EM 菌的研究进展

李 瑞 余 然 牛浩强 阎春晖

河南师范大学生命科学学院，河南新乡453007

1 EM 菌概述

1.1 EM 菌的组成

EM (effective microorganisms，EM)菌为有效微生物群的英文缩写，也叫EM菌益生菌原液，它是由世界著名应用微生物学家、日本琉球大学比嘉照夫教授发明的。主要是由乳酸菌、光合细菌、放线菌、酵母菌等组成。

1）光合菌群。光合菌群主要是以土壤接受的光和热为能源，分离出土壤中的硫和碳氢化合物，变有害物质为无害物质，对作物起着促进和营养作用。能够以植物根部的分泌物、土壤中的有害气体、有机物等为基质，合成糖类、氨基酸、维生素、氮素化合物等有机物质，对土壤起着肥沃和促进动植物生长的作用。光合菌群的代谢物质可以被植物直接吸收，还可以成为其他微生物繁殖的养分。如果光合细菌得到增殖，其他的有益微生物也会增殖。

2）乳酸菌群。乳酸菌包括乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属等。乳酸菌绝大部分都是人体内必不可少、并且有重要生理作用的有益菌。能够将碳水化合物发酵成杀菌乳酸光，从而有效抑制有害微生物的活动、繁殖和腐败分解。它可以广泛存在于人体的肠道中，合成各种维生素和氨基酸，产生消化酶类，帮助食物的消化和营养的吸收，促进人体新陈代谢。它可以分解出木质素和纤维素，抑制肠道内腐败菌生长，改善胃肠道功能，提高机体免疫力。

3）酵母菌群。酵母菌是单细胞真菌，具有氧化、发酵2 种方式。酵母菌产生的发酵效力能促进植物细胞的分裂和生长；同时酵母菌群发酵产生的有机物是动物生长所需的主要成分之一，对动物生长起重要作用。酵母菌在胃肠道大量繁殖，改善菌种的结构，调节胃肠的环境，提高pH 值的稳定性，促进纤维素菌、乳酸菌等有益菌群繁殖能力及活力提高，促进胃肠对营养物质的分解、消化、吸收和利用。

4）放线菌群。目前广泛应用的抗生素约70%是各种放线菌所产生。放线菌群具有降解作用，有利于动植物对营养物质的吸收。放线菌具有抑制病原菌的作用，提供了动植物生长的有利条件。放线菌群还具有很强的固氮作用，促进了有益菌的生长，增强了动植物抗病害的能力。

1.2 EM 菌的特点

EM 菌液能够有效抑制动物臭味、驱除蚊蝇、减少动物饲养环境的污染，而且能有效降低动物排出恶臭气味的粪便，减少圈舍内有害气体的产生（硫化氢、氨气等）。赵岭乐等[1]通过实验证明EM 菌剂能够大量消耗养殖场内的含氮和含硫的有害物质，并快速降解，减少硫化氢和氨气的排放。即使在低温等恶劣的条件下，EM 菌剂仍然能够发挥作用，在一定程度上抑制一些有害气体的产生。

EM菌摄入后，能够在动物体内参与微生物平衡，一方面可以抑制动物肠道内有害微生物群落产生，另一方面可以增强动物非特异性免疫功能来预防疾病，促进动物生长和提高动物饲料转化率[2]。在EM菌的发酵过程中，会衍生出许多有益代谢产物，极大地降低肠道pH 值，能够抑制或杀死病原菌的生长和繁殖，有利于宿主动物的健康，提高机体的免疫力。

1.3 EM 菌的作用机制

1）菌体分泌物。EM菌进入消化道后，与原有微生物竞争生长，释放出特殊的物质，能够抑制其他菌株的生长繁殖。在其生长过程中会产生代谢产物，对其他有害菌株有拮抗作用，从而改变水产动物肠道内的优势菌群，促进动物的生长。

2）竞争抑制。EM菌进入肠道后，首先占据靶上皮细胞，并且产生一个不利于病原微生物生长的环境，逐步形成肠道内的优势菌群，争夺病原体生存所必需的营养物质而具有抗菌作用，进一步阻止有害微生物的定植[3]。

