EM有效微生物的研究与应用

李维炯  倪永珍

（中国农业大学  100094）

摘要：本文较系统地介绍了EM有效微生物的组成、特点及其在种植、养殖和环境净化方面的作用，并对如何在我国进行开发和推广提出了建议。

关键词：EM有效微生物  组成与特点  应用与开发

EM有效微生物是日本琉球大学比嘉照夫教授等于20世纪80年代初期研制出来的一种新型的复合微生物菌剂。其主要特点是：组成复杂，结构稳定，功能广泛。十多年来的试验和应用研究表明：EM在促进动植物生长、增加畜禽抗病能力、去除粪便恶臭，改善生态环境方面都表现出良好的作用。已经在日本、美国、巴西、泰国、印度尼西亚等40多个国家和地区加以应用和推广。

90年代初，和日本自然农法国际研究开发中心合作，将EM技术引进我国。短短几年的试验研究，在种植业，养殖业和环境净化方面都取得了明显的作用和效果，引起了广泛的关注，成为“生态农业新话题”。

一、EM的组成及其特点

EM(EffectiVe Microorganisms)是有效微生物群的英文缩写（简称）”，它是由10个属80多种微生物复合培养而成的多功能群，其中几个代表性的微生物介绍如下。

1.光合微生物——好气性和嫌气性。如光合细菌类和蓝藻类。这些微生物利用太阳热能或紫外线将土壤中的硫氢和碳氢化合物中的氢分离出来，变有害物质为无害物质；并和C0₂、氮等混合在一起合成糖类、氨基酸类、维生素类，生物活性物质（激素）等，为培肥土壤作出贡献。

2.醋酸杆菌——好气性。是氮素合成中具代表性的微生物，它从光合作用微生物中摄取糖类固定氮，然后将固定的氮，一部分供给植物，另一部分再还给光合细菌，形成好气性和嫌气性细菌的共生结构。

3.放线菌——好气性。将光合细菌生产的氮素作为基质就会使放线菌增加。各种各类的放线菌，具有抗生物质能直接抑制病原菌。通过放线菌分解的物质容易被植物吸收。可增强动植物对病害的抵抗性和免疫性。

4.乳酸菌——嫌气性。摄取光合细菌生产的物质，分解在常温下不易分解的木质素和纤维素，使未腐熟的有机物发酵，转化成对动植物有效的养分。

5.酵母菌——好气性。可产生出促进细胞分裂的生物活性物质。同时，酵母菌还对促进其它有效微生物增殖的基质（食物）的生产起着重要作用。其所生产出的单细胞蛋白往往是动物的有效养分。

EM的特点是：采用适当的比例和独特的发酵工艺把经过仔细筛选出的好气性微生物和嫌气性微生物加以混合，培养出多种多样的微生物群落，各种微生物在其生长过程中产生的有用物质及其分泌物质，成为各自或相互生长的基质和原料，通过相互间的这种共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生态系统，发挥出多种功能。

EM有效微生物技术的原则，不是用一种微生物，也不是只用某几种特定的微生物，而是将许多种类的有用微生物作为一个功能群体来应用。因此，它和一般微生物制剂相比，不仅具备功能齐全的优势，而且在EM本身的生产上也表现出了高科技水平。

    二、EM在种植业上的应用效果研究

    EM问世以后，最早是在种植业上使用的。1983-1985年在日本只有l户农民在5公顷土地上对12种作物进行试验。1988年就发展到1030户农民在150公顷土地上对120多个品种的作物上应用。现在不仅在日本而且在拉美和东南亚等许多国家和地区的各类作物上推广应用，均取得了明显的效果。

1．用EM稀释液浸种或作基肥有明显的促进种子发芽和苗期生长的作用。经在水稻、玉米、小麦、豌豆、油菜、萝卜、苋菜，烟草等作物上以一定浓度的EM液浸种和作基肥，除烟草反应不明显外，其它作物的发芽率和生长速度比对照明显提高。出苗后20-30天测定，单株鲜重和干重均显著增力，幅度分别为13.0%-71.4%和5.2%-34.3%。

    2．以一定浓度的EM液作追肥可提高蔬菜和粮食作物的产量，增产幅度在3.5%-15%。由于土壤有机质含量、施用浓度的不同，增产效果也不同。在一定意义上讲，土壤有机质含量越高，施用浓度较大，增产效果较明显。

