一、项目基本情况
项目名称：南水北调中线水源区香根草百喜草生态治理示范与综合开发应用；
主要完成人：李玉英，聂天南，王宏力，韩雪梅，黄志刚，张龙冲，马如斌，李献民，施建伟，陈吉宝；
主要完成单位：河南坤元生态环保科技有限责任公司，南阳师范学院，南阳市乾景中药材开发有限公司，河南神久实业有限公司，南阳国家农业科技园区，河南农业大学，南阳市绿野循环农业研究所；
任务来源：参与国家外专局“南水北调中线水源地生态环境保护与管理”引智重点项目；
代表知识产权：申请专利16件，已授权发明专利3件和实用新型2件；SCI在JCR一区论文1篇，二区2篇，核心期刊3篇等科研成果。
二、项目简介（限1200字）
针对南水北调中线工程水源区消落地和石漠化区域生态脆弱而至水土流失和面源污染等生态问题，结合2004年国家外专局实施重点引智项目，在库区周围采取“香根草、百喜草”（简称“两草”）生态工程复合技术，将“两草”引入长江以北。
（一） 主要技术内容
1. 香根草、百喜草的引进驯化技术
经过7年的引种驯化得到了耐寒、耐水的品种，香根草成活率由开始不到10%提高到98%，百喜草种子发芽率由2%提高到90%，并成功进行大面积推广应用。
2. 水土流失治理技术：与对照相比，在水土流失区，使用香根草-百喜草复合生物技术可使径流量和土壤侵蚀量分别下降67%和95%。
3. 石漠化生态修复技术：在红沙岩石漠化坡地构建香根草和百喜草复合生态系统后植树成活率达到90%，对照仅为30%。
4. 消落带植物防护技术：消落地适生植物选育是世界性难题，培育出驯化的香根草可在消落带淹没6个月以上仍能成活，对水体TP和TN的去除率分别为97%和70%。
5. 农村生活污水净化技术：香根草人工湿地对TP、TN和COD具有很高的去除率，分别为82.6%~94.0%、52.1%~74.9%和69.1%~75.7%。
6. 以草代木食用菌生产技术
以此基质生产出来的香菇菌丝生长势好，内含人体所需的17种氨基酸；鲜品总产量和生物学转化率高均高于木屑袋料栽培的香菇，每袋比对照增值1.8元。
7. 香根草饲料化技术
用做牛、羊、兔和鹅等畜禽养殖业饲料，可提高畜禽抗病力，减少了饲料添加药物，每百斤饲料可降低成本4~6元。
8. 生物质能化技术
在秸秆类木质纤维素为原料的沼气生产设备、工艺等方面进行了探索，香根草作为生物能源-沼气发酵原料，利用率可高达58.46%。
（二） 授权专利情况
申请“两草”繁育和栽培技术、生态环境保护、香菇生产和生物能源等方面的专利16项，其中获得授权发明专利3项，实用新型专利2项。
（三） 技术经济指标
项目实施7年来，与7家单位合作，在两草的引进驯化、生态修复、污染治理和综合开发利用方面取得重要技术突破，并在河南、湖北、陕西、山西、宁夏和山东6省区进行试验推广，共计产生经济社会效益6953万元。
（四）应用推广及效益情况
目前已建设香根草种苗繁育基地3500余亩，每年可为库区及南水北调生态环保项目提供种苗15000万株以上。在河南、湖北、陕西、山西、宁夏和山东6省区试验推广两草；在8个县/市移民村、贫困村推广“以草代木”生产食用菌，年产规模55万袋，农民增收660万元；开发优质饲料原料用于养牛、养兔等综合开发利用技术，香根草獭兔养殖发展到48万只。
三、主要科技创新（限5页）
2002年，国务院领导到丹江口水库视察，提出了关于南水北调中线工程调水必须坚持“先节水后调水，先治污后通水，先环保后用水”的“三先三后”原则。为了保证中线水质生态安全而确保“一库清水永续北送”，针对南水北调中线工程水源区消落地和石漠化区域生态脆弱而至水土流失和面源污染等生态问题，结合2004年国家外专局实施重点引智项目，采取“香根草百喜草”（简称“两草”）生物工程技术，该项目历时7年“产学研”协同攻关，在“两草”繁育、不同生态立地类型的生态治理技术及其在生态产业链上的综合开发利用技术等方面取得了重大突破和技术创新。
