EM制劑在農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)上的應(yīng)用

林 嵩

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 350003)

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EM制劑在農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)上的應(yīng)用

林 嵩

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 350003)

總結(jié)有關(guān)EM(有效微生物群)制劑在畜禽養(yǎng)殖、作物種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖和改善環(huán)境等方面的應(yīng)用試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，闡述其在農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)、環(huán)保治污、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)、促進(jìn)畜禽生長發(fā)育、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化無害化處理、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和修復(fù)等方面的作用。

有效微生物群；農(nóng)業(yè)；清潔生產(chǎn)

農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢,也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)要求生產(chǎn)和使用對環(huán)境溫和的綠色投入品, 改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、減少和降低農(nóng)業(yè)污染物的數(shù)量和毒性,以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)過程對環(huán)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(xué)比嘉照夫教授等于20世紀(jì)80年代初期研制成功的一種新型的復(fù)合微生物制劑。EM是由10個(gè)屬80多種微生物復(fù)合培養(yǎng)而成的多功能菌群，主要含有光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、醋酸桿菌等[2]。20世紀(jì)90年代初，EM應(yīng)用技術(shù)引進(jìn)我國，并得到廣泛應(yīng)用，尤其在農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)、環(huán)保治污、提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)、促進(jìn)畜禽生長發(fā)育和農(nóng)業(yè)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(shí)踐證明，EM制劑非常適合應(yīng)用于農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)。

1 EM在畜禽養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)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(shù)。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(jī)械脫水干燥等方法。但這些措施對設(shè)備要求高，投資大，高能耗，耗水量大，不符合低碳節(jié)能的要求[3]。厭氧降解處理技術(shù)是生物降解處理的方法之一，對畜禽糞便進(jìn)行厭氧降解并生產(chǎn)沼氣，由于技術(shù)工藝存在一些缺陷，導(dǎo)致如氣體不穩(wěn)定、沼液處理困難等問題，難以推廣[4]。實(shí)踐證明，采用EM技術(shù)是較理想的生物降解途徑，采用該方法對畜禽糞便進(jìn)行無害化處理簡單高效，如趙京音等[5]試驗(yàn)表明，在雞糞腐熟堆肥中添加EM，能加快腐熟進(jìn)程，常溫下堆制20d可達(dá)到無害化標(biāo)準(zhǔn)，使無害化處理時(shí)間縮短20d，并且在技術(shù)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(fā)，保持較多有效氮，提高肥效；發(fā)酵的雞糞疏松多孔，水分容易蒸發(fā)，因而干燥較快，在較短時(shí)間內(nèi)能達(dá)到水分含量≤20%的干燥指標(biāo)。

1.2消除畜禽糞便惡臭，改善圈舍衛(wèi)生

剛排泄出的畜禽糞便含有NH3、H2S等有害氣體，進(jìn)而產(chǎn)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(jìn)行畜禽舍投放EM和飼喂含EM飼料試驗(yàn)，投放EM前舍內(nèi)氨濃度平均達(dá)到58.8mg/m3；投放EM后，降到16.1mg/m3(衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為19.5mg/m3[9])，降解率達(dá)到72.62%。投放EM前，蛋雞舍內(nèi)硫化氫濃度平均達(dá)到20.8mg/m3，超過了畜舍硫化氫15.2mg/m3的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[9]；投放EM后，硫化氫濃度平均降到3.9mg/m3，降解率達(dá)到81.25%，達(dá)到衛(wèi)生要求。試驗(yàn)結(jié)果表明，豬舍、雞舍投放20g/m3的EM后，可明顯降低豬、雞舍內(nèi)糞便的臭味。李維炯等報(bào)道[10]，牛、豬等飼喂EM后，圈舍臭味明顯減少，夏天蒼蠅數(shù)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(nèi)測定結(jié)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(wèi)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(zhì)和適口性

