中国科学院科技成果汇编亚热带农业生态研究所

中国科学院亚热带农业生态
研究所
农业源污染水体生态治理技术体系
成果简介
该成果主要由污水前端调节与基质处理技术、绿狐尾藻湿地生态治理技术、绿狐尾藻湿地和生物质利用技术及尾端潜流渗滤强化处理技术4项核心技术组成，可有效处理养殖废水、生活污水和农田排水、富营养化水体等不同以氮磷污染为主的污水。

其对COD、氮磷去除率：养殖废水生态治理为97～99%，生活污水和农田排水为60～80%，富营养化水体为40～60%，治理效果与现行的工程治理模式相当。

该成果创新性强，总体居于同类研究国际先进水平，其中在规模化养殖废水、农田排水和农村生活污水、富营养化水体的生态治理领域处于国际领先水平。

该技术成果已在湖南、浙江、江西、广西、湖北、贵州、四川及重庆等南方10省市建成不同规模养猪场废水、农田排水和生活污水及富营养化河道水体等治理示范点112个，所有治理点实现水体污染物COD及氮磷达标。

2014年以750万元技术入股大长江环境工程技术有限责任公司2014～2015近2年内示范应用点（企业）直接/间接获利0.27亿元，达到了水体污染治理和经济收益的双赢。

总体上，该成果技术成熟，可产业化，投资风险小，生态经济效益显著，推广应用前景广阔。

重金属污染土壤的农业安全利用技术
成果简介
针对农田重金属镉铅污染形势严峻、治理难度大等问题，以保障农产品质量安全为核心，按照“轻度污染肥料改良－中度污染钝化降活－重度污染断链改制”的总体研究思路，根据土壤镉铅污染程度及其变化动态、作物吸收/转运特点和重度污染农田农用途径等开展相关技术攻关与产品研发，研究建立了镉铅污染农田原位钝化修复与安全生产技术体系。

1.肥料降活技术
研发出氮磷钾肥与海泡石组配的功能性新型复混肥，有效解决了施肥技术与降镉技术分离的问题，拓展了肥料的功能与效能。

可基本保证轻度污染农田（土壤镉铅含量超标2倍以内、pH＞5）实现达标生产。

2.高效原位钝化修复技术
研发出以海泡石、高温炉渣、腐植酸、红泥和生物炭为基质的复合钝化剂，有效提升降镉效率和持续时间，可使镉超标3﹣5倍的稻田实现达标生产。

3.镉铅重度污染农田麻类作物高效替代种植技术
对于重金属严重超标、已不适宜种植食用农产品的耕地，要保留其耕地性质，只有改革耕作制度，发展非食用性经济作物，采用“改种”的方式实现无害化利用。

通过耐／抗重金属污染的麻类作物品种筛选试验，初步确定了适于重金属严重超标耕地种植的中苎1号等麻作品种；可在土壤镉浓度超过100mg/kg时正常生长，其耐性机制主要是限制镉向地上部运输和固定于细胞壁部分。

超高产优质新种质“巨型稻”简介
成果简介
“巨型稻”是中国科学院亚热带农业生态研究所夏新界研究员领衔的科研团队创制的水稻超高产新种质。

该种质突破了亚种间杂交障碍，具有超高生物学产量、超高株型（180﹣220cm）、高抗倒性、强分蘖能力、高光效、高根系活力特征，单位面积生物量比现有水稻品种高出50%（可达40吨/公顷以上），平均有效分蘖51个，单穂实粒数可高达600粒。

经6年多区域生产性试验，在普通稻田和常规田间管理条件下，“巨型稻”杂交品种的单季产量可稳定达到900﹣1100公斤/亩，再生稻可达350公斤/亩。

经农业部食品质量检验测试中心（武汉）检测，“巨型稻”杂交品种米质已达国家优质稻谷三级，突破了杂交稻育种中“高产不优质，优质不高产”的难关。

因此，“巨型稻”是一种具有重大应用价值、新颖的原创性水稻新种质。

以“巨型稻”为核心的“巨型稻-青蛙-泥鳅”稻田立体生态高效种养技术体系，可充分发挥其株形高大、稀植、生育期长、叶茂且冠层高、淹水深度大等优势，结合无抗健康养殖“分子配方”，完全实现了化肥、农药、抗生素、除草剂等“零”使用和环境友好的目标，能显著提高单位稻田经济、生态和社会效益，为我国南方稻区创建了优质、高产、高效、生态、安全的生产新模式，推广前景巨大。

功能性氨基酸及微量元素螯合物创新应用
成果简介
本成果主要应用于饲料工业或者养殖业领域。

矿物元素是动物维持生命和生产产品必不可少的营养素之一，直接或间接地参与机体几乎所有生理和生化过程，与动物生长和健康密切相关，被誉为生命元素。

经过长期研究矿物元素、氨基酸及其螯合物，通过技术创新、方法创新和集成创新，为解决我国蛋白质和矿物元素等资源短缺、饲用效价低污染环境等方面的重大难题及其产业化推广应用提供了有力的技术支撑。

分别发明了8种功能性氨基酸的制备生产方法和应用技术;发现了某些功能性氨基酸结构因素与生物活性关系及其与微量元素螯合的特性;发明了节约型微量元素复合包，简化生产工艺，提高生物学利用率。

