EM 菌的研究進展

李 瑞 余 然 牛浩強 閻春暉

河南師范大學生命科學學院，河南新鄉453007

1 EM 菌概述

1.1 EM 菌的組成

EM (effective microorganisms，EM)菌為有效微生物群的英文縮寫，也叫EM菌益生菌原液，它是由世界著名應用微生物學家、日本琉球大學比嘉照夫教授發明的。主要是由乳酸菌、光合細菌、放線菌、酵母菌等組成。

1）光合菌群。光合菌群主要是以土壤接受的光和熱為能源，分離出土壤中的硫和碳氫化合物，變有害物質為無害物質，對作物起著促進和營養作用。能夠以植物根部的分泌物、土壤中的有害氣體、有機物等為基質，合成糖類、氨基酸、維生素、氮素化合物等有機物質，對土壤起著肥沃和促進動植物生長的作用。光合菌群的代謝物質可以被植物直接吸收，還可以成為其他微生物繁殖的養分。如果光合細菌得到增殖，其他的有益微生物也會增殖。

2）乳酸菌群。乳酸菌包括乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬等。乳酸菌絕大部分都是人體內必不可少、并且有重要生理作用的有益菌。能夠將碳水化合物發酵成殺菌乳酸光，從而有效抑制有害微生物的活動、繁殖和腐敗分解。它可以廣泛存在于人體的腸道中，合成各種維生素和氨基酸，產生消化酶類，幫助食物的消化和營養的吸收，促進人體新陳代謝。它可以分解出木質素和纖維素，抑制腸道內腐敗菌生長，改善胃腸道功能，提高機體免疫力。

3）酵母菌群。酵母菌是單細胞真菌，具有氧化、發酵2 種方式。酵母菌產生的發酵效力能促進植物細胞的分裂和生長；同時酵母菌群發酵產生的有機物是動物生長所需的主要成分之一，對動物生長起重要作用。酵母菌在胃腸道大量繁殖，改善菌種的結構，調節胃腸的環境，提高pH 值的穩定性，促進纖維素菌、乳酸菌等有益菌群繁殖能力及活力提高，促進胃腸對營養物質的分解、消化、吸收和利用。

4）放線菌群。目前廣泛應用的抗生素約70%是各種放線菌所產生。放線菌群具有降解作用，有利于動植物對營養物質的吸收。放線菌具有抑制病原菌的作用，提供了動植物生長的有利條件。放線菌群還具有很強的固氮作用，促進了有益菌的生長，增強了動植物抗病害的能力。

1.2 EM 菌的特點

EM 菌液能夠有效抑制動物臭味、驅除蚊蠅、減少動物飼養環境的污染，而且能有效降低動物排出惡臭氣味的糞便，減少圈舍內有害氣體的產生（硫化氫、氨氣等）。趙嶺樂等[1]通過實驗證明EM 菌劑能夠大量消耗養殖場內的含氮和含硫的有害物質，并快速降解，減少硫化氫和氨氣的排放。即使在低溫等惡劣的條件下，EM 菌劑仍然能夠發揮作用，在一定程度上抑制一些有害氣體的產生。

EM菌攝入后，能夠在動物體內參與微生物平衡，一方面可以抑制動物腸道內有害微生物群落產生，另一方面可以增強動物非特異性免疫功能來預防疾病，促進動物生長和提高動物飼料轉化率[2]。在EM菌的發酵過程中，會衍生出許多有益代謝產物，極大地降低腸道pH 值，能夠抑制或殺死病原菌的生長和繁殖，有利于宿主動物的健康，提高機體的免疫力。

1.3 EM 菌的作用機制

1）菌體分泌物。EM菌進入消化道后，與原有微生物競爭生長，釋放出特殊的物質，能夠抑制其他菌株的生長繁殖。在其生長過程中會產生代謝產物，對其他有害菌株有拮抗作用，從而改變水產動物腸道內的優勢菌群，促進動物的生長。

2）競爭抑制。EM菌進入腸道后，首先占據靶上皮細胞，并且產生一個不利于病原微生物生長的環境，逐步形成腸道內的優勢菌群，爭奪病原體生存所必需的營養物質而具有抗菌作用，進一步阻止有害微生物的定植[3]。

