有效微生物菌群技術在畜禽生產中的應用研究進展

湯小朋，熊康寧

（貴州師范大學喀斯特研究院，貴州省喀斯特山地與生態環境國家重點實驗室培育基地，貴陽550001）

中國是農業大國，農產品產量居世界前列。自2005年以來，我國糧食產量逐年增加，2017年糧食產量達到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］。在農作物生產與加工過程中產生大量的農副產品，如秸稈、薯渣、米糠等，具有巨大的應用潛力。同時，中國也是一個畜牧業大國，連續數年保持著豬肉、禽肉、蛋類產品世界第一，據《中國統計年鑒》統計，2017年全國肉類總產量8 654.4萬t、禽蛋3 096.3萬 t、水產品6 445.3萬 t［1］。畜牧業的大力發展，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。目前我國農副產品利用率還不樂觀，大量秸稈直接焚燒，這不僅污染環境，也是對資源的極大浪費，合理的利用這部分資源對緩解我國飼料資源短缺及環境污染問題具有重要意義。

隨著世界生態農業產品需求的逐年增多和市場全球化的發展，生態農業已經成為21世紀農業生產的主流與發展方向。農副產品合理利用是保證農業與畜牧業可持續發展的關鍵。近年來，微生物發酵技術尤其是有效微生物菌群（Effective microorganisms，EM）技術處理農副產品逐漸受到人們關注，EM菌通過微生物之間協同共生關系形成一個組成復雜、結構穩定、功能廣泛的微生態系統［2］，在發酵飼料［3］、畜禽養殖［4-5］、水產動物養殖［6］、作物生產［7］、環境治理［8］、生物肥［9］等方面得到廣泛應用。

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，對環境友好［10］。EM技術的基本原理是基于頭領效應的微生物群體生存理論和抗氧化學說［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系形成一個復雜而穩定的微生態系統，發揮多種功能［12］。EM菌中各類微生物都各自發揮著重要作用：光合菌群能合成有機質，為其他微生物提供養分［13-14］；乳源乳酸菌群能發酵乳糖產生乳酸，形成酸性環境，抑制有害微生物的繁殖，減少腸道疾病的發生［15］；酵母菌自身繁殖產生的單細胞蛋白是動物良好的蛋白來源［16］；革蘭氏陽性放線菌群可抑制病原菌的增殖［17］，提高動物對飼料的消化率，增強動物免疫力［18］；發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菌在發酵飼料中的應用

農副產品因纖維素高、蛋白含量低、抗營養因子等不利因素的存在導致其在畜禽生產中的應用不理想。農副產品營養價值的改善對其在畜牧生產中的合理利用具有重要作用。大量文獻表明，EM菌發酵可有效提高農副產品營養價值（表1）。EM菌是多種微生物組成的復合微生態，在發酵過程中有如下優點：（1）產生大量的微生物酶，促進大分子物質（淀粉、木質素、如纖維素、半纖維素）的分解，提高農副產品利用率［3，20-23］；（2）發酵過程中還會產生大量的微生物菌體，提高氨基酸及揮發性脂肪酸含量，大幅度提高農副產品的營養價值［21，24-25］；（3）在發酵過程中還能產生大量乳酸，提高了農副產品的適口性［24-25］。

表1 有效微生物菌群在發酵飼料中的應用Table1 The application of effectivem icroorganisms on fermented feed

由前人研究報道可知，經EM菌發酵后，飼料原料的品質都能得到改善，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。中國是一個農業大國，糧食產量居全國前列，農副產品數量巨大，以水稻為例，按水稻的谷草比1∶1計，理論上2015年中國水稻秸稈產量可達到20 822.5萬 t。米糠約占稻谷的6%—12%，如以8%計，我國2015年米糠產量可達到1 665.8萬 t。如果能充分水稻副產物（秸稈與米糠），對緩解我國飼料資源短缺問題有重大的戰略意義。因此，開發EM發酵飼料潛力巨大，不僅能擴大飼料原料來源，緩解人畜爭糧的矛盾，還能減少農副產品丟棄帶來的環境污染問題，具有重要的經濟效益、社會效益及環境效益。

3 EM菌在畜禽生產中的應用

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

表2 有效微生物菌群在動物生產中的應用Table 2 The application of effective microorganism s on animal production

圖1 有效微生物菌群提高動物生產性能的可能機制Fig.1 Possible mechanism of effective microorganisms on animal grow th performance improving

4 EM菌在改善畜禽舍內環境中的作用

畜禽舍內環境中空氣條件對畜禽的生長和繁殖有重要的影響。氨氣（NH3）是畜禽養殖中產生的主要有害氣體之一，主要是由畜禽排泄物經微生物無氧酵解產生［43］，它能使細胞代謝加快，導致動物能量需求增加，降低飼料報酬［44］，更嚴重的是若NH3量大且長期存在，還會危害人與動物的健康［45］。EM菌在改善畜禽舍內環境上具有顯著效果。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，同時對舍內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菌噴灑養殖場所和排泄物，雞舍內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環境的可能機制為：EM菌與動物腸道內的有益菌相互協同，可增強動物胃腸道蠕動功能，提高動物對蛋白質的利用率和畜禽飼料的轉化率，減少蛋白質向氨的轉化。同時，EM菌可抑制有害微生物的繁殖，并可分解復雜的有機物，抑制、消除畜禽舍的惡臭氣味。

5 結論

EM菌在畜牧業領域的應用已取得了一定效果。在人們對食品安全、環境保護訴求增加的今天，生產安全放心、無污染的農牧產品是大勢所趨。EM菌技術在農業生產上的應用對現代農業“養殖-種植生態循環”的可持續發展模式具有重要促進作用，EM菌技術在農業中的應用必將取得經濟效益與環境效益雙豐收。