EM制剂在农业清洁生产上的应用

林 嵩

(福建省农业科学院 350003)



EM制剂在农业清洁生产上的应用

林 嵩

(福建省农业科学院 350003)

总结有关EM(有效微生物群)制剂在畜禽养殖、作物种植、水产养殖和改善环境等方面的应用试验和生产实践，阐述其在农业清洁生产、环保治污、提高农产品产量和品质、促进畜禽生长发育、农业废弃物资源化无害化处理、农业生态环境保护和修复等方面的作用。

有效微生物群；农业；清洁生产

农业清洁生产是现代农业发展的必然趋势,也是实现农业可持续发展的重要途径。农业清洁生产要求生产和使用对环境温和的绿色投入品, 改善农业生产技术、减少和降低农业污染物的数量和毒性,以减少农业生产和服务过程对环境和人类的危害[1]。EM是Effective Microorganisms (有效微生物群)的缩写，EM制剂(以下简称为EM)是日本琉球大学比嘉照夫教授等于20世纪80年代初期研制成功的一种新型的复合微生物制剂。EM是由10个属80多种微生物复合培养而成的多功能菌群，主要含有光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、醋酸杆菌等[2]。20世纪90年代初，EM应用技术引进我国，并得到广泛应用，尤其在农业清洁生产、环保治污、提高农产品的产量和品质、促进畜禽生长发育和农业废弃物资源化无害化处理等方面的显著功效而倍受青睐。实践证明，EM制剂非常适合应用于农业清洁生产。

1 EM在畜禽养殖业上的应用

1.1无害化处理畜禽粪便，简单高效

目前，畜禽粪便常用干燥处理、生物降解处理技术。干燥处理主要有日光自然干燥、高温快速干燥、烘干膨化干燥及机械脱水干燥等方法。但这些措施对设备要求高，投资大，高能耗，耗水量大，不符合低碳节能的要求[3]。厌氧降解处理技术是生物降解处理的方法之一，对畜禽粪便进行厌氧降解并生产沼气，由于技术工艺存在一些缺陷，导致如气体不稳定、沼液处理困难等问题，难以推广[4]。实践证明，采用EM技术是较理想的生物降解途径，采用该方法对畜禽粪便进行无害化处理简单高效，如赵京音等[5]试验表明，在鸡粪腐熟堆肥中添加EM，能加快腐熟进程，常温下堆制20d可达到无害化标准，使无害化处理时间缩短20d，并且在技术操作上简单易行。李庆康等[6]研究表明，用EM处理的鸡粪pH值较低，有利于减少鸡粪的氨挥发，保持较多有效氮，提高肥效；发酵的鸡粪疏松多孔，水分容易蒸发，因而干燥较快，在较短时间内能达到水分含量≤20%的干燥指标。

1.2消除畜禽粪便恶臭，改善圈舍卫生

刚排泄出的畜禽粪便含有NH3、H2S等有害气体，进而产生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多种低级脂肪酸等有恶臭的气体，影响畜禽生长，不利人和动物健康[7]。汪植三等[8]进行畜禽舍投放EM和饲喂含EM饲料试验，投放EM前舍内氨浓度平均达到58.8mg/m3；投放EM后，降到16.1mg/m3(卫生标准为19.5mg/m3[9])，降解率达到72.62%。投放EM前，蛋鸡舍内硫化氢浓度平均达到20.8mg/m3，超过了畜舍硫化氢15.2mg/m3的卫生标准[9]；投放EM后，硫化氢浓度平均降到3.9mg/m3，降解率达到81.25%，达到卫生要求。试验结果表明，猪舍、鸡舍投放20g/m3的EM后，可明显降低猪、鸡舍内粪便的臭味。李维炯等报道[10]，牛、猪等饲喂EM后，圈舍臭味明显减少，夏天苍蝇数量减少60%以上；且动物变得较“温顺”、爱“干净”，即使在炎热的夏季，也不在粪尿里打滚，皮光毛顺、色泽鲜亮。肉鸡舍内测定结果，氨气浓度比对照降低了69.7%。使用EM的猪场和牛场，无臭味，也见不到苍蝇；在所投喂的精料中添加EM，每2～3d用EM稀释液喷洒牛舍及牛身，牛舍场地卫生明显改善，苍蝇、蚊子明显减少，臭气减少。