3）增強機體免疫力。益生菌能夠刺激動物產生干擾素，提高免疫球蛋白濃度和巨噬細胞活性，增強機體細胞免疫和體液免疫的功能，防止疾病的發生[4]。某些種類的益生菌還可以作為非特異性免疫調節因子來調整微生態系統的能量流、物質流、基因流的正常運轉[5]。Karimpour[6]研究認為EM 益生菌可以生產抗菌物質，修改腔的pH 值，阻止細菌粘附對營養物質的競爭，強化免疫系統等。

2 EM 菌在養殖業中的研究現狀

EM菌作為一種活的混合微生物群，可以對功能性食品成分適量施用，對宿主健康有益。它們的用途廣泛，從人類到反芻動物、豬和家禽，以及水產養殖實踐中都有使用[7]。

2.1 畜禽養殖業

當前，EM 菌已普遍應用于農業、環保等領域，特別是在畜禽養殖中的應用，取得了顯著的生態效益和經濟效益。EM菌養殖技術，即在畜禽機體內建立微生態平衡，通過生物奪氧來抑制腸道致病微生物的產生，改善機體內外的生態環境，增強畜禽的機體免疫功能，提高動物飼料轉化率，產生多種營養物質和抗菌物質，實現疾病預防，增強免疫力和提高養殖效益的目的[8]。通過競爭性排斥或產生對致病菌有害的抗菌物質來發揮作用，同樣，它們是一種不可消化的飼料補充劑，是由有益的微生物群選擇性發酵的，它們利用益生菌來排除致病微生物。

1）提高產品質量。EM菌的益生菌群可以促進畜禽生長，提高日增重的功能。國內相關學者進行EM菌液養畜禽的試驗，結果表明EM 菌可以提高畜禽繁殖率和成活率，促進畜禽生長，提高日增重，從而有效縮短了飼養時間[8]。王同仁等[9]EM菌液來進行了養豬養雞的試驗，證實了使用EM 菌液能促進畜禽快速生長。EM菌還可以增加畜禽采食量，改善消化道菌群環境，提高母豬產仔數，減少弱仔數，降低死胎率，增加哺乳母豬泌乳量和縮短仔豬斷奶時間。益生菌或益生元作為生長促進劑，能有效而經濟地改進畜禽生產系統，給動物生產和衛生保健管理帶來一個新的時代[10]。

2）提高免疫力及抗病力。EM菌含有多種有益微生物，其中乳酸菌群在體內厭氧狀態發酵乳糖，產生的乳酸形成腸道內酸性環境，有效地抑制腸道有害微生物的繁殖，促進有益微生物的繁殖，從而降低了腸道疾病的發生，達到預防疾病的目的。EM菌中的光合細菌群在體內生長過程中，會產生大量VE和VC等，提高畜禽對疾病的抵抗力。另外，酵母菌群含有高量的超氧化物歧化酶(SOD)，能夠有效地除去超氧陰離子自由基并轉換成無毒無害的H2O2和O2，從而解除超氧陰離子自由基對機體的毒害作用。而放線菌群中的大多數菌種，會在代謝過程中產生大量的抗生素，從而預防疾病，確保畜禽的健康[11]。黃慶飛等[12]在奶牛精料中添加EM菌飼料添加劑，用EM菌劑稀釋液噴灑牛舍及牛身，結果顯示產奶量提高了29.5%，乳房炎及蹄病等的發病率明顯降低，牛場的衛生得到明顯改善。另外，EM菌技術還能提高奶牛抗熱應激能力，在炎熱環境中保證奶牛的食欲不減，改善飼養環境的衛生，減少和抑制蚊蠅和臭氣。張保全等[13]報道，EM菌能明顯增強外周血T 細胞對絲裂原con A 或B 細胞對絲裂原LPS 刺激的反應性，說明經EM菌刺激后，T 淋巴細胞和B 淋巴細胞的活性明顯增強，從而增強機體的細胞免疫和體液免疫的功能。

2.2 水產養殖業

1）提高產品質量。EM菌可以利用自身特有的酶補充宿主在消化酶上的不足，參與蛋白質、糖類、脂肪等營養物質的代謝或改善養殖的環境，促進水產動物的生長。在養殖池塘中使用EM菌液，不僅能夠改善環境、凈化水質、增強水產動物免疫力，還能促進水產動物生長發育、增加產量。資料顯示養殖戶自己培育EM菌液用于養殖池塘，在降低成本的同時，還能保證料液的質量，有效提高水產動物的產量和質量[14]。熊鋼等[15]發現經EM 菌處理后的漁料可改善飼料營養，提高飼料的利用率及促進魚生長。

