EM制劑在農業清潔生產上的應用

林 嵩

(福建省農業科學院 350003)

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EM制劑在農業清潔生產上的應用

林 嵩

(福建省農業科學院 350003)

總結有關EM(有效微生物群)制劑在畜禽養殖、作物種植、水產養殖和改善環境等方面的應用試驗和生產實踐，闡述其在農業清潔生產、環保治污、提高農產品產量和品質、促進畜禽生長發育、農業廢棄物資源化無害化處理、農業生態環境保護和修復等方面的作用。

有效微生物群；農業；清潔生產

農業清潔生產是現代農業發展的必然趨勢,也是實現農業可持續發展的重要途徑。農業清潔生產要求生產和使用對環境溫和的綠色投入品, 改善農業生產技術、減少和降低農業污染物的數量和毒性,以減少農業生產和服務過程對環境和人類的危害[1]。EM是Effective Microorganisms (有效微生物群)的縮寫，EM制劑(以下簡稱為EM)是日本琉球大學比嘉照夫教授等于20世紀80年代初期研制成功的一種新型的復合微生物制劑。EM是由10個屬80多種微生物復合培養而成的多功能菌群，主要含有光合細菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、醋酸桿菌等[2]。20世紀90年代初，EM應用技術引進我國，并得到廣泛應用，尤其在農業清潔生產、環保治污、提高農產品的產量和品質、促進畜禽生長發育和農業廢棄物資源化無害化處理等方面的顯著功效而倍受青睞。實踐證明，EM制劑非常適合應用于農業清潔生產。

1 EM在畜禽養殖業上的應用

1.1無害化處理畜禽糞便，簡單高效

目前，畜禽糞便常用干燥處理、生物降解處理技術。干燥處理主要有日光自然干燥、高溫快速干燥、烘干膨化干燥及機械脫水干燥等方法。但這些措施對設備要求高，投資大，高能耗，耗水量大，不符合低碳節能的要求[3]。厭氧降解處理技術是生物降解處理的方法之一，對畜禽糞便進行厭氧降解并生產沼氣，由于技術工藝存在一些缺陷，導致如氣體不穩定、沼液處理困難等問題，難以推廣[4]。實踐證明，采用EM技術是較理想的生物降解途徑，采用該方法對畜禽糞便進行無害化處理簡單高效，如趙京音等[5]試驗表明，在雞糞腐熟堆肥中添加EM，能加快腐熟進程，常溫下堆制20d可達到無害化標準，使無害化處理時間縮短20d，并且在技術操作上簡單易行。李慶康等[6]研究表明，用EM處理的雞糞pH值較低，有利于減少雞糞的氨揮發，保持較多有效氮，提高肥效；發酵的雞糞疏松多孔，水分容易蒸發，因而干燥較快，在較短時間內能達到水分含量≤20%的干燥指標。

1.2消除畜禽糞便惡臭，改善圈舍衛生

剛排泄出的畜禽糞便含有NH3、H2S等有害氣體，進而產生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多種低級脂肪酸等有惡臭的氣體，影響畜禽生長，不利人和動物健康[7]。汪植三等[8]進行畜禽舍投放EM和飼喂含EM飼料試驗，投放EM前舍內氨濃度平均達到58.8mg/m3；投放EM后，降到16.1mg/m3(衛生標準為19.5mg/m3[9])，降解率達到72.62%。投放EM前，蛋雞舍內硫化氫濃度平均達到20.8mg/m3，超過了畜舍硫化氫15.2mg/m3的衛生標準[9]；投放EM后，硫化氫濃度平均降到3.9mg/m3，降解率達到81.25%，達到衛生要求。試驗結果表明，豬舍、雞舍投放20g/m3的EM后，可明顯降低豬、雞舍內糞便的臭味。李維炯等報道[10]，牛、豬等飼喂EM后，圈舍臭味明顯減少，夏天蒼蠅數量減少60%以上；且動物變得較“溫順”、愛“干凈”，即使在炎熱的夏季，也不在糞尿里打滾，皮光毛順、色澤鮮亮。肉雞舍內測定結果，氨氣濃度比對照降低了69.7%。使用EM的豬場和牛場，無臭味，也見不到蒼蠅；在所投喂的精料中添加EM，每2～3d用EM稀釋液噴灑牛舍及牛身，牛舍場地衛生明顯改善，蒼蠅、蚊子明顯減少，臭氣減少。

