紅萍的特性與利用

（代序）

作為世界上最早養(yǎng)殖和利用紅萍的國家，紅萍作為水生綠肥、飼料或餌料在中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)體系中已有幾千年的歷史。早在公元540年，賈思勰所著的《齊民要術(shù)》中就有紅萍的記載，明朝末期以來，東南沿海許多地方府志都有紅萍作為稻田肥料的記述。從地域而言，紅萍最早是由福建、浙江、廣東傳播到南方各省，因此在長江流域以南的中國稻區(qū)，都有養(yǎng)殖利用紅萍的歷史習(xí)慣。隨著紅萍新品種的育成和越夏越冬技術(shù)的研究改進(jìn)，紅萍的利用區(qū)域已過長江、跨黃河、越長城，北抵東北的松花江畔，西臨西北的秦嶺山麓。

一、紅萍的特性

紅萍也稱綠萍、紅浮萍等，在植物分類上屬槐葉萍目、滿江紅科、滿江紅屬（Azolla spp）。“滿江紅”，也是著名的詞牌名之一，傳唱最廣的是岳飛的《滿江紅·怒發(fā)沖冠》。詞牌“滿江紅”，可能來源于夏秋季節(jié)的紅萍在花青素作用下呈現(xiàn)出緋紅的顏色。

紅萍起源于晚白堊紀(jì)之前（約5 800萬年前），是具有生物固氮功能的蕨類和藻類的共生體，蕨類為其葉腔中生存的魚腥藻（Anabeana azollae）提供碳水化合物，魚腥藻則可將空氣中的氮?dú)馕詹⑥D(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)氮，進(jìn)而合成氨基酸和蛋白質(zhì)。因此，紅萍在貧瘠的水質(zhì)條件下仍能繁殖生長。

紅萍的最佳生長溫度為15～28℃、濕度65%～85%、光強(qiáng)6 000～12 000 lx，最佳生長條件下，3～4 d可以產(chǎn)量翻倍；紅萍固氮能力強(qiáng)，固氮量在150～450 kg N/（hm2·年），固氮效率高于大豆、三葉草等豆科植物。紅萍具有很強(qiáng)的富集鉀的能力（紅萍含K 199%～256%），水稻吸收水體中鉀的峰值為8 mg/kg、臨界濃度為2 mg/kg，而紅萍的峰值為085 mg/kg、臨界濃度為01 mg/kg，即紅萍可以吸收并富集水稻無法利用的鉀。紅萍光合作用高效，紅萍由蕨和藻兩種不同植物組成，擁有各自不同的光合色素，可以在較大光域范圍內(nèi)進(jìn)行光合作用。紅萍營養(yǎng)全面，適口性好，干物質(zhì)含粗蛋白25%～35%、粗脂肪25%～31%、粗纖維7%～11%，還含有鉀、鈣、硫、硒、鉬等礦質(zhì)元素。

二、紅萍的綜合利用

紅萍在生產(chǎn)中的應(yīng)用已取得巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。新中國成立以來，紅萍作為水生綠肥在全國推廣，1977年，紅萍的養(yǎng)殖面積已達(dá)7萬畝

1畝≈667 m2，1 hm2=15畝，全書同。，1978年以后，紅萍的應(yīng)用面積不斷擴(kuò)大并日趨多樣化，1980年起,“稻—萍—魚”等紅萍綜合利用模式得到大面積推廣，至20世紀(jì)90年代中期，全國每年推廣“稻—萍—魚”模式達(dá)百萬畝，新增稻谷6 000多萬公斤，新增產(chǎn)值2億多元。90年代后期至今，紅萍的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到“稻—萍—魚、稻—萍—鴨、稻—萍—螺—蟹”等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前約有生態(tài)農(nóng)業(yè)100多萬畝，每畝新增經(jīng)濟(jì)效益400多元，共新增收入4億多元。

（1）稻田綠肥。紅萍作為稻田肥料，主要作為基肥，共有兩種方式：①利用冬閑田養(yǎng)萍，每畝投放200～250 kg萍母，翌年春繁后可畝產(chǎn)鮮萍3 000～4 000 kg，水稻插秧前倒萍作為基肥使用；②在早稻田套養(yǎng)紅萍為晚季水稻供肥，早稻插秧后放入紅萍養(yǎng)殖，每畝放萍量為150～200 kg，早稻收割后，紅萍翻壓入土作為晚稻的肥料，每畝可產(chǎn)鮮萍1 500～2 000 kg。

（2）禽、畜、魚的綠色飼料。紅萍營養(yǎng)豐富、個(gè)體適中（僅1～2 cm2），是豬、鴨、魚的優(yōu)質(zhì)綠色飼料，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，可為有機(jī)禽、畜、魚產(chǎn)品生產(chǎn)提供廉價(jià)的飼料源。