1.3.1作飼料添加劑提高飼料養(yǎng)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(fā)酵飼料，用不接種EM的自然發(fā)酵料作為對照，結(jié)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(fā)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(diào)制成1∶500發(fā)酵料飼喂蛋雞，蛋雞的產(chǎn)蛋量及蛋重明顯提高；并改善雞蛋的品質(zhì)，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(fā)酵作物秸稈，轉(zhuǎn)化為飼料 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年全國秸稈理論資源量為8.4億t(風(fēng)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(huán)境，而且嚴(yán)重浪費(fèi)資源。作物秸稈的堿化、氨化、糖化和熱噴等傳統(tǒng)處理方法，存在與農(nóng)業(yè)爭肥、操作復(fù)雜且成本高等不足[14]。隨著畜牧業(yè)的興起，飼料需求量逐年增加，每年生產(chǎn)5000萬t配合飼料需要用掉3500萬t糧食，約占年均糧食產(chǎn)量的7.8%[15-16]。農(nóng)作物秸稈是可觀的畜禽飼料資源，EM發(fā)酵秸稈能提高粗飼料的營養(yǎng)品質(zhì)，EM在發(fā)酵過程中，將秸稈中纖維素——木聚鏈和木質(zhì)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(shí)在發(fā)酵過程中，部分木質(zhì)纖維類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖類，產(chǎn)生并積累大量營養(yǎng)豐富的微生物菌體及其有用的代謝產(chǎn)物，如氨基酸、維生素等，使秸稈變軟變香，營養(yǎng)增加[17]。

農(nóng)作物的秸稈、藤蔓及各類糟渣和殼類經(jīng)EM發(fā)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(dá)71.1%[18]。湖南省畜牧局采用稻草制作EM秸稈微貯飼料養(yǎng)黑山羊，EM微貯飼料的適口性好，羊?qū)Ｌ鬍M微貯飼料吃，羊群毛色光亮[19]。用EM稻草微貯飼料養(yǎng)牛，飼料酸甜帶香味，牛喜食，而且營養(yǎng)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(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司以玉米芯為主料加工成顆粒，接種 EM發(fā)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(qiáng)。

1.4減少畜禽疾病

EM發(fā)酵飼料結(jié)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(chǎn)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(yǎng)豬場應(yīng)用EM的效果進(jìn)行研究，結(jié)果表明：分娩和妊娠母豬、保育仔豬基本未發(fā)病、未用藥，抗病力強(qiáng)，特別是對仔豬黃白痢的預(yù)防具有顯著效果。

2 EM在種植業(yè)上的應(yīng)用

EM可改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力；促進(jìn)植物生長，提高作物的抗逆性、產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[22]。

2.1發(fā)酵堆制生物有機(jī)肥

2.1.1替代傳統(tǒng)有機(jī)肥 傳統(tǒng)的有機(jī)堆肥采用厭氧發(fā)酵方式，發(fā)酵速度慢，一般發(fā)酵成熟需要50d左右堆制和施用費(fèi)時(shí)費(fèi)工，同時(shí)散發(fā)臭味，且蟲卵、病菌、雜草種子等殺滅不完全，尤其是未經(jīng)腐熟的人糞尿和畜禽糞便含有超標(biāo)的大腸桿菌、蛔蟲卵及其他病菌，影響環(huán)境衛(wèi)生，在大棚中施用還會產(chǎn)生有毒氣體[23]。利用EM液發(fā)酵堆制的生物有機(jī)肥，速效養(yǎng)分含量比普通有機(jī)肥增加20%～30%。以EM生物有機(jī)肥作為基肥，結(jié)合灌施EM稀釋液作追肥，用以相同原料的傳統(tǒng)堆肥和等養(yǎng)分含量的化肥為對照，在小麥、玉米、棉花、水稻等作物上試驗(yàn)的結(jié)果表明，EM發(fā)酵生物有機(jī)肥比傳統(tǒng)堆肥增產(chǎn)9.1%～19.6%。在同等條件下增施EM制劑均有明顯的增產(chǎn)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(jī)肥的冬小麥和夏玉米的產(chǎn)量分別比施用傳統(tǒng)堆肥高27.8%和 15.67%。辛樹權(quán)等[25]利用EM進(jìn)行降解牛糞的研究表明，在新鮮的牛糞中加入EM液，發(fā)酵溫度上升速度快，第6 d就達(dá)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(dǎo)致土壤生產(chǎn)力下降。減少化肥用量，增施EM生物有機(jī)肥能夠滿足農(nóng)作物對營養(yǎng)的需求[26]。Higa T[27]報(bào)道，農(nóng)作物生產(chǎn)利用EM技術(shù)，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(huán)境污染。