3．以EM制作的堆肥为底肥结合追施EM稀释液作追肥，分别与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、水稻等作物上进行试验的结果表明，EM堆肥比传统堆肥明显增产，增产幅度为9.1%-19.6%。随堆肥用量的增加，增产幅度增大；与等营养成分的化肥相比，EM堆肥的增产效果不太明显，在个别条件下甚至有减产趋势。综合分析研究表明，在同等条件下增施EM，均有较明显的增产作用，平均在10%以上；但与化肥相比，情况就比较复杂，一般来说，土壤有机质含量较高，或当年有机肥施用量较大的，施用EM略有增产或相当；若有机质含量较低，当年有机肥施用量少的情况下，施用EM则往往比化肥减产。   

4．EM不仅可以促进作物生长，提高产量，而且对棉花枯黄萎病、草莓的根腐病、白粉病以及蚜虫等病虫害也有一定的抑制作用。如对因灰霉菌引起的草莓根腐病的防治效果可达85%以上。

    5．对EM增产机理的初步研究结果表明，EM在土壤中的主要作用是：加速土壤有机物的分解转化，有效养分含量明显增加，经7天堆制的EM堆肥，比相同原料的普通，堆肥有效养分含量平均提高20%-30%。使用EM为肥料的农田土壤养分的有效成分也大大提高；增加土壤微生物量，因而促进那些以微生物及其分解产物为食的土壤微型动物（如有益螨类、蚯蚓类和甲虫类）的数量成数倍或十数倍的增加，使整个根层的微生态系统组成丰富，结构复杂，功能稳定，提高了土壤的生物活性和缓冲能力；有效微生物在土壤中的迅速繁殖和不断补充，稳定地占据了土壤中的生态，位，有效地抑制了土壤中病原微生物的侵袭和发展；根据植物微生态原理，根际有效微生物的大量增加，不仅可以分泌较多的维生素和生长激素等促进植物生长，而且植物体内的微生态组成和结构也因有效微生物“侵入”得到合理调整，增强了代谢功能，作物的光合面积、叶片的叶绿素含量和光合速度均有明显提高。水稻苗期（出苗后25天）测定，以EM为底肥的叶片叶绿素含量提高了12%；对蔬菜（茄子）叶片光合效率的研究表明，其表观光合速率在一定范围内，随EM施用量的增多而增大。

    三、EM在养殖业上的应用效果研究

    EM用于养殖业的研究，虽然时间较短，但所取得的成果和效益确是令人瞩目的。EM用于养殖业的主要途径和方法是，采用微生态工程原理，筛选出适合不同畜禽品种需要的培养基料，制成生物活性饲料；根据畜禽品种、生育时斯等的不同制作出不同浓度的EM液作饮水；根据畜禽种类、圈舍大小、季节等因素，定期采用不同浓度的EM喷洒圈舍。这些途径和方法的综合运用，是充分发挥EM抗病、增产和除臭等作用的关键。

    1．用EM喂养畜禽，可明显地增强免疫力和抗病性。蛋鸡喂养试验表明，喂养400天，鸡的平均死亡率比对照降低35.5%，其中1-6周龄降低80%，7-20周龄降低58.6%，21-57周龄降低14.4%；

    2．饲喂EM，可促进猪，肉鸡的生长速度。试验表明，用EM饲料5-7天后，猪的皮毛日渐光泽，猪生长整齐，生长速度快，平均日增重0.65-0.85公斤，较对照多0.05-0.10公斤，每头猪（180天）出栏时，净增重10公斤左右，增重率提高10%以上。EM饲料可使蛋鸡提前产蛋，产蛋率和平均蛋重均比对照组明显提高，料蛋比下降，只鸡效益提高20%以上。

    3．饲喂EM饲料和饮水不仅可以提高生产，而且可以消除圈舍粪便的恶臭，改善生态环境。研究结果表明，牛猪等饲喂EM5-7天后，圈舍臭味明显减少，夏天苍蝇数量减少60%以上。而动物变得较“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，氨气浓度比对照降低了69.70%；

