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有效微生物群及其在养殖业中的应用
  

有效微生物群 ( EM)是一种有效的微生物制剂 ,在种植业和养殖业上都有促进生长、增强抗病力、提高产量和品质的作用 ,还能改善生态环境。 因此 , EM在养殖业中的应用前景十分广泛。

早在 19世纪初 ,巴斯德就有了微生态观念 ,并提出了动物肠道内存在正常菌群的观点。 此后 ,这方面的研究不断深入 ,到本世纪70年代 ,微生态学已成为一门独立的学科 ,并得到了迅速发展。 近年来微生态制剂以其安全可靠、无毒副作用、不污染环境等优点而受到世人关注 ,在生产上的应用越来越广。80年代初日本研制成功的有效微生物群 ( Effective Micro-o rganisms, EM )就是众多微生态制剂中的一种。 它的推出与应用是生物技术对养殖业的又一重大贡献。

1、概念

有效微生物群是由日本琉球大学农学部比嘉照夫教授研制成功的。 比嘉教授在九州大学栽培桔子时偶然发现,各种有益微生物通过组合可使作物生长良好、抗病力增强、产量提高,并且对土壤性质、作物品质、生态环境也有明显的改良效果。 此后 ,这方面的研究不断深入,EM 的用途不断得以拓展,由最初的种植业扩大到养殖业、环保、医疗卫生和日常生活。 目前的 EM 是一种由光合成菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌以及发酵系列的丝状菌等五科 10属 80多种微生物组成的复合培养物。 现有液体和粉剂两类 9种产品上市,在美国、加拿大、巴西、泰国、日本等数十个国家得到了推广和应用。

2、特点

EM 能够在十几年内推广到全世界 ,关键在于其优越的生物学性能。 具体表现在:

2. 1 天然无毒 

组成 EM 的几十种微生物都是有益菌 ,没有任何毒副作用 ,不污染环境。 经小白鼠急性毒性试验 ,确定口服 LD50在 58800mg /kg 以上 , LC50在 10000mg /kg以上 ,皮肤一次刺激指数为 0. 17,同时也没有发现变异诱发物。

2. 2 无残留

 EM 不含任何化学有害物质 ,直接投喂或制成发酵饲料后投喂 ,均不会残留。北京依埃姆公司曾将饲喂 EM鸡产的蛋字送到国家卫生部食品卫生监督检验所进行测 ,均未检出农药 DDT、六六六以及任何激素类的残留。所以用 EM技术生产出来的农牧产品是安全可靠、无公害的绿色食品。

2. 3 多功能性 

EM 是把已筛选出的好气性微生物和嫌气性微生物通过采用适当的比例和独特的发酵工艺加以混合、培养而得到的含有多种微生物的一个大群落。 其中的各种微生物在生长代谢过程中能分泌或产生一些有用物质 ,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 ,形成一个复杂而稳定的具备多种功能的微生态系统。 经过十多年来大量的广域的试验研究证明 , EM 在以下几个方面有明显的作用。

2.3.1 提供营养、防治疾病、促进动物生长

① EM 中的许多菌体本身就含有大量的营养物质 ,如光合成菌的蛋白质含量在 60%以上 ,并富含多种维生素 ,特别是维生素 B12、叶酸和生物素。 酵母菌菌体也含有大量蛋白质和丰富维生素。这些微生物被添加到饲料中 ,可作为营养物质被动物摄取利用 ,从而促进动物生长 ,增强体质 ,提高抗病力。 ②一些微生物在发酵或代谢过程中会产生生长素等生理活性物质 ,有助于食物消化和营养吸收 ,促进代谢;通过提高某些酶的活性或降低某些酶的活性改变有害微生物的代谢 ,而不利于其生长;通过提高抗体水平或提高巨噬细胞的活性 ,刺激免疫系统能力增强 ,如乳酸杆菌等。③一些微生物可产生药理活性物质 ,直接调节微生物区系 ,抑制病原菌 ,控制病害发生。 如自然界中广泛存在的放线菌就可产生抗生素。④这几十种微生物都是有益菌 ,它们与畜禽肠道内有益菌一起形成强有力的优势种群 ,大量增殖 ,通过竞争机制使有害菌的增长受到抑制。

