反应釜中蒸煮提取有效成分，同时完成脱盐(4)固、液分离(3)步骤完成后将其送入挤碾机进行固、液分离；(5)浓缩互花米草的提取物将提取液减压蒸馏，获得浓缩的互花米草提取物——呈褐色浓稠糊状，同时将蒸馏出的水蒸气用(3)实现再利用。
2.根据权利要求1所述深度开发利用互花米草实现对互花米控制的方法，其特征是将浓缩后的互花米草提取物作为添加剂用于生产食品、饮料、保健品。
3.根据权利要求1所述深度开发利用互花米草实现对互花米控制的方法，其特征是将互花米草固体残渣的含水量调至70％后密封发酵，制成饲料、有机肥；或将互花米草固体残渣漂洗作造纸原料；或将互花米草固体残渣作中密度纤维板的原料。
全文摘要
本发明属于生态工程技术领域。本发明通过生态工程设计，充分利用互花米草丰富的生物量和生物活性物质，通过将互花米草转化为具有较大经济效益的资源，提高人民大众主动收获、利用互花米草的积极性，实现持续性控制互花米草，还能充分发扬互花米草在改善生态环境正面效应、避免或减轻其负面影响，做到不需要国家投资，并在控制的过程中，大大提高人民的经济收益，对沿海人民脱贫、致富、弃渔从农和保护海洋资源具有重要意义。
文档编号A23L1/30GK1849908SQ200610040749
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者钦佩, 王光, 闫道良, 姚成 申请人:南京大学