2）提高免疫力及抗病力。益生菌能直接抑制有害菌，提高機體非特異性免疫功能和特異性免疫功能，促進水產動物免疫細胞和免疫器官的增殖，增強水產動物的抵抗力。黎建斌等[16]在探究光合細菌聯合EM菌對廣西擬水龜幼龜養殖的影響實驗中說明EM菌能拮抗病菌病原，提高幼龜機體的免疫力，提高幼龜的成活率，降低餌料系數和畸形率，增加幼龜的產量。張衛芳在淇河鯽養殖池中潑灑EM菌和投喂添加酵母細胞壁多糖的飼料，經過30 d 的飼養試驗，結果顯示淇河鯽的免疫器官指數與空白對照組相比差異不顯著（P＞0.05），但試驗組血清SOD 酶活性均顯著高于空白對照組，血清LSZ 活性也顯著高于對照組。說明使用微生態制劑能提高淇河鯽的非特異性免疫功能，增強抵抗力。

3 EM 菌在其他領域中的研究現狀

3.1 環境保護方面

當今社會生活垃圾、工業垃圾越來越多，堆埋是我國城市垃圾處理的主要方法，但是在堆埋過程中，產生的大量堆埋氣以及垃圾場的惡臭味成為新的嚴峻的環境及社會問題。目前常用的堆埋廠除臭味的化學方法主要有燃燒、酸堿液吸收，物理方法有掩蔽、稀釋，生物方法有微生物降解等。相比之下，生物方法中的微生物降解具有成本低、無二次污染等優點。除臭劑是一種以光合細菌為主導，包含酵母菌、乳酸菌、放線菌群等80 多種微生物組合培養形成的混合微生物制劑，可用于去除碳水化合物、氨氮、硫化氫等污染物。目前已有研究將其應用于養殖業、垃圾滲濾業、污水處理廠等方面，去除無機氮、COD 等污染物以及H2S、NH3等惡臭氣體。有研究表明，EM菌除臭劑噴灑后，垃圾填埋氣中H2S等有害氣體的濃度均有所降低，EM 菌噴灑155 h后，填埋氣中H2S 濃度降幅超過83.4%，EM 菌噴灑11 d 后，填埋氣中臭氣濃度降幅達到76.0%[17]。

3.2 農業種植方面

當今時代，水培被廣泛運用于蔬菜、尤其是綠葉蔬菜的種植，通過水培的蔬菜，具有生長整齊、生育期短、商品性好等優點。而EM菌能夠促進蔬菜的生長發育一經提出便被廣泛研究并投入應用。有研究表明，EM菌在水培葉菜上能夠代替通氣，保持葉菜較好的生長和品質，節省成本；在通氣的葉菜水培營養液中添加EM菌也能提高產量和品質[18]。其機理還有待進一步研究。有研究表明，目前EM菌在農業種植上主要用于噴施、浸種及用于堆肥[19]。使用EM菌可減少農業化學品用量，促進有機物質的分解，改良土壤，使無機肥變為有機肥，因為與化肥相比，EM 有益微生物加豬糞使土壤中速效鉀提高5%、速效磷提高31.2%、全氮提高15.5%，并且EM菌在抑制消除雜草方面的能力也是顯著的[20]。結果證明，當今社會人們追求更多的是無污染無添加的純天然綠色產品，而EM菌的加入正好契合當今時代的需求，可以全方位提高農產品的市場競爭能力。還有研究證明，EM菌能提高花生產量[21]。可見，EM菌在農業種植方面作用非常顯著。

4 展 望

EM菌用于養殖業是一種健康養殖和實現生態效益為一體的理想養殖方法，是目前最有發展前途的無毒、無害的新型養殖技術。EM菌中的各種有益微生物的綜合協同作用，在畜牧生產及環境凈化方面具有顯著作用，尤其對解決抗生素的過度使用、生態養殖業生產中飼料資源不足、畜禽糞便污染等問題提供了一個較理想的解決途徑，擁有廣闊的應用前景。