3）增强机体免疫力。益生菌能够刺激动物产生干扰素，提高免疫球蛋白浓度和巨噬细胞活性，增强机体细胞免疫和体液免疫的功能，防止疾病的发生[4]。某些种类的益生菌还可以作为非特异性免疫调节因子来调整微生态系统的能量流、物质流、基因流的正常运转[5]。Karimpour[6]研究认为EM 益生菌可以生产抗菌物质，修改腔的pH 值，阻止细菌粘附对营养物质的竞争，强化免疫系统等。

2 EM 菌在养殖业中的研究现状

EM菌作为一种活的混合微生物群，可以对功能性食品成分适量施用，对宿主健康有益。它们的用途广泛，从人类到反刍动物、猪和家禽，以及水产养殖实践中都有使用[7]。

2.1 畜禽养殖业

当前，EM 菌已普遍应用于农业、环保等领域，特别是在畜禽养殖中的应用，取得了显著的生态效益和经济效益。EM菌养殖技术，即在畜禽机体内建立微生态平衡，通过生物夺氧来抑制肠道致病微生物的产生，改善机体内外的生态环境，增强畜禽的机体免疫功能，提高动物饲料转化率，产生多种营养物质和抗菌物质，实现疾病预防，增强免疫力和提高养殖效益的目的[8]。通过竞争性排斥或产生对致病菌有害的抗菌物质来发挥作用，同样，它们是一种不可消化的饲料补充剂，是由有益的微生物群选择性发酵的，它们利用益生菌来排除致病微生物。

1）提高产品质量。EM菌的益生菌群可以促进畜禽生长，提高日增重的功能。国内相关学者进行EM菌液养畜禽的试验，结果表明EM 菌可以提高畜禽繁殖率和成活率，促进畜禽生长，提高日增重，从而有效缩短了饲养时间[8]。王同仁等[9]EM菌液来进行了养猪养鸡的试验，证实了使用EM 菌液能促进畜禽快速生长。EM菌还可以增加畜禽采食量，改善消化道菌群环境，提高母猪产仔数，减少弱仔数，降低死胎率，增加哺乳母猪泌乳量和缩短仔猪断奶时间。益生菌或益生元作为生长促进剂，能有效而经济地改进畜禽生产系统，给动物生产和卫生保健管理带来一个新的时代[10]。

2）提高免疫力及抗病力。EM菌含有多种有益微生物，其中乳酸菌群在体内厌氧状态发酵乳糖，产生的乳酸形成肠道内酸性环境，有效地抑制肠道有害微生物的繁殖，促进有益微生物的繁殖，从而降低了肠道疾病的发生，达到预防疾病的目的。EM菌中的光合细菌群在体内生长过程中，会产生大量VE和VC等，提高畜禽对疾病的抵抗力。另外，酵母菌群含有高量的超氧化物歧化酶(SOD)，能够有效地除去超氧阴离子自由基并转换成无毒无害的H2O2和O2，从而解除超氧阴离子自由基对机体的毒害作用。而放线菌群中的大多数菌种，会在代谢过程中产生大量的抗生素，从而预防疾病，确保畜禽的健康[11]。黄庆飞等[12]在奶牛精料中添加EM菌饲料添加剂，用EM菌剂稀释液喷洒牛舍及牛身，结果显示产奶量提高了29.5%，乳房炎及蹄病等的发病率明显降低，牛场的卫生得到明显改善。另外，EM菌技术还能提高奶牛抗热应激能力，在炎热环境中保证奶牛的食欲不减，改善饲养环境的卫生，减少和抑制蚊蝇和臭气。张保全等[13]报道，EM菌能明显增强外周血T 细胞对丝裂原con A 或B 细胞对丝裂原LPS 刺激的反应性，说明经EM菌刺激后，T 淋巴细胞和B 淋巴细胞的活性明显增强，从而增强机体的细胞免疫和体液免疫的功能。