项目系列发明成果及其产品对提高饲料品质、节约矿物资源、降低环境污染等多方面产生十分明显的生产效果和社会效益，对促进饲料行业和生态养殖业科学技术进步起到极大的推动作用。

本项目获得2016年度湖南省技术发明奖一等奖。

无抗饲料关键技术集成及产业化应用
成果简介
本成果主要应用于饲料工业或者养殖业领域。

本项目围绕仔猪抗生素替代品营养生理功能及其调控开展系列研究，系统研究了功能性氨基酸、核苷酸和植物提取物从母猪到仔猪、生长肥育猪氨基酸的营养功能，阐明了功能性氨基酸、核苷酸对孕体发育和繁殖障碍的调控作用及机制揭示了其在猪肠道中的高效利用
规律，阐明了其调控肠道功能、营养素沉积分配和繁殖生理的作用机制；合理配以中草药调控养分营养代谢，研制出可提高生猪生产性能，改善肉质和机体免疫力的饲料添加剂；通过抗生素的替代系列技术集成在企业进行新产品优化，提高了猪对饲料营养物质的消化吸收，有效提高了母猪繁殖性能、降低了仔猪断奶应激，提高了猪肉品质。

该项目于2017年获郑州市科技进步一等奖、2017年度河南省科技进步二等奖。

多通道瘤胃模拟发酵全自动在线检测装置
成果简介
本多通道模拟瘤胃发酵全自动在线检测装置，通过三通电磁阀将各厌氧发酵罐与压力传感器连接，将各通道压力传感器上收集到的电子信号经电路板传输到PC机处理并保存；通过控制厌氧发酵罐排气条件，使发酵后的气体进入气相色谱分析并保存，然后利用PC机对各通道厌氧发酵罐中各气体组份的含量及产量等数据进行整理，并对厌氧发酵罐中总气体、甲烷产量、氢气产量等的实时连续记录与分析，实现对发酵底物降解过程的实时分析与检测。

该技术装置操作简便、数据精确，实现气体自动采集、进样和分析，可获取温室气体生成曲线，使用方便，自动化程度高。

该装置自研制出以来，已稳定运行3年，具有完全自主知识产权。

该装置优点如下：
1.可应用于对饲料营养价值的快速评定，相对传统营养分析方法，功能更强，使用更方便。

也可用于生物厌氧发酵分析。

2.获得的数据精确，同一样品间测得的结果误差小于1%。

3.分析速度快，对样品降解过程中甲烷、氢气等成分的检测时间在50秒之内。

4.多通道测定分析能力，一次可同时进行40个样品营养降解特性的分析。

装置已申报两项专利：专利号ZL201210284927.3，ZL201410205400.6
新型多功能动物代谢笼
成果简介
针对传统代谢笼存在饮用水、饲料残渣、尿液和粪便分离效果不理想从而影响测量结果这一缺点，通过观察动物饮食、排泄行为的生理特点，发明了新型粪尿分离装置和收集装置，解决了传统代谢笼在样品收集上的缺陷，显著提高了测量工具精准度和检测结果的精确性，该技术装置操作简便、数据精确，实现体重数据、采食量数据自动采集，使用方便，自动化程度高。

该装置自研制出以来，已稳定运行2年，具有完全自主知识产权。

该装置已申请国家发明专利（受理中）和实用新型专利（已授权）。

该装置优点如下：
1.可应用于对饲料营养价值的准确评定，相对传统代谢笼实现粪尿完全分离，同时避免了饮水和食物残渣混入样品，极大的提高了试验结果的准确性。

2.获得的数据精确，可以实时获取动物体重及采食量数据。

3.提高动物福利，代谢笼内安装有实时控温体统，可以为动物术后恢复提供良好局部环境。

4.大量减少人工成本，比较传统代谢笼而言，可以通过网络对动物实验进行远程监控和操作。

装置已获实用新型专利：专利号ZL201521007427.0。

药用植物薯蓣新品系繁育及产业化开发
成果简介
薯蓣属植物具有重要的药用价值，其根茎皂甙元是合成避孕药和激素类药物的重要起始原料，在医药工业中占有重要地位。

在工业上，皂甙元含量每提高一个百分点，其成本将降低60%～70%，由此可见，其功能活性物质的提高对提取工业乃至整个薯蓣发展的产业链中都具有重要意义。

因此，选育高产、富含功能活性物、投入产出效率高的薯蓣原料资源优异新种质势在必行。

本研究采用“新品系选育+组织培养+多倍体“相结合的选育方法，优选目标性状水平高和遗传稳定性高的单株，确定皂甙元含量≥10‰，且遗传稳定性较高的优势单株；通过组织培养将优势单株扩繁为一个克隆群体来稳定优良性状；再通过化学诱变方法人工诱导薯蓣四倍体，皂甙元含量超过14‰。

与目前生产上种植的薯蓣品种相比，将近提高4个千分点，大大提高了薯蓣经济价值。

薯蓣多倍体新种质的选育成功，为3万亩种植户提供了皂甙元含量≥14‰优质种苗，工业提取厂家获得优质原料，提高种植户种植收入，降低生产企业投入成本，提高企业综合效益，从源头上解决当前医药工业中所面临的原料问题。

拉动整条产业链的发展，为国民经济的持续发展储备重要资源。