    4．应用微生物饲料提高畜禽营养、防治疾病的做法在世界上已经有100多年的历史。许多有益微生物如酵母菌、光合细菌、乳酸菌等，不仅禽有较高的优良蛋白质，氨基酸组成齐全；还含有丰富的维生素，以及大量的类胡卜素、抗病毒物质，生长促进因子和提高机体免疫能力的活性物质，作为饲料添加剂能促进生长，提高抗疫能力。EM之所以有前面所述的在养殖业上的功能，与其含有大量的光合细菌、一乳酸菌、酵母酸等多种有效微生物的综合作用密切相关。研究表明，微生物进入一个微生态系统（畜禽体内）后，能否在那里定居，生长繁殖并成为“正常菌群”，而形成一个由微生物，宿主、环境三者之间协调平衡的稳定的微生态系统，完成其特定的功能，这要看微生物和宿主双方是否具备定植条件。关键是饲喂时间和饲喂方法的选择。

    马成广在《奇妙的EM技术——来自日本的考察报告》中这样写道，当中国生态农业考察团“来到高松市一家叫‘地下’的养猪场。这儿饲养着170头母猪和1500头育肥猪，各分成两个对照组。我们先来到不用EM饲喂，也不用EM液稀释剂冲洗的猪场。刚进场门，就感到臭味难挡，而且苍蝇乱飞。相隔约500米，是使用EM的猪场。大家奇怪，这儿竟无一点臭味，也见不到一只苍蝇。“我们来到一家饲养着800多头牛的大牛场。身处牛栏旁，竟闻不到牛粪臭，也见不到苍蝇飞”。一问牛主人才知道，这是使用了EM的结果。 

    EM用于粪便的除臭，不仅从根本上改善了饲养场内及其周围的卫生和环境条件，避免了因粪便的长期排放对大气、水和土壤的污染。同时，使粪便实现资源化、无害化的处理成为可能，干燥处理后的无臭粪便，既可以成为原料重新加工成饲料，也可以用作高级卫生肥料，用于草坪、盆景等。

    四、EM的环境净化功能研究

EM在环境净化方面的作用，除畜禽粪便除臭以外，还有生活垃圾和污水的净化处理。

1．选择适宜的原料，可以将EM做成固体发酵物，日语称为水(Bokashi)。将这种粉末洒入新鲜的生活垃圾上，可以使垃圾变成优质肥料。日本的我孙子市和可儿市的市民，普遍用这种方法处理生活垃圾，从而使垃圾成堆的压力大大减轻。1994年11月笔者在泰国考察时看到，曼谷市郊最大的菜市场附近的成千上万吨垃圾处理场，由于使用了EM，尽管当时气温高达34℃，却既没有臭味，也很少见到苍蝇。管理人员介绍说，这些垃圾经处理后，定期卖给周围的农民作肥料或饲料，很受欢迎。

2．目前，在巴西、日本、泰国等国家，除用EM处理城市垃圾外，还进一步研究处理工业废水及富营养化水域，取得了一些重要的进展。如日本冲绳图书馆，用EM将污水处理达到饮用水的标准：无臭、无味，且大肠杆菌数极低；笔者也曾在日本亲眼见到一家烤肉餐馆的所有污水只用EM处理二天后，即排入清澈的小溪中，小鱼在水草中游来游去，用EM处理厕所、猪圈、屠宰厂、饭厅等排放出的污水，效果也十分明显。有数据表明，用EM处理猪场排放的污水1个月后，BOD降低36.4%，上浮物(SS)降低68.87%。巴西进行EM推广应用已有七、八年的历史，培训的技术指导人，员已逾万名，这项事业的起点就是比嘉照夫先生用EM成功地治理了一个发臭的湖泊。

    五、EM的提高产品质量的作用

    几年来，各国的研究者们在EM的应用实践过程中，明显感到EM能提高产品质量：用EM栽培水果和、蔬，味道纯正、鲜美；用EM饲育过的牛，猪，肉质鲜嫩好吃。笔者在日本考察期间，也亲自看到用EM栽培的牛蒡不像对照那样产生黑色发苦的汁液，数小时后根部仍很洁白。东南亚地区一些国家的分析资料表明：经EM栽培的糯质稻米粘性系数增加；玉米糖分增加；洋兰的叶片变宽，花朵更艳，切花的花期大大延长。用EM栽培和处理的农产品即使价格昂贵也非常受欢迎，被称为“健康食品”。

