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从千年水草、优质饲料到太空食材:浮萍正在重新定义生物制造的边界

2026-11-11 07:38:49      点击:

很多人对浮萍的印象,还停留在池塘里随处可见的“小绿毯”。这种漂浮在水面的微型植物,其实早已融入我们的生产生活:早在千年前,我国民间就将它作为畜禽饲料和传统中药材使用,是本土农业生态里不起眼却实用的水生资源。而近年来,随着相关研究的不断深入,这个看似普通的小植物,正在从田间水沟走向更广阔的应用舞台,甚至成为了食品、航天和生物制造领域的热门新物种。

    

2025年是浮萍发展历程中极具标志性的一年,欧洲食品安全局正式批准浮萍作为新鲜蔬菜进入生产和消费市场,让它从传统饲料升级为合规的人类食用食材;几乎同一时期,SpaceX也将浮萍纳入太空补给清单,把新鲜的浮萍样本送往国际空间站,为长期太空任务的食物供给提供了全新方案。这一系列动作的背后,是浮萍本身过硬的营养素质作为支撑:经过人工筛选的优良株系,淀粉含量最高可占到干物质的60%以上,同时均衡搭配了优质蛋白、多种矿质元素、必需脂肪酸和维生素,完全称得上是一种潜力巨大的优质生物质资源。

饲料型浮萍新品种:高蛋白株系.jpg

相比于小麦、玉米等传统陆生作物,浮萍的生长优势几乎是碾压级别的。它的生命周期极短,部分优良品种仅需16到24小时就能完成一代繁殖,生物量积累速度远超绝大多数高等植物。它对环境的适配能力也极强,环境温度稳定在5℃以上就能正常生长,从温带到热带的广大区域,几乎可以实现全年不间断的循环生产。哪怕是在封闭的人工环境里,只需要调配简单的低成本营养盐溶液,搭配基础的光照和温控条件,浮萍就能快速扩繁,完全不需要复杂的田间管理和耕地投入。

饲料型浮萍新品种:高淀粉株系(紫萍.jpg

在地球上,经过科研人员的定向培育,新型浮萍品种已创造出令人惊叹的产量数据。中国科学院成都生物研究所赵海团队历经15年攻关,建成全球最大的浮萍种质资源库,筛选出的高蛋白株系(Lemnaminor国际编号7868)蛋白质含量最高达31%,年亩产蛋白超1吨,最高可达1567公斤,是大豆亩产蛋白的10余倍。

高蛋白株系:Lemna minor,国际编号7868.jpg

而高淀粉株系(Landotiapunctata国际编号0001)的淀粉含量更是达到33%—45%,经诱导后10天内淀粉含量可从6.52%飙升至75.88%,年亩产淀粉2.5吨,是水稻的6倍以上。

高淀粉株系(紫萍):Landotia punctata,国际编号0001.jpg

更难得的是,浮萍天生就是植物合成生物学的理想底盘。和绝大多数高等植物不同,浮萍植株内几乎不含或仅含极少量的木质纤维素,这意味着它体内合成的各类目标产物,后续提取和纯化的工序会被大幅简化,能直接降低工业化生产的成本。同时,浮萍作为水生植物,天然隔绝了绝大多数人和动物的病原微生物,几乎不会被常见的致病菌、病毒感染,这让它表达出的各类生物产物,在安全性上拥有了天然优势。

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鸭子争抢吃饲料型浮萍新品种.jpg

【视频】根本捞不完,高产饲料浮萍喂鹅鸭鱼,爱吃长得快,病少肉质好

近年来,随着浮萍全基因组测序、转录组数据库的不断完善,以及成熟高效的遗传转化体系逐步建立,科研人员已经成功在浮萍底盘中实现了多种外源功能蛋白的稳定表达,覆盖了医用生长因子、单克隆抗体抗原、临床药物原料和工业级酶制剂等多个高价值领域。过去需要依赖复杂发酵罐、高成本培育体系才能生产的物质,如今都有望在一池池漂浮的浮萍中完成合成,这种低成本、高效率的生产模式,正在为生物制造行业打开一条全新的发展路径。

从稻田边的“生态清洁工”到餐桌上的新鲜蔬菜,再到空间站里的营养补给、生物工厂里的合成底盘,这株在地球上存在了千万年的小植物,正在用自己独特的优势,串联起生态、农业、食品和生物医药等多个领域的创新链条。

【视频】带你参观高淀粉饲料型浮萍冬季在大棚中高产种植情况,冬季一样高产

 

刚打捞上来的饲料型浮萍准备饲喂动物.jpg

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将浮萍与发酵剂混合后装入袋中压实密封发酵1-2天,进行轻度发酵

