李 瑞 余 然 牛浩強(qiáng) 閻春暉

河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河南新鄉(xiāng)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(yīng)用微生物學(xué)家、日本琉球大學(xué)比嘉照夫教授發(fā)明的。主要是由乳酸菌、光合細(xì)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?xì)浠衔铮冇泻ξ镔|(zhì)為無害物質(zhì)，對作物起著促進(jìn)和營養(yǎng)作用。能夠以植物根部的分泌物、土壤中的有害氣體、有機(jī)物等為基質(zhì)，合成糖類、氨基酸、維生素、氮素化合物等有機(jī)物質(zhì)，對土壤起著肥沃和促進(jìn)動植物生長的作用。光合菌群的代謝物質(zhì)可以被植物直接吸收，還可以成為其他微生物繁殖的養(yǎng)分。如果光合細(xì)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(nèi)必不可少、并且有重要生理作用的有益菌。能夠?qū)⑻妓衔锇l(fā)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(chǎn)生消化酶類，幫助食物的消化和營養(yǎng)的吸收，促進(jìn)人體新陳代謝。它可以分解出木質(zhì)素和纖維素，抑制腸道內(nèi)腐敗菌生長，改善胃腸道功能，提高機(jī)體免疫力。

3）酵母菌群。酵母菌是單細(xì)胞真菌，具有氧化、發(fā)酵2 種方式。酵母菌產(chǎn)生的發(fā)酵效力能促進(jìn)植物細(xì)胞的分裂和生長；同時酵母菌群發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)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(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)胃腸的環(huán)境，提高pH 值的穩(wěn)定性，促進(jìn)纖維素菌、乳酸菌等有益菌群繁殖能力及活力提高，促進(jìn)胃腸對營養(yǎng)物質(zhì)的分解、消化、吸收和利用。

4）放線菌群。目前廣泛應(yīng)用的抗生素約70%是各種放線菌所產(chǎn)生。放線菌群具有降解作用，有利于動植物對營養(yǎng)物質(zhì)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(qiáng)的固氮作用，促進(jìn)了有益菌的生長，增強(qiáng)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(qū)除蚊蠅、減少動物飼養(yǎng)環(huán)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(nèi)有害氣體的產(chǎn)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(yǎng)殖場內(nèi)的含氮和含硫的有害物質(zhì)，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(fā)揮作用，在一定程度上抑制一些有害氣體的產(chǎn)生。

EM菌攝入后，能夠在動物體內(nèi)參與微生物平衡，一方面可以抑制動物腸道內(nèi)有害微生物群落產(chǎn)生，另一方面可以增強(qiáng)動物非特異性免疫功能來預(yù)防疾病，促進(jìn)動物生長和提高動物飼料轉(zhuǎn)化率[2]。在EM菌的發(fā)酵過程中，會衍生出許多有益代謝產(chǎn)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(jī)體的免疫力。

1.3 EM 菌的作用機(jī)制

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

2）競爭抑制。EM菌進(jìn)入腸道后，首先占據(jù)靶上皮細(xì)胞，并且產(chǎn)生一個不利于病原微生物生長的環(huán)境，逐步形成腸道內(nèi)的優(yōu)勢菌群，爭奪病原體生存所必需的營養(yǎng)物質(zhì)而具有抗菌作用，進(jìn)一步阻止有害微生物的定植[3]。

3）增強(qiáng)機(jī)體免疫力。益生菌能夠刺激動物產(chǎn)生干擾素，提高免疫球蛋白濃度和巨噬細(xì)胞活性，增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫的功能，防止疾病的發(fā)生[4]。某些種類的益生菌還可以作為非特異性免疫調(diào)節(jié)因子來調(diào)整微生態(tài)系統(tǒng)的能量流、物質(zhì)流、基因流的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[5]。Karimpour[6]研究認(rèn)為EM 益生菌可以生產(chǎn)抗菌物質(zhì)，修改腔的pH 值，阻止細(xì)菌粘附對營養(yǎng)物質(zhì)的競爭，強(qiáng)化免疫系統(tǒng)等。

2 EM 菌在養(yǎng)殖業(yè)中的研究現(xiàn)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(chǎn)養(yǎng)殖實踐中都有使用[7]。

2.1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)

當(dāng)前，EM 菌已普遍應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域，特別是在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用，取得了顯著的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。EM菌養(yǎng)殖技術(shù)，即在畜禽機(jī)體內(nèi)建立微生態(tài)平衡，通過生物奪氧來抑制腸道致病微生物的產(chǎn)生，改善機(jī)體內(nèi)外的生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)畜禽的機(jī)體免疫功能，提高動物飼料轉(zhuǎn)化率，產(chǎn)生多種營養(yǎng)物質(zhì)和抗菌物質(zhì)，實現(xiàn)疾病預(yù)防，增強(qiáng)免疫力和提高養(yǎng)殖效益的目的[8]。通過競爭性排斥或產(chǎn)生對致病菌有害的抗菌物質(zhì)來發(fā)揮作用，同樣，它們是一種不可消化的飼料補(bǔ)充劑，是由有益的微生物群選擇性發(fā)酵的，它們利用益生菌來排除致病微生物。