1.3提升饲料品质和适口性

1.3.1作饲料添加剂提高饲料养分 王旭明等[11]按0.5kg EM原液+0.5kg糖蜜+25kg水+100kg饲料的比例配制成发酵饲料，用不接种EM的自然发酵料作为对照，结果表明：EM饲料具有明显的酸化作用，提高了饲料的适口性；发酵4d后，总氨基酸含量提高了8.87%，限制性赖氨酸提高了10.83%。王彩兰等[12]将EM液调制成1∶500发酵料饲喂蛋鸡，蛋鸡的产蛋量及蛋重明显提高；并改善鸡蛋的品质，Vc、Ca与P含量明显提高，而胆固醇含量降低60%以上。

1.3.2EM发酵作物秸秆，转化为饲料 据统计，2010年全国秸秆理论资源量为8.4亿t(风干，含水量为15%)，可收集资源量约为7亿t。水稻、小麦、玉米等3种作物的秸秆占秸秆总量的75%以上[13]。由于得不到有效利用，大部分秸秆作为燃料，不仅污染环境，而且严重浪费资源。作物秸秆的碱化、氨化、糖化和热喷等传统处理方法，存在与农业争肥、操作复杂且成本高等不足[14]。随着畜牧业的兴起，饲料需求量逐年增加，每年生产5000万t配合饲料需要用掉3500万t粮食，约占年均粮食产量的7.8%[15-16]。农作物秸秆是可观的畜禽饲料资源，EM发酵秸秆能提高粗饲料的营养品质，EM在发酵过程中，将秸秆中纤维素——木聚链和木质素聚合物酯链酶解，增加了秸秆的柔软性和膨胀度，从而提高家畜对粗纤维的消化率。同时在发酵过程中，部分木质纤维类物质转化为糖类，产生并积累大量营养丰富的微生物菌体及其有用的代谢产物，如氨基酸、维生素等，使秸秆变软变香，营养增加[17]。

农作物的秸秆、藤蔓及各类糟渣和壳类经EM发酵后，饲料具有浓郁的酒香味和苹果香味，适口性好，畜禽吸收率和消化率提高。秸秆中的粗纤维大幅降低，以玉米干秸秆为例，处理前粗纤维含量30.64%，处理后粗纤维含量8.84%，降幅高达71.1%[18]。湖南省畜牧局采用稻草制作EM秸秆微贮饲料养黑山羊，EM微贮饲料的适口性好，羊专挑EM微贮饲料吃，羊群毛色光亮[19]。用EM稻草微贮饲料养牛，饲料酸甜带香味，牛喜食，而且营养好，上膘也快，冬天老牛不掉膘，小牛生长加快。福州鼎中鑫生态农业开发有限公司以玉米芯为主料加工成颗粒，接种 EM发酵处理后的玉米芯颗粒饲料，具有微弱的酸酒香味，饲喂羊、兔、鹅，适口性好，畜禽喜食且生长快，饲喂的畜禽皮毛光亮，活泼健康，抗病力增强。

1.4减少畜禽疾病

EM发酵饲料结合EM稀释液饮水饲喂畜禽，能明显提高其抗病能力，尤其是对动物的肠道感染如鸡白痢、猪黄白痢等有显著的防治效果，可减少甚至不用抗生素等药物，使畜禽产品中的药物残留减少到最低限度直至没有[20]。魏玉明等[21]对集约化养猪场应用EM的效果进行研究，结果表明：分娩和妊娠母猪、保育仔猪基本未发病、未用药，抗病力强，特别是对仔猪黄白痢的预防具有显著效果。

