有效微生物菌群技術(shù)在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

湯小朋，熊康寧

（貴州師范大學(xué)喀斯特研究院，貴州省喀斯特山地與生態(tài)環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，貴陽550001）

中國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量居世界前列。自2005年以來，我國糧食產(chǎn)量逐年增加，2017年糧食產(chǎn)量達(dá)到66 160.7萬 t，其中稻谷21 267.6萬t、小麥13 433.4萬 t、玉米25 907.1萬 t［1］。在農(nóng)作物生產(chǎn)與加工過程中產(chǎn)生大量的農(nóng)副產(chǎn)品，如秸稈、薯渣、米糠等，具有巨大的應(yīng)用潛力。同時(shí)，中國也是一個(gè)畜牧業(yè)大國，連續(xù)數(shù)年保持著豬肉、禽肉、蛋類產(chǎn)品世界第一，據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)，2017年全國肉類總產(chǎn)量8 654.4萬t、禽蛋3 096.3萬 t、水產(chǎn)品6 445.3萬 t［1］。畜牧業(yè)的大力發(fā)展，飼料原料的需求量日益增加，人畜爭糧的問題日益突出，飼料用糧的缺口逐年增大。目前我國農(nóng)副產(chǎn)品利用率還不樂觀，大量秸稈直接焚燒，這不僅污染環(huán)境，也是對資源的極大浪費(fèi)，合理的利用這部分資源對緩解我國飼料資源短缺及環(huán)境污染問題具有重要意義。

隨著世界生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品需求的逐年增多和市場全球化的發(fā)展，生態(tài)農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為21世紀(jì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主流與發(fā)展方向。農(nóng)副產(chǎn)品合理利用是保證農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。近年來，微生物發(fā)酵技術(shù)尤其是有效微生物菌群（Effective microorganisms，EM）技術(shù)處理農(nóng)副產(chǎn)品逐漸受到人們關(guān)注，EM菌通過微生物之間協(xié)同共生關(guān)系形成一個(gè)組成復(fù)雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能廣泛的微生態(tài)系統(tǒng)［2］，在發(fā)酵飼料［3］、畜禽養(yǎng)殖［4-5］、水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖［6］、作物生產(chǎn)［7］、環(huán)境治理［8］、生物肥［9］等方面得到廣泛應(yīng)用。

1 EM菌概況

EM菌主要由好氧型和厭氧型的光合菌群、厭氧型和兼性厭氧型的乳酸菌群、好氧型的酵母菌群、好氣性的革蘭氏陽性放線菌群等多種微生物組成，無毒副作用，對環(huán)境友好［10］。EM技術(shù)的基本原理是基于頭領(lǐng)效應(yīng)的微生物群體生存理論和抗氧化學(xué)說［11］。EM菌中厭氧和好氧微生物并存，通過微生物相互間共生增殖關(guān)系形成一個(gè)復(fù)雜而穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮多種功能［12］。EM菌中各類微生物都各自發(fā)揮著重要作用：光合菌群能合成有機(jī)質(zhì)，為其他微生物提供養(yǎng)分［13-14］；乳源乳酸菌群能發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸，形成酸性環(huán)境，抑制有害微生物的繁殖，減少腸道疾病的發(fā)生［15］；酵母菌自身繁殖產(chǎn)生的單細(xì)胞蛋白是動(dòng)物良好的蛋白來源［16］；革蘭氏陽性放線菌群可抑制病原菌的增殖［17］，提高動(dòng)物對飼料的消化率，增強(qiáng)動(dòng)物免疫力［18］；發(fā)酵系絲狀菌群能和其他微生物共存，并可以消除惡臭［19］。

2 EM菌在發(fā)酵飼料中的應(yīng)用

農(nóng)副產(chǎn)品因纖維素高、蛋白含量低、抗?fàn)I養(yǎng)因子等不利因素的存在導(dǎo)致其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用不理想。農(nóng)副產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值的改善對其在畜牧生產(chǎn)中的合理利用具有重要作用。大量文獻(xiàn)表明，EM菌發(fā)酵可有效提高農(nóng)副產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值（表1）。EM菌是多種微生物組成的復(fù)合微生態(tài)，在發(fā)酵過程中有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）產(chǎn)生大量的微生物酶，促進(jìn)大分子物質(zhì)（淀粉、木質(zhì)素、如纖維素、半纖維素）的分解，提高農(nóng)副產(chǎn)品利用率［3，20-23］；（2）發(fā)酵過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的微生物菌體，提高氨基酸及揮發(fā)性脂肪酸含量，大幅度提高農(nóng)副產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值［21，24-25］；（3）在發(fā)酵過程中還能產(chǎn)生大量乳酸，提高了農(nóng)副產(chǎn)品的適口性［24-25］。

表1 有效微生物菌群在發(fā)酵飼料中的應(yīng)用Table1 The application of effectivem icroorganisms on fermented feed