    六、结论与讨论

    综上分析，我们已清楚看到，EM有效微生物群，在种植业、养殖业和环境净化和保护方面都表现出近乎神奇的功效，生产、经济、生态和社会效益比较明显，是具有广泛开发前景的微生物制剂。

1.自然农法的倡导者和研究者们认为：采用EM有效微生物技术的自然农法有希望满足21世纪人类对农业的要求。因为EM中含有大量的固氮菌和其它有益菌类，既可以提高土壤肥力，又能抑制土壤和作物的病虫害，因而可以获得较高的生产力，以满足人类发展的需要。EM可抑制田间杂草的生长，改善土壤的结构和耕性，稻田、旱地和果园基本上可实行免耕，可大大减轻对机械和人力的需求；使用EM可不用或少用化肥、农药和抗生素类药物等，可节省大量的化石能源；而不用化肥、农药和抗生素的生产是安全生产，产品为无污染的健康食品。

但是，从现有资料来看，各国在EM的应用研究方面还存在一些问题，主要是：单因子试验多，综合研究得少；应用效果研究得多，作用机理研究得少；实践经验多，理论分析少。因此，对EM有效微生物是否能够完全代替化肥、农药和抗生素等还存在着不同的意见和争论，还需进一步加以深入的研究和探索，才能够做出最后的结论。

    2．我国是一个人口众多，资源相对短缺的发展中国家。为了满足人口迅速增长的需要，必须加速发展农牧业生产。但是，化肥、农药和抗生素的大量使用，畜禽粪便等造成的环境污染是限制我国生态农牧业发展的严重问题。

    近年来，我们在日本自然农法国际研究开发中心的资助和支持下，遵循微生态工程原理，在种植业、养殖业和环境净化方面对EM的作用效果和机理进行了认真的研究，取得了可喜的成果。但是，由于我国幅员辽阔、生态条件复杂、生产水平和人口素质参差不齐。因此，要想充分发挥EM的作用和功能，为我国生态农牧业发展作贡献，必须注意以下几点。

    (1)我国土地辽阔，生态条件极其多样，有着世界上最丰富的微生物基因库，可提供大量的微生物资源，在微生物技术的研究中将会发挥重要的作用。但是，到目前为止，由于资金、设备和技术等原因，仅有少量的微生物资源被开发和利用。因此，我们一方面要继续加强本国微生物资源的开发和利用研究；另一方面尽量学习和引进国外先进技术，继续和日本自然农法国际研究开发中心合作，为EM在我国的全面应用和推广做出更大的成绩，以迎接1997年EM技术国际研讨会在我国举行。

(2)EM是活性菌剂，它的各种功能只有在适宜的环境条件下，在各种微生物相互促进、共同生长繁殖的过程中才能较好地表现出来。因此，应当研究在不同动物、植物和土壤类型上EM的作用条件、应用技术和方法及其环境保护方面的功能。在我国目前条件下，如何根据不同的养殖规模。饲养形式，技术水平、饲料种类等等来研究设计出相应的EM应用工程技术体系，以满足不同层次用户的需要，还有待研究解决。

    (3)为了促进EM在我国的应用和推广，必须逐步建立起EM研究、培训和生产推广体系。必须尽快举办EM技术培训班，培训一批EM技术人材。要在全国有代表性的地区，对主要粮食作物、经济作物、蔬菜和水果，进行多点试验。统一试验方案、统一测试技术和标准，要因地制宜地总结出适合当地需要和可行的EM应用技术和措施。

(4)EM有效微生物的生产、供应和销售，必须贯彻市场经济为主、行政干预为辅的原则。既要根据市场的需要，认真解决EM就地生产，就地供应，尽量避免长途运输；又要建立全国性的EM生产开发体系，组织协调全国各省、市（自治区）的EM研究、应用和推广工作。要边试验、边示范、边推广。防止一哄而起，盲目蛮干。

(5)希望各有关单位能够提供必要的经费和人员，支持EM生产，开发和应用技术研究的同时，加强对EM作用机理的研究，为EM深层次的研究和开发提供依据。