2 EM在种植业上的应用

EM可改善土壤结构，提高土壤肥力；促进植物生长，提高作物的抗逆性、产量和农产品品质[22]。

2.1发酵堆制生物有机肥

2.1.1替代传统有机肥 传统的有机堆肥采用厌氧发酵方式，发酵速度慢，一般发酵成熟需要50d左右堆制和施用费时费工，同时散发臭味，且虫卵、病菌、杂草种子等杀灭不完全，尤其是未经腐熟的人粪尿和畜禽粪便含有超标的大肠杆菌、蛔虫卵及其他病菌，影响环境卫生，在大棚中施用还会产生有毒气体[23]。利用EM液发酵堆制的生物有机肥，速效养分含量比普通有机肥增加20%～30%。以EM生物有机肥作为基肥，结合灌施EM稀释液作追肥，用以相同原料的传统堆肥和等养分含量的化肥为对照，在小麦、玉米、棉花、水稻等作物上试验的结果表明，EM发酵生物有机肥比传统堆肥增产9.1%～19.6%。在同等条件下增施EM制剂均有明显的增产作用，平均在10%以上。[10]赵晓艳等[24]研究表明，施用EM生物有机肥的冬小麦和夏玉米的产量分别比施用传统堆肥高27.8%和 15.67%。辛树权等[25]利用EM进行降解牛粪的研究表明，在新鲜的牛粪中加入EM液，发酵温度上升速度快，第6 d就达到最高温65℃，pH值和C/N变化明显，可加快牛粪的腐熟速度。

2.1.2减少对化肥的依赖 不合理使用化肥导致土壤生产力下降。减少化肥用量，增施EM生物有机肥能够满足农作物对营养的需求[26]。Higa T[27]报道，农作物生产利用EM技术，可大大减少化肥的使用量，从而减少化肥对土壤的破坏，以及土壤中过量N、P流失引起的水域环境污染。

2.2促进作物生长，提高产量和抗性

2.2.1可以促进种子萌发和苗期生长 张烈等[28]提出，EM产生的有机酸及各种活性物质，能打破种子休眠，促进萌发。采用EM 500倍稀释液对玉米种子进行浸种试验，结果表明：与清水浸种相比，发芽势提高12.0%，发芽率提高8.0%，玉米出苗状况得到改善。孔庆宇等[29]以红灯甜樱桃和东北山樱幼苗为试材，通过对幼苗根际接种EM试验，研究其对幼苗根际微生物区系及根系呼吸的影响，结果表明: 接种EM的处理，幼苗根际细菌和放线菌的数量增加、真菌数量减少，微生物区系构成发生明显变化；接种EM有利于增强根系活力，其中接种2次处理的根系活力较对照提高47.3%；接种EM后幼苗根系总呼吸速率提高20%以上。

2.2.2提高作物的产量和品质 Kwizera Chantal等[30]将EM应用于烟草种植，烟草的株高、茎围显著增加，且烟草的产量和质量明显提高。陈胜利等[31]用EM稀释液拌种和喷施，结果表明：用EM拌种处理的玉米穗长、穗粒数、百粒重及产量均高于对照处理。用EM拌种和喷施对高粱也有明显增产效果，无论喷施还是拌种均能提高高粱的穗粒数和千粒重，产量也有不同程度的提高。杨猛等[32]以鲜鸡粪和玉米秸秆为原料添加EM制作发酵有机肥在大棚黄瓜上施用，试验结果表明：施用经EM发酵的有机肥能促进大棚黄瓜生长发育，显著提高大棚黄瓜产量，改善果实品质。

2.2.3抑制病虫杂草 因EM含各种放线菌，可分泌抗生物质，抑制病原菌，增强植物对病害的抵抗性和免疫性，EM施入土壤中或喷到叶面上，有利于土壤微生物的平衡，抑制有害微生物的增殖。施入EM后农田作物少得病或不得病，或受病虫害侵害的时间向后推迟，病株少，病虫较易控制，因而对蚜虫、红蜘蛛、早期落叶病等均有良好的预防效果，防治效果与喷药基本一样。对棉花黄萎病、白粉病，马铃薯黑斑病、晚疫病，以及小麦散黑穗病有一定的防治作用；对因灰霉菌引起的草莓根腐病的防治效果可达85%以上[33-34]；能降低大棚黄瓜的枯萎病病情指数[32]。用EM 500倍液浸种72h，能有效减少水稻秧苗立枯病发病率[35]。王彦荣等[36]对稻田连续9年施用EM试验表明：EM应用对杂草具有一定的抑制作用，多数杂草的数量都有所减少，并且杂草的总质量也减少。

3 EM在水产养殖上的应用

EM在水产养殖领域的应用范围比较广泛，鱼饲料或养殖场中投放EM能防止水体污染，同时达到防病及除臭的目的[37]。

黄培铃等[38]报道，EM可以通过菌体代谢有效降低底质与水体中的有害物质、亚硝酸盐、氨氮、COD，改良底质，净化水质，通过微生物竞争作用，抑制底质及水体有害致病微生物、有害藻类的生长与繁殖，促进有益藻类生长、繁殖与稳定水质。