（一） “两草”生态治理示范与综合开发应用
以确保水质生态安全为主要目标，以水土保持为重点，以生态修复理论为基础，采用两草生态工程技术开展水源区生态治理技术集成。通过水源地实地生态治理示范与推广，以拓宽创新两草驯化和综合开发为突破口，探索出在暖温带地区一套适用的两草生态工程综合技术，在不牺牲生态环境的情况下南水北调中线水源区生态、社会、经济可持续发展的两草生态产业。
（二） 主要科技创新
1. 首次建立了“两草”在暖温带地区繁育及适生技术(学科分类：农艺学，附件1.9、2.1、2.3、2.4、4.1-4.7、6.5、6.6)
经过技术攻关，香根草成活率由开始不到10%达到了98%，百喜草种子发芽率由2%提高到90%。在冬季寒冷和春夏季旱涝、干热风等恶劣气候条件下长期驯化，培育出耐寒品种。经过抗寒驯化将原产于热带的香根草品种Karnataka引种到高于北纬30度的地区种植。经过抗寒驯化香根草进行耐水性驯化研究，经过育苗、移栽、维护期不同管理得到在消落地淹没6个月以上仍能成活的香根草品种。经过技术推广，在河南省内大面积种植，并且种植到山西、甘肃、宁夏和山东等省区。
2. 研究开发了石漠化区域生态治理工程技术（学科分类：环境工程学，附件1.9、2.1、2.3、2.4、4.1、4.2、4.4、4.5、6.5、6.6）
水源区有大片不长树、不长草的红砂岩石漠化区域，多年造林效果寥寥，规模造林因屡遭失败而被迫放弃。在陡峭崎岖的山地，即便春季种上树，大量降雨因没有草丛、草根的阻拦吸附，小树被冲倒或由树干旁流走，造成水资源浪费并且不断产生水土流失。香根草和百喜草根系发达、抗涝、耐酸碱；香根草强大的根系可达地下2~5 m，可快速生长高达2~3 m，具有极强的抗逆性。而在香根草种植生长后可成功地保护造林，有效拦蓄降雨。在丹江口库区左岸淅川县马蹬石桥的红沙岩石漠化坡地历经9年试验表明，构建香根草和百喜草复合生态系统巩固和保护方法后植树成活率为90%，而对照区仅为30%。适用于石漠化区域、荒山、尾矿场、采石(土)场、垃圾填埋场以及工业污染区等恶劣环境的垦复与植被覆盖。香根草可用于稳定陡坡、护岸护堤。与对照相比，香根草、百喜草复合生态系统可使径流量和土壤侵蚀量分别下降67%和95%。主要针对丹江水源区的山体进行生态治理，以及水库水渠的护岸护堤。同时大量用于高速公路、铁路、桥涵等基础设施边坡和路基的保护与稳固。已在丹江口库区新修公路、西峡县和淅川县之间公路等取得了护路效果。河南省交通运输厅科研院已应用两草做高速护路。
3. 构建了消落带植物防护技术体系（学科分类：环境工程学，附件1.9、2.1、2.3、2.4、4.7、4.7、6.3、6.5、6.6）
香根草、百喜草根系极其发达，生长快、抗性强，穿透性强、抗拉强度高，强大的根系在坡地上短期可形成土壤根结性植物篱，一方面拦截了降雨冲刷的泥土，另一方面可形成等高植物篱笆，根系穿透土壤增加了土壤渗透性，使大部分降雨能更好地渗透到地表之下，减少了地面径流和土壤养分流失。湖库区岸线因为相对周期性的水位涨落，长期浸淹冲刷，使消落带这一特殊生态立地几乎无植物生长，形成大片裸露泥沙的消落效应。在低洼沼泽形成的湿地，也成了垃圾、污水的汇集区。经过9年在丹江口库区左岸淅川县马蹬石桥及入库汇处下集张营消落地香根草种植试验，培育驯化的香根草可在消落地耐受完全淹没6个月以上仍能成活。2012年9月长江委有关专家和世界土壤信息中心专家到现场考察，认为消落地适生植物选育是世界性难题，目前三峡库区、丹江库区还没有发现其他完全淹没达到3个月以上的耐水植物。香根草的耐淹记录、水土保持功能，有效地防止了消落地的水土流失，减少了湖库泥沙量。
4. 研究开发了农村生活污水净化技术（学科分类：环境工程学，附件1.9、6.5、6.6）