由前人研究報(bào)道可知，經(jīng)EM菌發(fā)酵后，飼料原料的品質(zhì)都能得到改善，這可成為緩解目前我國飼料資源短缺問題的一種重要方法。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，糧食產(chǎn)量居全國前列，農(nóng)副產(chǎn)品數(shù)量巨大，以水稻為例，按水稻的谷草比1∶1計(jì)，理論上2015年中國水稻秸稈產(chǎn)量可達(dá)到20 822.5萬 t。米糠約占稻谷的6%—12%，如以8%計(jì)，我國2015年米糠產(chǎn)量可達(dá)到1 665.8萬 t。如果能充分水稻副產(chǎn)物（秸稈與米糠），對緩解我國飼料資源短缺問題有重大的戰(zhàn)略意義。因此，開發(fā)EM發(fā)酵飼料潛力巨大，不僅能擴(kuò)大飼料原料來源，緩解人畜爭糧的矛盾，還能減少農(nóng)副產(chǎn)品丟棄帶來的環(huán)境污染問題，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及環(huán)境效益。

3 EM菌在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

近些年來，EM菌在動(dòng)物生產(chǎn)上的研究較多，大量研究均表明EM對動(dòng)物生產(chǎn)性能具有明顯的促進(jìn)作用（表2）。EM菌提高動(dòng)物生產(chǎn)性能可能機(jī)制為：（1）動(dòng)物攝取EM菌進(jìn)入腸道后，與腸道內(nèi)有益菌一起形成優(yōu)勢菌群，抑制有害菌的繁殖，減少腸道疾病的發(fā)生，維持腸道健康［29-30］，而腸道健康是動(dòng)物營養(yǎng)物質(zhì)吸收的基礎(chǔ)；（2）EM菌可分泌與合成大量菌體蛋白、氨基酸、維生素等動(dòng)物必須的營養(yǎng)物質(zhì)［24-25］；（3）EM菌還可分泌消化酶、抗生素、促生長因子等物質(zhì)［31］；（4）EM菌還能凈化畜禽舍的環(huán)境，消除臭味，良好的環(huán)境對提高畜禽生產(chǎn)性能具有一定作用（圖2）。

表2 有效微生物菌群在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用Table 2 The application of effective microorganism s on animal production

圖1 有效微生物菌群提高動(dòng)物生產(chǎn)性能的可能機(jī)制Fig.1 Possible mechanism of effective microorganisms on animal grow th performance improving

4 EM菌在改善畜禽舍內(nèi)環(huán)境中的作用

畜禽舍內(nèi)環(huán)境中空氣條件對畜禽的生長和繁殖有重要的影響。氨氣（NH3）是畜禽養(yǎng)殖中產(chǎn)生的主要有害氣體之一，主要是由畜禽排泄物經(jīng)微生物無氧酵解產(chǎn)生［43］，它能使細(xì)胞代謝加快，導(dǎo)致動(dòng)物能量需求增加，降低飼料報(bào)酬［44］，更嚴(yán)重的是若NH3量大且長期存在，還會(huì)危害人與動(dòng)物的健康［45］。EM菌在改善畜禽舍內(nèi)環(huán)境上具有顯著效果。趙嶺樂等［46］在兔舍中的研究表明，EM菌對兔舍去除硫化氫和氨氣的效果非常顯著，能夠有效抑制有害氣體的產(chǎn)生。劉志健等［47］研究表明日糧中添加0.2%、0.3%的EM菌液，同時(shí)對舍內(nèi)地面分別同比例噴灑EM菌液，NH3、H2S濃度均顯著低于對照組。董水麗等［4］研究表明肉雞飼料和飲水中添加EM菌并定期用EM菌噴灑養(yǎng)殖場所和排泄物，雞舍內(nèi)NH3、H2S濃度均顯著下降。Nuengjamnong等［48］研究表明肉雞日糧或飲水中添加EM菌，禽舍氨水平顯著降低，并能減少糞便中沙門氏菌及彎曲桿菌含量。EM菌改善改善畜禽舍內(nèi)環(huán)境的可能機(jī)制為：EM菌與動(dòng)物腸道內(nèi)的有益菌相互協(xié)同，可增強(qiáng)動(dòng)物胃腸道蠕動(dòng)功能，提高動(dòng)物對蛋白質(zhì)的利用率和畜禽飼料的轉(zhuǎn)化率，減少蛋白質(zhì)向氨的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，EM菌可抑制有害微生物的繁殖，并可分解復(fù)雜的有機(jī)物，抑制、消除畜禽舍的惡臭氣味。

5 結(jié)論

EM菌在畜牧業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已取得了一定效果。在人們對食品安全、環(huán)境保護(hù)訴求增加的今天，生產(chǎn)安全放心、無污染的農(nóng)牧產(chǎn)品是大勢所趨。EM菌技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“養(yǎng)殖-種植生態(tài)循環(huán)”的可持續(xù)發(fā)展模式具有重要促進(jìn)作用，EM菌技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用必將取得經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益雙豐收。