2.2促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量和抗性

2.2.1可以促進(jìn)種子萌發(fā)和苗期生長 張烈等[28]提出，EM產(chǎn)生的有機(jī)酸及各種活性物質(zhì)，能打破種子休眠，促進(jìn)萌發(fā)。采用EM 500倍稀釋液對玉米種子進(jìn)行浸種試驗(yàn)，結(jié)果表明：與清水浸種相比，發(fā)芽勢提高12.0%，發(fā)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(yàn)，研究其對幼苗根際微生物區(qū)系及根系呼吸的影響，結(jié)果表明: 接種EM的處理，幼苗根際細(xì)菌和放線菌的數(shù)量增加、真菌數(shù)量減少，微生物區(qū)系構(gòu)成發(fā)生明顯變化；接種EM有利于增強(qiáng)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(chǎn)量和品質(zhì) Kwizera Chantal等[30]將EM應(yīng)用于煙草種植，煙草的株高、莖圍顯著增加，且煙草的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。陳勝利等[31]用EM稀釋液拌種和噴施，結(jié)果表明：用EM拌種處理的玉米穗長、穗粒數(shù)、百粒重及產(chǎn)量均高于對照處理。用EM拌種和噴施對高粱也有明顯增產(chǎn)效果，無論噴施還是拌種均能提高高粱的穗粒數(shù)和千粒重，產(chǎn)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(fā)酵有機(jī)肥在大棚黃瓜上施用，試驗(yàn)結(jié)果表明：施用經(jīng)EM發(fā)酵的有機(jī)肥能促進(jìn)大棚黃瓜生長發(fā)育，顯著提高大棚黃瓜產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)。

2.2.3抑制病蟲雜草 因EM含各種放線菌，可分泌抗生物質(zhì)，抑制病原菌，增強(qiáng)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(nóng)田作物少得病或不得病，或受病蟲害侵害的時(shí)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(yù)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(dá)85%以上[33-34]；能降低大棚黃瓜的枯萎病病情指數(shù)[32]。用EM 500倍液浸種72h，能有效減少水稻秧苗立枯病發(fā)病率[35]。王彥榮等[36]對稻田連續(xù)9年施用EM試驗(yàn)表明：EM應(yīng)用對雜草具有一定的抑制作用，多數(shù)雜草的數(shù)量都有所減少，并且雜草的總質(zhì)量也減少。

3 EM在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用

EM在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用范圍比較廣泛，魚飼料或養(yǎng)殖場中投放EM能防止水體污染，同時(shí)達(dá)到防病及除臭的目的[37]。

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

海參匍匐生活在水體的底部，對養(yǎng)殖水域生態(tài)環(huán)境變化和某些藥物比較敏感，如果養(yǎng)殖環(huán)境惡化或者使用藥物的種類、劑量不當(dāng)，容易發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)，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(yǎng)殖水體理化因子的影響，結(jié)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(yīng)用于池塘養(yǎng)殖南美白對蝦試驗(yàn)，結(jié)果表明：使用EM后未見蝦發(fā)病，水質(zhì)保持相當(dāng)好，同時(shí)EM拌和飼料，可促進(jìn)蝦生長，效果比較明顯。使用EM可減少病害發(fā)生，避免過度依賴抗生素的使用，產(chǎn)品的質(zhì)量有保證。用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，對改善水質(zhì)，提高成活率和相對生長率，降低發(fā)病率，提高水產(chǎn)品品質(zhì)均有明顯作用。