河水、塘水经香根草处理3~4周后，水体感官现状明显改善，透明度提高，总磷的去除率达97%，总氮去除率达70%以上。香根草人工湿地对低浓度生活污水的TP去除率较高，达到了82.6%~94.0%，对COD和TN的去除效率一般，分别为52.1~74.9%和69.1~75.7%；在可交换性盐浓度达33%时仍表现正常，pH 3.8的酸性土壤，Al3+浓度高达68%情况下仍能正常生长（对一般作物来说Al3+浓度15%就产生毒害了），在高浓度的砷、铅、镉、铝等条件下能正常生长，并可用于酸性硫酸盐土的整治。因此，利用香根草的强耐性，种植香根草既可以维护湿地，又治理农村生活污水源污染，改善库区和流域的生态环境，对农业面源污染防治与富营养化水体的净化有重大作用。
5. 研究开发了“以草代木”食用菌生产技术（学科分类：资源科学技术，附件1.1、1.9、2.1、2.2、2.3、2.5、4.2、6.5、6.6）
采用一系列食用菌生产新技术，较好地处理了“菌林”之间的矛盾，为食用菌产业的可持续发展提供了一条可靠途径。用香根草等茎杆作原料以草代木可生产香菇、木耳等40余种食用菌，利用适度粉碎在5~10 mm的茎秆颗粒生产食用菌。香根草的老熟茎杆是生产鲜香菇和多种菌类的上好原料，经处理后的香根草老茎杆每吨生产0.7~0.8 t 鲜香菇或0.7 t 黑木耳。用香根草栽培香菇的基质配料：香根草屑80~90%、麦麸9%~19%，石膏0.5%~1.5%，将固体物料充分拌均匀后，再加水拌匀至湿度达到65%；所述栽培基质的酸碱度为pH值为7~7.5；所述香根草屑为细小片状，其线性尺寸为5~8 mm；栽培基质采用双套袋技术：内袋采用超薄出菇免割聚乙烯袋，外袋采用正常聚乙烯袋，其中内袋选用55×25×0.02 cm3规格塑料袋，外袋选用60×27×0.04 cm3规格塑料袋。以此基质生产出来的香菇菌丝生长势好、转色好、病态率低、鲜品总产量高、生物学转化率高、商品性好，且内含人体所需的17种氨基酸、蛋白质（干基）、粗纤维、总磷等均高于木屑袋料栽培的香菇，既符合人们对香菇口感、品质、理化指标等的要求；每袋比对照增值1.8元，有利于农民增加收益，适宜大面积普及推广。
6. 研究开发了“两草”饲料养殖技术（学科分类：资源科学技术、畜牧学，附件1.9、2.1、2.3、2.4、4.3、6.5、6.6）
两草茎叶中富含动物所需的蛋白质、氨基酸以及脂类、矿质元素、香精油等，具有抗菌消炎功效，是优质青饲料。小兔、育成兔饲料配方中添加香根草粉质量百分比分别为40%和45%。在以香根草做为300只獭兔的主饲料实验期间(3年)，獭兔没有发生腹泻、腹胀等消化道疾病。在同等比例的饲料配比时，仔兔满月时体重在0.60~0.75 kg之间，尤其是满月后至90日龄的小兔增重十分明显，90日龄小兔体重可达2.25~2.50 kg。由于使用香根草能预防獭兔消化道疾病，减少了饲料添加药物，每百斤饲料可降低成本4~6元。用做牛、羊、兔、鹅等畜禽养殖业饲料，可提高畜禽抗病力，减少发病率甚至死亡率，从而提高畜禽成活率，显著提高其生长速度；减少饲料中药物添加，降低养殖成本。
7. 研究开发了“两草”能化技术（学科分类：生物质工程，附件1.2、1.3、1.9、1.5、6.3、6.4）
在秸秆类木质纤维素为原料的沼气生产设备、工艺等方面进行了探索，香根草作为生物能源-沼气发酵原料，利用微好氧-厌氧发酵两相技术，产气率为140434 m3/(m3·t)，利用率可高达58.46%。研究发现，香根草产气性能优于能源模式植物柳枝稷。
（三） 与当前国内外同类技术主要参数比较
1. 香根草屑栽培香菇
通过科技查新，使用香根草屑栽培香菇研究的技术国内尚未见报道，属于国内先进水平。
2. 暖温带地区两草繁育栽培
经过技术攻关，使香根草成活率由开始不到10%达到了98%，百喜草种子发芽率由2%提高到90%，在冬季寒冷和春夏季旱涝、干热风等恶劣气候条件下长期驯化，培育出适宜长江以北区域生长的耐寒品种。
3. 暖温带消落地适生植物驯化