1.3提升飼料品質和適口性

1.3.1作飼料添加劑提高飼料養分 王旭明等[11]按0.5kg EM原液+0.5kg糖蜜+25kg水+100kg飼料的比例配制成發酵飼料，用不接種EM的自然發酵料作為對照，結果表明：EM飼料具有明顯的酸化作用，提高了飼料的適口性；發酵4d后，總氨基酸含量提高了8.87%，限制性賴氨酸提高了10.83%。王彩蘭等[12]將EM液調制成1∶500發酵料飼喂蛋雞，蛋雞的產蛋量及蛋重明顯提高；并改善雞蛋的品質，Vc、Ca與P含量明顯提高，而膽固醇含量降低60%以上。

1.3.2EM發酵作物秸稈，轉化為飼料 據統計，2010年全國秸稈理論資源量為8.4億t(風干，含水量為15%)，可收集資源量約為7億t。水稻、小麥、玉米等3種作物的秸稈占秸稈總量的75%以上[13]。由于得不到有效利用，大部分秸稈作為燃料，不僅污染環境，而且嚴重浪費資源。作物秸稈的堿化、氨化、糖化和熱噴等傳統處理方法，存在與農業爭肥、操作復雜且成本高等不足[14]。隨著畜牧業的興起，飼料需求量逐年增加，每年生產5000萬t配合飼料需要用掉3500萬t糧食，約占年均糧食產量的7.8%[15-16]。農作物秸稈是可觀的畜禽飼料資源，EM發酵秸稈能提高粗飼料的營養品質，EM在發酵過程中，將秸稈中纖維素——木聚鏈和木質素聚合物酯鏈酶解，增加了秸稈的柔軟性和膨脹度，從而提高家畜對粗纖維的消化率。同時在發酵過程中，部分木質纖維類物質轉化為糖類，產生并積累大量營養豐富的微生物菌體及其有用的代謝產物，如氨基酸、維生素等，使秸稈變軟變香，營養增加[17]。

農作物的秸稈、藤蔓及各類糟渣和殼類經EM發酵后，飼料具有濃郁的酒香味和蘋果香味，適口性好，畜禽吸收率和消化率提高。秸稈中的粗纖維大幅降低，以玉米干秸稈為例，處理前粗纖維含量30.64%，處理后粗纖維含量8.84%，降幅高達71.1%[18]。湖南省畜牧局采用稻草制作EM秸稈微貯飼料養黑山羊，EM微貯飼料的適口性好，羊專挑EM微貯飼料吃，羊群毛色光亮[19]。用EM稻草微貯飼料養牛，飼料酸甜帶香味，牛喜食，而且營養好，上膘也快，冬天老牛不掉膘，小牛生長加快。福州鼎中鑫生態農業開發有限公司以玉米芯為主料加工成顆粒，接種 EM發酵處理后的玉米芯顆粒飼料，具有微弱的酸酒香味，飼喂羊、兔、鵝，適口性好，畜禽喜食且生長快，飼喂的畜禽皮毛光亮，活潑健康，抗病力增強。

1.4減少畜禽疾病

EM發酵飼料結合EM稀釋液飲水飼喂畜禽，能明顯提高其抗病能力，尤其是對動物的腸道感染如雞白痢、豬黃白痢等有顯著的防治效果，可減少甚至不用抗生素等藥物，使畜禽產品中的藥物殘留減少到最低限度直至沒有[20]。魏玉明等[21]對集約化養豬場應用EM的效果進行研究，結果表明：分娩和妊娠母豬、保育仔豬基本未發病、未用藥，抗病力強，特別是對仔豬黃白痢的預防具有顯著效果。

2 EM在種植業上的應用

EM可改善土壤結構，提高土壤肥力；促進植物生長，提高作物的抗逆性、產量和農產品品質[22]。

2.1發酵堆制生物有機肥

2.1.1替代傳統有機肥 傳統的有機堆肥采用厭氧發酵方式，發酵速度慢，一般發酵成熟需要50d左右堆制和施用費時費工，同時散發臭味，且蟲卵、病菌、雜草種子等殺滅不完全，尤其是未經腐熟的人糞尿和畜禽糞便含有超標的大腸桿菌、蛔蟲卵及其他病菌，影響環境衛生，在大棚中施用還會產生有毒氣體[23]。利用EM液發酵堆制的生物有機肥，速效養分含量比普通有機肥增加20%～30%。以EM生物有機肥作為基肥，結合灌施EM稀釋液作追肥，用以相同原料的傳統堆肥和等養分含量的化肥為對照，在小麥、玉米、棉花、水稻等作物上試驗的結果表明，EM發酵生物有機肥比傳統堆肥增產9.1%～19.6%。在同等條件下增施EM制劑均有明顯的增產作用，平均在10%以上。[10]趙曉艷等[24]研究表明，施用EM生物有機肥的冬小麥和夏玉米的產量分別比施用傳統堆肥高27.8%和 15.67%。辛樹權等[25]利用EM進行降解牛糞的研究表明，在新鮮的牛糞中加入EM液，發酵溫度上升速度快，第6 d就達到最高溫65℃，pH值和C/N變化明顯，可加快牛糞的腐熟速度。