我国目前的试验结果表明 ,应用 EM 技术一般可提高肥育猪增重 5~ 10kg ,肉鸡0. 05~ 0. 25kg (国外可达 0. 45kg )。山东省农科院畜牧兽医研究所的蛋鸡试验结果表明 ,投喂 EM 发酵饲料后 ,产蛋率提高 0. 65% ~4. 96% ,在 20天的试验期内 ,每只鸡的产蛋总重比对照组高 60g。 四川省星澳牛业有限公司对 40头牛进行了 67天的 EM 饲喂试验 ,结果每头肥育牛比对照多增重 20. 85kg。

饲喂拌有 EM 的饲料或加有 EM 的饮水 ,可使鸡的死亡率降低 30% ~ 80% ,平均60%左右 (表 1) ,还可降低猪肠道、呼吸道疾病的发病率 ,对仔猪白痢有明显的治疗效果 ,对地方性肺炎、猪血痢、猪阴囊炎、鸡球虫病都有一定的预防免疫作用。

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2.3.2 改善环境 

EM 中含有大量纤维素分解菌、半纤维分解菌、固氮菌、乳酸菌 ,这些微生物与畜禽肠道内的有益菌相互协同 ,能有效增强肠的活动功能 ,从而提高蛋白质的利用率。同时 , EM 及肠内原籍有益菌的大量增殖 ,势必会抑制大肠杆菌的活动 ,从而减少蛋白质向氨和胺的转化 ,使肠内及血液中氨的浓度下降 ,减少随粪便排出的氨量 ,臭味得到有效控制。

1993年中国农业大学有关专家的 EM试验结果表明。 在饲料或饮水中加入 EM后 ,密闭鸡舍内氨气的浓度由 87. 6mg /kg下降到 26. 5mg /kg ,除氨率达 69. 7%。在日本 ,冲洗干净的畜舍 ,每 5 天喷雾 1次 500~2000倍稀释 EM 液 ,结果空气中氨的浓度明显下降 ,肉牛场由 4. 3mg /kg下降到 0. 9mg /kg ,鸡场由 12. 0mg /kg下降到 0. 4mg /kg ,猪场由 8. 0mg /kg 下降到 1. 8mg /kg。 因此 ,如果在投喂 EM 发酵饲料的前提下 ,在畜舍内喷洒一定量的 EM 液体 ,并对排出体外的粪便进行处理 ,实现体内外连续发酵 ,能较彻底地消除粪便恶臭 ,减少蚊蝇滋生 ,净化环境 ,甚至可将粪便做为一种生产资源而得到有效利用。

2.3.3 提高饲料转化率 动物饲料经 

EM发酵后 ,营养成分含量增加。经中国农业大学生物学院中心化验室分析 , EM 发酵饲料中17种氨基酸的总量有明显增加 ,增幅均在10%以上。这些有效微生物的活动 ,大大提高了饲料转化率 ,使饲料中动物可吸收利用的物质明显增加。在目前的饲养与管理水平下 ,EM一般可使饲料转化率提高 10%左右。 我们在杂交猪的试验中 ,试验组和对照组的料肉比分别达到 3. 32∶ 1和 3. 68∶ 1,试验组饲料转化率比对照组高 13. 9% ,增重效果明显。