经过7年在丹江口库区消落地香根草种植试验，培育的香根草已在库区消落地耐受完全淹没6个月以上仍能成活。2012年9月长江委有关专家和世界土壤信息中心专家到现场考察，认为消落地适生植物选育是世界性难题，目前在三峡库区还没有发现其他完全淹没达到3个月以上的耐水植物。
4. 香根草獭兔饲料
人工饲料条件下，兔的主发病是消化道疾病，自2009年起，我们实验用香根草做为300只獭兔的主饲料，3年中没有发生腹泻、腹胀等消化道疾病。在同等比例的饲料配比时，仔兔满月时体重在0.60~0.75 kg，尤其是满月后至90日龄的小兔增重十分明显，90日龄小兔体重可达2.25-2.50 kg。由于使用香根草预防獭兔消化道疾病，减少了饲料添加药物，每百斤饲料可降低成本4~6元。采用香根草做饲料喂养獭兔可提高动物抗病力，减少发病率甚至死亡率，从而提高动物成活率；显著提高动物生长速度；减少饲料中药物添加，降低养殖成本。使用香根草作为獭兔养殖主饲料而产生的技术优势，国内科技文献尚未见相关报道。
（四） 项目实施中科研成果
自2004年开始实施国家外专局重点引智项目，历时7年的“产学研”协同攻关，在种子繁育、育苗移栽及不同生态立地的栽培管理技术及“两草”生态产业链上的综合开发利用技术等方面取得了重大突破和技术创新，获得了丰硕的科研成果。公司圆满完成国家外专局重点引智项目所承担的工作(旁证材料：附件2.1、2.4、6.1、6.2、6.3)，并于2012年获批河南省外专局“河南省引进国外智力成果示范推广基地”(旁证材料：附件6.2)。河南省科技厅、河南省发改委、河南省科学院、河南省农业科学院授予南阳市亁景中药材开发有限公司“河南省十佳科技创新型品牌企业”荣誉，河南省科协、河南省科学院、河南省农业科学院授予南阳市亁景中药材开发有限公司“2011年度河南省十佳科技创新示范单位”荣誉(旁证材料：附件6.1)。
申请有关“两草”繁育和栽培技术、生物能源、香菇生产、生态环境保护方面的专利16项，其中已授权5项(旁证材料：附件1.1、1.2、1.3)；发表JCR三区以上SCI论文5篇，EI收录论文5篇，CSCD核心论文17篇(旁证材料：代表性论文见附件1.4-1.9)；完成省级项目鉴定4项，国家外专局项目3项；市科技进步奖一等奖1项、二等奖2项，省教育厅二等奖2项，省生态环境厅二等奖2项，省社科联二等奖1项，省河南省农业综合开发科技进步一等奖1项等科研成果(旁证材料：附件2.1、2.3、2.4、6.3)。期间，完成了河南省科技厅资助项目“南水北调中线水源区生物监测的研究”(0511030700)，于2008年河南省科技厅鉴定(豫科鉴委字[2008]第342号)；河南省科技厅资助项目“大型秸杆沼气关键技术及产业化示范”(092102110191)，于2011年河南省科技厅鉴定(豫科鉴委字[2011]第771号)(旁证材料：附件6.4)。同时，参加了国家“十一五”支撑计划“南水北调中线丹江口水库库区生态环境综合整治技术开发”(编号:2006BAC10B02)、水利部公益资助项目“丹江口水库水质安全保障技术研究”(编号:200901008)。
（五） 效益及市场竞争力
该项目的示范与推广，取得了显著的生态、经济和社会效益。目前已建设香根草种苗繁育基地3500余亩，每年可为库区及南水北调生态环保项目提供种苗15000万株以上。在河南、湖北、陕西、山西、山东等6个省试验推广两草；在8个县、市移民村、贫困村推广“以草代木”生产食用菌，发展年产55万袋，农民增收660万元；开发优质饲料原料用于养牛、养兔等综合开发利用技术，香根草獭兔养殖发展到48万只。
成果实施推广，用于水源地生态治理、农村污水处理、水源污染地的植被恢复和各种污染源的生物治理；“以草代木”栽培食用菌，根本上解决了“菌林矛盾”，有效保护森林资源；可使丹江口库区、南水北调中线源头的水土流失得到根本治理，使丹江口水库得以增加有效库容、延长使用寿命、提高供水效益，保证水质生态安全，确保“一库清水永续北送”。