海参匍匐生活在水体的底部，对养殖水域生态环境变化和某些药物比较敏感，如果养殖环境恶化或者使用药物的种类、剂量不当，容易发生应激反应，影响摄食生长，甚至引起身体溶解或死亡[40]。田功太等[39]研究EM原液对海参养殖水体理化因子的影响，结果表明：添加EM能显著增加水体氧化还原电位、溶解氧、透明度。

方云东[40]将 EM应用于池塘养殖南美白对虾试验，结果表明：使用EM后未见虾发病，水质保持相当好，同时EM拌和饲料，可促进虾生长，效果比较明显。使用EM可减少病害发生，避免过度依赖抗生素的使用，产品的质量有保证。用于水产养殖，对改善水质，提高成活率和相对生长率，降低发病率，提高水产品品质均有明显作用。

4 EM在改善农业生态环境中的应用

在环境治理中，EM可用于对生产生活垃圾的优化处理，加工成肥料或饲料，还可用于废水无害化处理，改良富营养化水域的水质，在饮用水净化、空气净化等方面发挥重要的作用[17]。

4.1修复受污染的水体

小河、小溪、水库、水塘、湖泊等水域是农村生产生活的重要水源，由于不当的施肥和养殖排放，使得过量的磷、氮等流入水体，营养物质的增加导致藻类和有机物增加，引起水体富营养化。控制富营养化最主要措施就是控制水体中氮和磷的含量[41]。李雪梅等[42]在藻型富营养化的湖泊水体中进行投放EM试验，在投入EM后，水面和水面以下0.5m水体中的叶绿素a，总氮、总磷含量和高锰酸盐指数下降, 而水中的溶解氧含量和水体的透明度上升。

4.2降解土壤农药残留

EM对有机磷农药有降解作用，王连祥等[43]试验结果表明：EM对辛硫磷、丙溴磷降解比较明显。EM还可降解土壤中残留的除草剂——敌草隆和环嗪酮，对受污染的土壤起到生物修复的作用[44]。

4.3改善土壤结构

EM 能改变土壤结构，使团粒结构增加，土壤变疏松，保肥力明显增强，改善土壤的理化性状，土壤中微生物总量明显增加，加速有机物的分解转化，增加土壤中的有机养分和肥力，并能产生供植物生长发育所需的多种维生素、植物生长激素及抗菌素等[17]。

4.4实现农业废弃物资源化、无害化处理

农业废弃物是指农业生产和农村生活中产生的副产品，数量巨大，分布广泛，是农村主要的环境污染源，但许多废弃物也是宝贵的可再生资源[45]。一部分农业废弃物可进行肥料化处理，如利用EM将畜禽粪便和加工下脚料制成生物有机肥；一部分农业废弃物可作饲料化处理，因为农业废弃物中含有大量的纤维类物质和蛋白质，经过EM接种发酵可转化为畜禽饲料。另外，一些废弃物经接种EM后可作为栽培食用菌的基料，如刘艳君等[46]将稻草、棉籽壳、牛粪、尿素、过磷酸钙、石膏等按一定比例配方，添加EM液用于栽培姬松茸。利用废弃的果蔬残体生产菌体饲料蛋白，李宏涛等[47]以苹果渣为原料，探讨利用EM液进行固态发酵生产菌体饲料蛋白的适宜工艺条件，苹果渣经过固态发酵，粗蛋白、粗脂肪等主要成分的含量显著提高，营养价值增加。

5 结语

综上所述，EM在清洁投入、清洁生产过程、清洁产出等环节均能达到清洁生产的要求，在农业清洁生产的各个领域具有广阔的应用空间和利用价值。今后要注重EM技术的集成推广研究，加强清洁生产示范，拓宽应用领域，逐步推广适应不同地域与季节的应用技术。由于EM微生物群的组成成分多而复杂，目前的文献报道多为EM实际应用方面，而关于EM作用机理的研究偏少。因此，应加强EM作用机理的研究；在对EM应用技术引进消化吸收的基础上，大力开展技术创新。另外，EM是生物制剂，在推广应用中应多考虑环境因子的影响，如水质、土质、温度、pH值、光线、培养基等条件。实际使用中，不能与抗生素、农药，以及对EM有杀伤力的化学品或生物联合使用，注意安全间隔期。

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(责任编辑：杨小萍)

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，副研究员。

福建省科技计划项目(2010R0039)。