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发酵完成的浮萍变成微微黄色

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将浮萍煮熟与预混料、发酵饲料或粗饲料混合后喂猪

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煮熟浮萍与预混料、发酵饲料或粗饲料混合后喂鸡

著名浮萍研究专家赵海研究员莅临广西助农生态养殖示范基地调研指导浮萍生态循环节粮养殖

2026年3月26日,我国著名浮萍研究权威、中国科学院成都生物研究所二级研究员、博士生导师赵海莅临广西助农大化生态养殖示范基地,专题调研指导浮萍在养殖业生态循环、节粮增效、粪污资源化利用中的创新应用,为广西生态循环养殖高质量发展传经送宝、把脉支招。广西壮族自治区农业农村厅科技与教育处、畜牧推广总站、饲料监察所、大化县农业农村局等单位领导及技术骨干共20余人陪同调研并参加专题交流。广西助农公司蒋爱国总经理向客人进行了详细接待和汇报。

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赵海研究员是我国非粮燃料乙醇与水生能源植物研究领域的领军人物,深耕浮萍研究二十余年,带领团队建成国家水生生物种质资源库—浮萍子库,攻克浮萍高效净化废水、高淀粉/高蛋白定向培育、生物质转化等核心技术,荣获联合国工业发展组织全球可再生能源领域最具投资价值领先技术蓝天奖等多项重要奖项,其研究成果在国际生物质能与环境生物技术领域处于领先水平。

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调研期间,赵海研究员一行实地察看基地全链条生态循环模式,逐一了解浮萍在粪污处理、饲料替代、水质净化、种养结合中的实际应用成效。

首先,赵海研究员详细察看基地猪粪水微生物处理—高淀粉/高蛋白浮萍种植—浮萍熟化发酵替代饲料养猪闭环模式,认真询问浮萍种植密度、养分调控、在肉猪养殖上的饲喂模式(煮熟和发酵)替代比例,对基地将猪场废水转化为优质高蛋白高淀粉饲料的实践给予高度关注。

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随后,参观肉鸡运动场浮萍种植生态模式,现场了解浮萍的种植方法、补充青绿饲料达到的效果、降低饲料成本与肉质风味的综合效果。

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接着,考察基地三级养殖尾水处理池—微生物处理—工厂化浮萍种植系统,重点查看养殖尾水氮磷去除、水体净化效果与浮萍工厂化繁育效率,对基地规模化、标准化处理养殖尾水的技术路线的示范表示认可。

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最后,调研鱼塘养鸭—养鱼尾水浮萍净化—浮萍回饲鸭鹅鱼类水陆联动循环模式,查看尾水净化指标与浮萍饲喂效果,深入了解“一水多用、废物全利用”的运行机制。调研期间,赵海研究员还品鉴了用部分浮萍饲喂的畜禽肉蛋产品,对其优良品质与风味给予充分肯定。

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实地调研结束后,赵海研究员作专题分享,系统介绍团队二十余年浮萍种质资源筛选、品种选育、高效培育、废水资源化、生物质高值化的研究历程,展示国际领先的浮萍高淀粉积累、高蛋白生产、重金属富集修复、碳氮协同利用等核心技术与应用成果,为基地进一步提升技术水平、扩大示范效应提供权威指引。

赵海研究员指出,广西助农生态循环养殖示范基地构建的“养殖粪污通过微生物技术处理—多种浮萍种植模式—生态饲喂形成节粮养殖—水质净化”全链条模式,技术成熟、效果显著、可复制、易推广,真正实现生态效益、经济效益、社会效益高度统一,为南方丘陵地区养殖业绿色低碳转型提供了优秀范例。他表示,将充分发挥团队在优质浮萍新品种、高效培育技术、资源化利用工艺等方面的优势,为基地提供持续技术支持与种质资源支撑,助力基地打造全国领先的浮萍生态循环养殖样板。

此次调研指导,为广西生态循环养殖注入顶尖科研力量,推动浮萍这一高效净水、高产蛋白、快速繁殖的优质水生资源在养殖业节粮降本、绿色发展中发挥更大作用,对促进广西畜牧业转型升级、助力乡村振兴与农业农村现代化具有重要意义。


广西助农畜牧科技有限公司生态养殖示范基地于2023年12月,引进中国科学院成都生物研究所赵海研究员团队的高蛋白株、高淀粉株优质浮萍新品种,探索生态循环节粮养殖新模式。引种初期攻克极少种萍远距离低温运输后繁育难题后,2024年6月实现规模化繁殖,构建了大棚设施种植、废水处理一体化种植等五种多元模式,其中养殖废水微生物处理后种植模式可实现“废水净化+饲料工厂化生产”能够实现四季高产。

2025年测产显示,鲜萍亩产稳定超45吨,远超预期。品质上,高蛋白株粗蛋白含量25%-31%,营养价值极高;高淀粉株淀粉含量33%-45%,兼具能量与蛋白饲料优势。应用中,浮萍在畜禽水产养殖替代效果显著,草鱼7斤鲜萍可增重1斤,鸭鹅日粮添加比例达50%,养猪添加35%可降本15%-20%,养鸡采用运动场种植浮萍自由采食形成了高营养青绿饲料持续供应降本增效明显,且提升产品品质。

目前还建成小型烘干房准备开展初级加工,正攻克保鲜、高效干燥等技术难题。公司还申报两项新型浮萍种植与利用的发明专利,2025年下半年向200余户养殖场推广该技术,提供一体化服务,相关反馈信息持续收集整理中。

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