2.2 水产养殖业

1）提高产品质量。EM菌可以利用自身特有的酶补充宿主在消化酶上的不足，参与蛋白质、糖类、脂肪等营养物质的代谢或改善养殖的环境，促进水产动物的生长。在养殖池塘中使用EM菌液，不仅能够改善环境、净化水质、增强水产动物免疫力，还能促进水产动物生长发育、增加产量。资料显示养殖户自己培育EM菌液用于养殖池塘，在降低成本的同时，还能保证料液的质量，有效提高水产动物的产量和质量[14]。熊钢等[15]发现经EM 菌处理后的渔料可改善饲料营养，提高饲料的利用率及促进鱼生长。

2）提高免疫力及抗病力。益生菌能直接抑制有害菌，提高机体非特异性免疫功能和特异性免疫功能，促进水产动物免疫细胞和免疫器官的增殖，增强水产动物的抵抗力。黎建斌等[16]在探究光合细菌联合EM菌对广西拟水龟幼龟养殖的影响实验中说明EM菌能拮抗病菌病原，提高幼龟机体的免疫力，提高幼龟的成活率，降低饵料系数和畸形率，增加幼龟的产量。张卫芳在淇河鲫养殖池中泼洒EM菌和投喂添加酵母细胞壁多糖的饲料，经过30 d 的饲养试验，结果显示淇河鲫的免疫器官指数与空白对照组相比差异不显著（P＞0.05），但试验组血清SOD 酶活性均显著高于空白对照组，血清LSZ 活性也显著高于对照组。说明使用微生态制剂能提高淇河鲫的非特异性免疫功能，增强抵抗力。

3 EM 菌在其他领域中的研究现状

3.1 环境保护方面

当今社会生活垃圾、工业垃圾越来越多，堆埋是我国城市垃圾处理的主要方法，但是在堆埋过程中，产生的大量堆埋气以及垃圾场的恶臭味成为新的严峻的环境及社会问题。目前常用的堆埋厂除臭味的化学方法主要有燃烧、酸碱液吸收，物理方法有掩蔽、稀释，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、无二次污染等优点。除臭剂是一种以光合细菌为主导，包含酵母菌、乳酸菌、放线菌群等80 多种微生物组合培养形成的混合微生物制剂，可用于去除碳水化合物、氨氮、硫化氢等污染物。目前已有研究将其应用于养殖业、垃圾渗滤业、污水处理厂等方面，去除无机氮、COD 等污染物以及H2S、NH3等恶臭气体。有研究表明，EM菌除臭剂喷洒后，垃圾填埋气中H2S等有害气体的浓度均有所降低，EM 菌喷洒155 h后，填埋气中H2S 浓度降幅超过83.4%，EM 菌喷洒11 d 后，填埋气中臭气浓度降幅达到76.0%[17]。

3.2 农业种植方面

当今时代，水培被广泛运用于蔬菜、尤其是绿叶蔬菜的种植，通过水培的蔬菜，具有生长整齐、生育期短、商品性好等优点。而EM菌能够促进蔬菜的生长发育一经提出便被广泛研究并投入应用。有研究表明，EM菌在水培叶菜上能够代替通气，保持叶菜较好的生长和品质，节省成本；在通气的叶菜水培营养液中添加EM菌也能提高产量和品质[18]。其机理还有待进一步研究。有研究表明，目前EM菌在农业种植上主要用于喷施、浸种及用于堆肥[19]。使用EM菌可减少农业化学品用量，促进有机物质的分解，改良土壤，使无机肥变为有机肥，因为与化肥相比，EM 有益微生物加猪粪使土壤中速效钾提高5%、速效磷提高31.2%、全氮提高15.5%，并且EM菌在抑制消除杂草方面的能力也是显著的[20]。结果证明，当今社会人们追求更多的是无污染无添加的纯天然绿色产品，而EM菌的加入正好契合当今时代的需求，可以全方位提高农产品的市场竞争能力。还有研究证明，EM菌能提高花生产量[21]。可见，EM菌在农业种植方面作用非常显著。

4 展 望

EM菌用于养殖业是一种健康养殖和实现生态效益为一体的理想养殖方法，是目前最有发展前途的无毒、无害的新型养殖技术。EM菌中的各种有益微生物的综合协同作用，在畜牧生产及环境净化方面具有显著作用，尤其对解决抗生素的过度使用、生态养殖业生产中饲料资源不足、畜禽粪便污染等问题提供了一个较理想的解决途径，拥有广阔的应用前景。