2.3.4 扩大饲料来源 

研究发现 ,用 EM技术处理的小麦秸、干玉米秸 ,营养价值、消化吸收率明显提高 ,适口性也得到改善 ,从而为开发新的饲料原料提供了方向。 EM 在发酵过程中会产生大量微生物酶 ,促进纤维素-木聚糖链和木质素聚合物酯键的酶解 ,增加秸杆的柔软性和膨胀度 ,从而提高粗纤维的消化率。 同时 ,在 EM 内纤维分解菌和半纤维分解菌的作用下 ,部分木质纤维素类物质可被转化为糖类。总之 ,经过 EM 发酵 ,秸秆等粗饲料中粗纤维、淀粉、粗蛋白质等复杂大分子有机物在一定程度上被降解为易消化吸收的单糖、双糖和氨基酸等小分子物质 ,同时 ,还会产生并积累大量营养丰富的微生物菌体及其有用的代谢产物 ,如氨基酸、有机酸、醇、醛、脂、维生素、激素、抗生素、微量元素等 ,使其营养含量、消化率、适口性都满足动物饲料的要求。如果能够用 EM 充分开发秸秆、牧草、藤蔓、树叶、荚壳及水生植物等饲料原料 ,必将节约大量粮食。

2.3.5 改善水质、改良池塘淤泥 

① EM 中的一些微生物可降解水中一些有害污染物。如光合细菌除了能利用周围环境中有机物合成糖类、氨基酸等营养物质外 ,还能直接利用许多无机物 ,如硫化氢等。 另外 ,通过反硝化作用 , EM 还可除去水中的亚硝酸铵 ,使鱼池因鱼的排泄物及残饵造成的污染得到净化。有数据表明 ,用 EM 处理污水一个月后 ,生物 氧 需 要 量 ( biological ox ygen demand,BOD)降低 36. 4% ,悬浮物降低 68. 87% 。 ②使用 EM 后 ,水底淤泥中有益微生物不断增加 ,通过发酵、固氮等作用 ,使淤泥中含有较多的氨基酸、糖类、维生素和其它生理活性物质 ,有利于水生生物生长 ,减少鱼类疾病的发生。据有关资料介绍 , EM可以使蟹苗成活率提高近一倍 ,使中华石斑鱼的成活率由 30%提高到 70%。

3、发展与问题

综上所述 , EM 技术为解决我国生态养殖业生产存在的高蛋白饲料资源不足、抗生素使用过多和畜禽粪便污染等问题提供了一个较理想的途径 ,有着广阔的应用前景。 但是 ,从现有的资料来看 ,我国在 EM 的应用与研究方面还存在一些问题 ,主要是:

3.1 无质量标准 EM 是一种微生物活菌制剂 ,因而不能只是把它做为饲料蛋白源来看待 ,而必须将其做为一种具有生物活性的饲料添加剂来注册 ,申请生产许可。 但是 ,由于 EM 组成非常复杂 ,目前还无法明确地提出注册所需的质量标准和监测方法 ,以致EM 的商品化生产受到很大限制。 如果能够集中微生物、微生态、监测、营养与饲养饲料等方面的专家共同研讨 ,制订出比较合适的质量监测标准 ,将会有力地促进 EM 的推广与应用。

3.2 作用效果不稳定 ,影响因素多 对 EM已作过大量试验 ,结果差异较大。配合饲料组成成分及其含量、各饲料组分的质量、 EM 与饲料的配合比例等都会影响 EM 发酵饲料的应用效果。

EM 成分很复杂 ,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。 因此必须从环境温湿度、配合饲料组成、畜禽生长阶段、健康状况等方面来综合研究EM 的最佳作用条件 ,在此基础上制定统一标准 ,使 EM 的应用尽量规范化、标准化。

3.3 作用机理研究困难,由于 EM 是由 80多种微生物组成的超大型群落 ,在发酵或代谢过程中产物众多 ,各种群及其代谢、分泌物之间的关系极其错综复杂 ,要想一个种群一个种群、一种物质一种物质地去详细分析 ,难度很大。

专家介绍
李秀波 

作者介绍:基础兽医学博士,副研究员,主要从事新兽药及饲料添加剂的研发工作,兼任中国第四届兽药典委员会委员、中国兽药审评委员会专家。获国家二类新兽药证书3个,获国家发明专利3项,起草兽药国家标准3项。熟练掌握日、英两门外语,参加了2010年版《中国兽药典》的编写工作和我国首部英文版《中国兽药典》的编译工作,主译《日本饲料法规》(90万字)一部,在国内外发表论文30余篇。

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