4 EM在改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用

在環(huán)境治理中，EM可用于對生產(chǎn)生活垃圾的優(yōu)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(yǎng)化水域的水質(zhì)，在飲用水凈化、空氣凈化等方面發(fā)揮重要的作用[17]。

4.1修復(fù)受污染的水體

小河、小溪、水庫、水塘、湖泊等水域是農(nóng)村生產(chǎn)生活的重要水源，由于不當(dāng)?shù)氖┓屎宛B(yǎng)殖排放，使得過量的磷、氮等流入水體，營養(yǎng)物質(zhì)的增加導(dǎo)致藻類和有機(jī)物增加，引起水體富營養(yǎng)化?？刂聘粻I養(yǎng)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(yǎng)化的湖泊水體中進(jìn)行投放EM試驗(yàn)，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(shù)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(nóng)藥殘留

EM對有機(jī)磷農(nóng)藥有降解作用，王連祥等[43]試驗(yàn)結(jié)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(huán)嗪酮，對受污染的土壤起到生物修復(fù)的作用[44]。

4.3改善土壤結(jié)構(gòu)

EM 能改變土壤結(jié)構(gòu)，使團(tuán)粒結(jié)構(gòu)增加，土壤變疏松，保肥力明顯增強(qiáng)，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(jī)物的分解轉(zhuǎn)化，增加土壤中的有機(jī)養(yǎng)分和肥力，并能產(chǎn)生供植物生長發(fā)育所需的多種維生素、植物生長激素及抗菌素等[17]。

4.4實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化、無害化處理

農(nóng)業(yè)廢棄物是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，數(shù)量巨大，分布廣泛，是農(nóng)村主要的環(huán)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(nóng)業(yè)廢棄物可進(jìn)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(jī)肥；一部分農(nóng)業(yè)廢棄物可作飼料化處理，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)廢棄物中含有大量的纖維類物質(zhì)和蛋白質(zhì)，經(jīng)過EM接種發(fā)酵可轉(zhuǎn)化為畜禽飼料。另外，一些廢棄物經(jīng)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?bào)w生產(chǎn)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(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)菌體飼料蛋白的適宜工藝條件，蘋果渣經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵，粗蛋白、粗脂肪等主要成分的含量顯著提高，營養(yǎng)價(jià)值增加。

5 結(jié)語

綜上所述，EM在清潔投入、清潔生產(chǎn)過程、清潔產(chǎn)出等環(huán)節(jié)均能達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，在農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間和利用價(jià)值。今后要注重EM技術(shù)的集成推廣研究，加強(qiáng)清潔生產(chǎn)示范，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，逐步推廣適應(yīng)不同地域與季節(jié)的應(yīng)用技術(shù)。由于EM微生物群的組成成分多而復(fù)雜，目前的文獻(xiàn)報(bào)道多為EM實(shí)際應(yīng)用方面，而關(guān)于EM作用機(jī)理的研究偏少。因此，應(yīng)加強(qiáng)EM作用機(jī)理的研究；在對EM應(yīng)用技術(shù)引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，大力開展技術(shù)創(chuàng)新。另外，EM是生物制劑，在推廣應(yīng)用中應(yīng)多考慮環(huán)境因子的影響，如水質(zhì)、土質(zhì)、溫度、pH值、光線、培養(yǎng)基等條件。實(shí)際使用中，不能與抗生素、農(nóng)藥，以及對EM有殺傷力的化學(xué)品或生物聯(lián)合使用，注意安全間隔期。

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(責(zé)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(jì)劃項(xiàng)目(2010R0039)。