1）提高產(chǎn)品質(zhì)量。EM菌的益生菌群可以促進(jìn)畜禽生長，提高日增重的功能。國內(nèi)相關(guān)學(xué)者進(jìn)行EM菌液養(yǎng)畜禽的試驗，結(jié)果表明EM 菌可以提高畜禽繁殖率和成活率，促進(jìn)畜禽生長，提高日增重，從而有效縮短了飼養(yǎng)時間[8]。王同仁等[9]EM菌液來進(jìn)行了養(yǎng)豬養(yǎng)雞的試驗，證實了使用EM 菌液能促進(jìn)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(huán)境，提高母豬產(chǎn)仔數(shù)，減少弱仔數(shù)，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(jìn)劑，能有效而經(jīng)濟(jì)地改進(jìn)畜禽生產(chǎn)系統(tǒng)，給動物生產(chǎn)和衛(wèi)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(nèi)厭氧狀態(tài)發(fā)酵乳糖，產(chǎn)生的乳酸形成腸道內(nèi)酸性環(huán)境，有效地抑制腸道有害微生物的繁殖，促進(jìn)有益微生物的繁殖，從而降低了腸道疾病的發(fā)生，達(dá)到預(yù)防疾病的目的。EM菌中的光合細(xì)菌群在體內(nèi)生長過程中，會產(chǎn)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(zhuǎn)換成無毒無害的H2O2和O2，從而解除超氧陰離子自由基對機(jī)體的毒害作用。而放線菌群中的大多數(shù)菌種，會在代謝過程中產(chǎn)生大量的抗生素，從而預(yù)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(jié)果顯示產(chǎn)奶量提高了29.5%，乳房炎及蹄病等的發(fā)病率明顯降低，牛場的衛(wèi)生得到明顯改善。另外，EM菌技術(shù)還能提高奶?？篃釕?yīng)激能力，在炎熱環(huán)境中保證奶牛的食欲不減，改善飼養(yǎng)環(huán)境的衛(wèi)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(qiáng)外周血T 細(xì)胞對絲裂原con A 或B 細(xì)胞對絲裂原LPS 刺激的反應(yīng)性，說明經(jīng)EM菌刺激后，T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞的活性明顯增強(qiáng)，從而增強(qiáng)機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫的功能。

2.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)

1）提高產(chǎn)品質(zhì)量。EM菌可以利用自身特有的酶補(bǔ)充宿主在消化酶上的不足，參與蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)的代謝或改善養(yǎng)殖的環(huán)境，促進(jìn)水產(chǎn)動物的生長。在養(yǎng)殖池塘中使用EM菌液，不僅能夠改善環(huán)境、凈化水質(zhì)、增強(qiáng)水產(chǎn)動物免疫力，還能促進(jìn)水產(chǎn)動物生長發(fā)育、增加產(chǎn)量。資料顯示養(yǎng)殖戶自己培育EM菌液用于養(yǎng)殖池塘，在降低成本的同時，還能保證料液的質(zhì)量，有效提高水產(chǎn)動物的產(chǎn)量和質(zhì)量[14]。熊鋼等[15]發(fā)現(xiàn)經(jīng)EM 菌處理后的漁料可改善飼料營養(yǎng)，提高飼料的利用率及促進(jìn)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(jī)體非特異性免疫功能和特異性免疫功能，促進(jìn)水產(chǎn)動物免疫細(xì)胞和免疫器官的增殖，增強(qiáng)水產(chǎn)動物的抵抗力。黎建斌等[16]在探究光合細(xì)菌聯(lián)合EM菌對廣西擬水龜幼龜養(yǎng)殖的影響實驗中說明EM菌能拮抗病菌病原，提高幼龜機(jī)體的免疫力，提高幼龜?shù)某苫盥剩档宛D料系數(shù)和畸形率，增加幼龜?shù)漠a(chǎn)量。張衛(wèi)芳在淇河鯽養(yǎng)殖池中潑灑EM菌和投喂添加酵母細(xì)胞壁多糖的飼料，經(jīng)過30 d 的飼養(yǎng)試驗，結(jié)果顯示淇河鯽的免疫器官指數(shù)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(tài)制劑能提高淇河鯽的非特異性免疫功能，增強(qiáng)抵抗力。

3 EM 菌在其他領(lǐng)域中的研究現(xiàn)狀

3.1 環(huán)境保護(hù)方面

當(dāng)今社會生活垃圾、工業(yè)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(chǎn)生的大量堆埋氣以及垃圾場的惡臭味成為新的嚴(yán)峻的環(huán)境及社會問題。目前常用的堆埋廠除臭味的化學(xué)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(yōu)點。除臭劑是一種以光合細(xì)菌為主導(dǎo)，包含酵母菌、乳酸菌、放線菌群等80 多種微生物組合培養(yǎng)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(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)、垃圾滲濾業(yè)、污水處理廠等方面，去除無機(jī)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(dá)到76.0%[17]。

3.2 農(nóng)業(yè)種植方面

當(dāng)今時代，水培被廣泛運(yùn)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(yōu)點。而EM菌能夠促進(jìn)蔬菜的生長發(fā)育一經(jīng)提出便被廣泛研究并投入應(yīng)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(zhì)，節(jié)省成本；在通氣的葉菜水培營養(yǎng)液中添加EM菌也能提高產(chǎn)量和品質(zhì)[18]。其機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。有研究表明，目前EM菌在農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)化學(xué)品用量，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解，改良土壤，使無機(jī)肥變?yōu)橛袡C(jī)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(jié)果證明，當(dāng)今社會人們追求更多的是無污染無添加的純天然綠色產(chǎn)品，而EM菌的加入正好契合當(dāng)今時代的需求，可以全方位提高農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭能力。還有研究證明，EM菌能提高花生產(chǎn)量[21]?？梢?，EM菌在農(nóng)業(yè)種植方面作用非常顯著。

4 展 望

EM菌用于養(yǎng)殖業(yè)是一種健康養(yǎng)殖和實現(xiàn)生態(tài)效益為一體的理想養(yǎng)殖方法，是目前最有發(fā)展前途的無毒、無害的新型養(yǎng)殖技術(shù)。EM菌中的各種有益微生物的綜合協(xié)同作用，在畜牧生產(chǎn)及環(huán)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(tài)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)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(yīng)用前景。