2.1.2減少對化肥的依賴 不合理使用化肥導致土壤生產力下降。減少化肥用量，增施EM生物有機肥能夠滿足農作物對營養的需求[26]。Higa T[27]報道，農作物生產利用EM技術，可大大減少化肥的使用量，從而減少化肥對土壤的破壞，以及土壤中過量N、P流失引起的水域環境污染。

2.2促進作物生長，提高產量和抗性

2.2.1可以促進種子萌發和苗期生長 張烈等[28]提出，EM產生的有機酸及各種活性物質，能打破種子休眠，促進萌發。采用EM 500倍稀釋液對玉米種子進行浸種試驗，結果表明：與清水浸種相比，發芽勢提高12.0%，發芽率提高8.0%，玉米出苗狀況得到改善。孔慶宇等[29]以紅燈甜櫻桃和東北山櫻幼苗為試材，通過對幼苗根際接種EM試驗，研究其對幼苗根際微生物區系及根系呼吸的影響，結果表明: 接種EM的處理，幼苗根際細菌和放線菌的數量增加、真菌數量減少，微生物區系構成發生明顯變化；接種EM有利于增強根系活力，其中接種2次處理的根系活力較對照提高47.3%；接種EM后幼苗根系總呼吸速率提高20%以上。

2.2.2提高作物的產量和品質 Kwizera Chantal等[30]將EM應用于煙草種植，煙草的株高、莖圍顯著增加，且煙草的產量和質量明顯提高。陳勝利等[31]用EM稀釋液拌種和噴施，結果表明：用EM拌種處理的玉米穗長、穗粒數、百粒重及產量均高于對照處理。用EM拌種和噴施對高粱也有明顯增產效果，無論噴施還是拌種均能提高高粱的穗粒數和千粒重，產量也有不同程度的提高。楊猛等[32]以鮮雞糞和玉米秸稈為原料添加EM制作發酵有機肥在大棚黃瓜上施用，試驗結果表明：施用經EM發酵的有機肥能促進大棚黃瓜生長發育，顯著提高大棚黃瓜產量，改善果實品質。

2.2.3抑制病蟲雜草 因EM含各種放線菌，可分泌抗生物質，抑制病原菌，增強植物對病害的抵抗性和免疫性，EM施入土壤中或噴到葉面上，有利于土壤微生物的平衡，抑制有害微生物的增殖。施入EM后農田作物少得病或不得病，或受病蟲害侵害的時間向后推遲，病株少，病蟲較易控制，因而對蚜蟲、紅蜘蛛、早期落葉病等均有良好的預防效果，防治效果與噴藥基本一樣。對棉花黃萎病、白粉病，馬鈴薯黑斑病、晚疫病，以及小麥散黑穗病有一定的防治作用；對因灰霉菌引起的草莓根腐病的防治效果可達85%以上[33-34]；能降低大棚黃瓜的枯萎病病情指數[32]。用EM 500倍液浸種72h，能有效減少水稻秧苗立枯病發病率[35]。王彥榮等[36]對稻田連續9年施用EM試驗表明：EM應用對雜草具有一定的抑制作用，多數雜草的數量都有所減少，并且雜草的總質量也減少。

3 EM在水產養殖上的應用

EM在水產養殖領域的應用范圍比較廣泛，魚飼料或養殖場中投放EM能防止水體污染，同時達到防病及除臭的目的[37]。

黃培鈴等[38]報道，EM可以通過菌體代謝有效降低底質與水體中的有害物質、亞硝酸鹽、氨氮、COD，改良底質，凈化水質，通過微生物競爭作用，抑制底質及水體有害致病微生物、有害藻類的生長與繁殖，促進有益藻類生長、繁殖與穩定水質。

海參匍匐生活在水體的底部，對養殖水域生態環境變化和某些藥物比較敏感，如果養殖環境惡化或者使用藥物的種類、劑量不當，容易發生應激反應，影響攝食生長，甚至引起身體溶解或死亡[40]。田功太等[39]研究EM原液對海參養殖水體理化因子的影響，結果表明：添加EM能顯著增加水體氧化還原電位、溶解氧、透明度。