（3）稻—萍—魚、稻—萍—鴨生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。中國傳統(tǒng)的稻作體系，一直將紅萍作為肥料來源，20世紀(jì)80年代以來，研究發(fā)展出的“稻—萍—魚”“稻—萍—鴨”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，不但增加了稻田的產(chǎn)出，而且可以減少50%～70%的化肥和農(nóng)藥使用。而在有機(jī)稻米生產(chǎn)中，可以將紅萍作為全部的肥料來源。①稻—萍—魚生態(tài)農(nóng)業(yè)模式：在養(yǎng)魚占地10％情況下，保持水稻產(chǎn)量，節(jié)約肥料、農(nóng)藥70％，魚產(chǎn)量300～400 kg/畝。②稻—萍—鴨生態(tài)農(nóng)業(yè)模式：每畝放養(yǎng)15～30只鴨子，經(jīng)過連續(xù)3年以上的種養(yǎng)，可實(shí)現(xiàn)不使用化肥和農(nóng)藥，達(dá)到有機(jī)稻米生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）減少溫室氣體，控制水體污染。大氣中的甲烷（CH4）有20%～30%來自稻田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的排放，而研究發(fā)現(xiàn)，稻—萍—魚模式CH4的排放量比常規(guī)稻田減少346%。另外，紅萍對(duì)養(yǎng)殖水體中銨態(tài)氮和總磷的去除率為3890%和3843%。

（5）作為太空生命生態(tài)保障系統(tǒng)（CELSS）的核心生物部件。紅萍的生長特性適合于在CELSS中的應(yīng)用。①生長迅速，增殖天數(shù)為3～5 d。②可以進(jìn)行濕潤養(yǎng)殖，解決太空的失重問題。③非常強(qiáng)的吸收CO2和釋放O2能力，在立體疊層養(yǎng)殖情況下，可占較小的空間為宇航員供氧。④用于宇航員尿液凈化，是可再利用的生物部件。⑤可加工成沙拉等食品，也可養(yǎng)魚等，可形成食物鏈循環(huán)。

（6）可作為中藥原料。作為中草藥，紅萍可益氣補(bǔ)血，扶正解毒，主治氣血兩虛癥。以紅萍為主要原料的“安多霖膠囊(阿多拉)”是抗癌輔助藥，獲得衛(wèi)生部的“準(zhǔn)”字號(hào)認(rèn)證，已大量生產(chǎn)，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

此外，由于紅萍是一種萍藻共生的水生蕨類植物，具有共生固氮能力，是良好的固氮植物研究材料，同時(shí)又是蕨類藻類共生的模式植物，所以也是很好的植物共生研究材料。

三、紅萍的種質(zhì)資源

由于大部分紅萍資源在自然條件下不產(chǎn)生生殖器官（孢子果）或無齊全的雌雄生殖器官，因此，紅萍種質(zhì)資源主要依靠營養(yǎng)體培養(yǎng)的方式進(jìn)行保存。位于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的國家紅萍種質(zhì)圃，是由農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)建立的目前世界上收集品系最多的紅萍資源圃，擁有在全球收集到的6個(gè)大種共505個(gè)紅萍品系，建立莖尖組培、溫室水培和網(wǎng)室土培的三級(jí)長期保存體系。國家紅萍種質(zhì)圃的建設(shè)，為我國未來的紅萍研究與應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

今年是國家紅萍資源中心成立30周年，本書匯編了紅萍研究中心科研人員撰寫的相關(guān)論文，以之紀(jì)念。感謝福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所及原福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院紅萍研究中心全體同事為本書的編寫所付出的心血，感謝唐龍飛研究員的指導(dǎo)和幫助。本書的相關(guān)研究和出版得到國家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-22）、農(nóng)業(yè)部作物種質(zhì)資源保護(hù)和利用（紅萍種質(zhì)資源收集、編目與利用）項(xiàng)目、福建省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2016R1016-1）、國家紅萍種質(zhì)圃（福州）、農(nóng)業(yè)部福州農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站、福建省丘陵地區(qū)循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心、福建山地草業(yè)工程技術(shù)研究中心、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（STIT2017-1-9）的資助。另外，本書的出版還得到福建省“百千萬人才工程”人選培養(yǎng)資金和福建農(nóng)業(yè)科學(xué)院出版基金的資助。在此，向給予本書順利出版提供幫助的領(lǐng)導(dǎo)、同事和相關(guān)單位致以衷心的感謝！

黃毅斌、翁伯琦

2017年7月