方云東[40]將 EM應用于池塘養殖南美白對蝦試驗，結果表明：使用EM后未見蝦發病，水質保持相當好，同時EM拌和飼料，可促進蝦生長，效果比較明顯。使用EM可減少病害發生，避免過度依賴抗生素的使用，產品的質量有保證。用于水產養殖，對改善水質，提高成活率和相對生長率，降低發病率，提高水產品品質均有明顯作用。

4 EM在改善農業生態環境中的應用

在環境治理中，EM可用于對生產生活垃圾的優化處理，加工成肥料或飼料，還可用于廢水無害化處理，改良富營養化水域的水質，在飲用水凈化、空氣凈化等方面發揮重要的作用[17]。

4.1修復受污染的水體

小河、小溪、水庫、水塘、湖泊等水域是農村生產生活的重要水源，由于不當的施肥和養殖排放，使得過量的磷、氮等流入水體，營養物質的增加導致藻類和有機物增加，引起水體富營養化。控制富營養化最主要措施就是控制水體中氮和磷的含量[41]。李雪梅等[42]在藻型富營養化的湖泊水體中進行投放EM試驗，在投入EM后，水面和水面以下0.5m水體中的葉綠素a，總氮、總磷含量和高錳酸鹽指數下降, 而水中的溶解氧含量和水體的透明度上升。

4.2降解土壤農藥殘留

EM對有機磷農藥有降解作用，王連祥等[43]試驗結果表明：EM對辛硫磷、丙溴磷降解比較明顯。EM還可降解土壤中殘留的除草劑——敵草隆和環嗪酮，對受污染的土壤起到生物修復的作用[44]。

4.3改善土壤結構

EM 能改變土壤結構，使團粒結構增加，土壤變疏松，保肥力明顯增強，改善土壤的理化性狀，土壤中微生物總量明顯增加，加速有機物的分解轉化，增加土壤中的有機養分和肥力，并能產生供植物生長發育所需的多種維生素、植物生長激素及抗菌素等[17]。

4.4實現農業廢棄物資源化、無害化處理

農業廢棄物是指農業生產和農村生活中產生的副產品，數量巨大，分布廣泛，是農村主要的環境污染源，但許多廢棄物也是寶貴的可再生資源[45]。一部分農業廢棄物可進行肥料化處理，如利用EM將畜禽糞便和加工下腳料制成生物有機肥；一部分農業廢棄物可作飼料化處理，因為農業廢棄物中含有大量的纖維類物質和蛋白質，經過EM接種發酵可轉化為畜禽飼料。另外，一些廢棄物經接種EM后可作為栽培食用菌的基料，如劉艷君等[46]將稻草、棉籽殼、牛糞、尿素、過磷酸鈣、石膏等按一定比例配方，添加EM液用于栽培姬松茸。利用廢棄的果蔬殘體生產菌體飼料蛋白，李宏濤等[47]以蘋果渣為原料，探討利用EM液進行固態發酵生產菌體飼料蛋白的適宜工藝條件，蘋果渣經過固態發酵，粗蛋白、粗脂肪等主要成分的含量顯著提高，營養價值增加。

5 結語

綜上所述，EM在清潔投入、清潔生產過程、清潔產出等環節均能達到清潔生產的要求，在農業清潔生產的各個領域具有廣闊的應用空間和利用價值。今后要注重EM技術的集成推廣研究，加強清潔生產示范，拓寬應用領域，逐步推廣適應不同地域與季節的應用技術。由于EM微生物群的組成成分多而復雜，目前的文獻報道多為EM實際應用方面，而關于EM作用機理的研究偏少。因此，應加強EM作用機理的研究；在對EM應用技術引進消化吸收的基礎上，大力開展技術創新。另外，EM是生物制劑，在推廣應用中應多考慮環境因子的影響，如水質、土質、溫度、pH值、光線、培養基等條件。實際使用中，不能與抗生素、農藥，以及對EM有殺傷力的化學品或生物聯合使用，注意安全間隔期。

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(責任編輯：楊小萍)

Applicationofeffectivemicroorganismreagenttoagriculturecleanproduction

LIN Song

(FujianAcademyofAgriculturalSciences,FujianProvince350003)

In this study, we summarized the experiments and practical application for the Effective microorganism (EM) reagent in livestock and poultry raising, crop planting, aquaculture and environment improving, and expounded its function on agriculture clean production, environment protection, improvement of yield and quality in agricultural production, enhancement of growth and development of livestock and poultry, resourceful and harmless treatment of agricultural wastes, protection and resilience of agricultural ecological environment, and so on.

Effective microorganisms; agriculture; clean production

2014-07-10

林嵩，男，1962年生，副研究員。

福建省科技計劃項目(2010R0039)。