浅谈酵素菌技术在农用中的应用儒家思想是日本宽田学会微生物专家岛本觉在20世纪40年代发明的一种农化生物技术。这三种活性物质是由木田洋司的微生物生产肥料中分离的，共有24种具有益的细菌，它们与一定比例混合而成植物原菌。这三种细菌是细菌（白加仑，b）、酵母菌（yet，y）和丝状菌（m），因此，酶菌被称为bm。经岛本家族3代人50年的潜心研究,逐步形成了“酵素菌农业应用法”,又称“微生物农业应用法”。酵素菌技术从80年代开始应用于农业生产,先后被20多个国家和地区引进推广,现已广泛应用于世界许多国家的种植业、养殖业和食品加工业等领域,展现了其良好的应用价值与推广前景。酵素菌技术自1994年引入我国以来,已被北京、山东、河南、辽宁等10多个省份引进和推广,施用结果显示其增产效果明显,表明该技术较为先进,对促进农业产业结构的调整、发展生态农业具有十分现实的意义,是一种非常值得推广应用的农业生物技术。1 基础和特点1.1 检测土壤肥力及代谢酵素菌是复合微生物菌群,是一群有生命的活体,其繁殖和代谢能力很强。酵素是酵素菌生命活动中分泌出的多种酶和一些活性物质,也称农用酶,主要有糖化酶、蛋白质分解酶、脂肪分解酶、纤维分解酶、氧化还原酶、酒精酶、尿素酶等。

酵素菌具有较强的好气性发酵分解能力,其产生的各种酶具有很强的催化能力,不仅能够分解天然形成的农作物秸秆、树叶、杂草、木屑等有机物质形成腐殖质,又能分解页岩沸石等矿物质,产生可以被植物吸收的活性元素,而且还能分解人工合成的有毒化学物质例如化肥、农药,还能溶解土壤中被固化的磷钾微量元素等营养成分,增加土壤中有效养分的含量,减少土壤及水体污染;利用酵素菌蛋白酶的强分解能力,制成的饲料添加剂能提高饲料利用率,取得显著的经济效益,例如酵母菌特有的氧化分解酶系可直接降解高浓度油脂类物质,得到SCP(单细胞蛋白),其作为动物饲料添加剂有着不可估量的价值;酵素菌本身也是一种营养价值很高的物质,糖化能力和蛋白质分解的活性都很强;酵素菌催化分解有机物质可以产生多种发酵物质,例如维生素、核酸、促进生长的未知因子、动物和微生物的营养物质、促进胆固醇代谢的物质等。1.2酵素菌技术的特点酵素菌是由细菌、酵母菌和放线菌3大类24种有益微生物组成的微生物群体,微生物种类多,不同菌种间相互配合相互补充,能充分发挥群体效益,取得明显效果。酵素菌肥除含有农作物生长发育所必需的大量元素和微量元素外,还含有大量有机质、微生物代谢产物及大量活性有益微生物,是集营养、防病于一体的多功能高效复合微生物制剂。

制作酵素菌肥的原料广泛,易得到,各种农作物秸秆、动物粪便、农副产品下脚料等均可使用,生产和使用方法简便,条件要求也极为宽松,它既不怕有害杂菌的侵袭,又能耐高温严寒,在温湿度及供氧条件适宜时能高速、强力繁衍,因此,分解有机物料的速度很快,可作为秸秆还田的催腐剂。制作的堆肥、粒肥在短时间之内就能腐熟,肥效也较迅速。2 介绍介绍酶菌的技术类型和方法2.1 有机质肥的利用酵素菌技术在种植业上,主要有以下3项技术:利用酵素菌制作发酵的堆肥和土曲子来改良土壤;使用经BYM发酵的有机质肥料,如高级粒状肥、BYM粒状全元肥、磷酸粒状肥、鸡粪类粒状肥、有机质发酵液肥等;为提高农作物品质而进行叶面喷洒叶面肥。在养殖业上,主要是配成各种类型的营养液和饲料添加剂。2.2 日本植物病原菌保鲜技术日本磐亚株式会社首先在北京成立了磐亚株式会社北京事务所,并编译出版了《岛本微生物农业应用法》一书,作为我国推销酵素菌中唯一比较完整的科技资料。1994年,山东省潍坊市率先从日本引进酵素菌及酵素肥料、饲料等产品生产技术。1998年,中国海外农业发展总公司从日本引进酵素菌原菌及生产酵素菌和饲料添加剂技术,并成为日本磐亚株式会社的中国独家总代理。

此后,山东、河北、辽宁、黑龙江、贵州、浙江和江苏等19个省陆续从日本引进酵素菌原菌及菌肥生产技术,对多种作物进行了试验示范。目前,日本磐亚株式会社在华的各省(市)酵素菌独家总代理,从日本进口酵素菌原菌(一级菌),用它生产酵素菌扩大菌(二级菌),各厂家购买酵素菌扩大菌生产各种有机质发酵肥料、发酵饲料和饲料添加剂等,现已大面积地应用于种植业和养殖业。3 采用酶菌技术3.1 增施生物酶肥,提高微生物和理化性状我国种植业由于多少年来使用化肥和农药,导致土壤板结、通透性差、土壤养份流失、地力下降、病虫害猖獗,尤为严重的是化肥和药物残留影响着人们的健康和农产品的出口。酵素菌技术的应用为解决这些问题带来了希望。在主要的粮食作物方面,王显权等试验表明,中等含量的酵素菌有机肥完全可以替代其他商品化肥使玉米获取高产。宛彩云研究结果表明,酵素菌生物有机肥与化肥配施可显著促进玉米植株的生长,提高产量,同时,亦可改善籽粒营养品质,尤其可显著增加玉米蛋白质和脂肪含量。黄涛等发现应用酵素菌肥的有机稻米部分品质参数低于常规稻米,但是重要的品质参数都有不同程度提高。刘志权等研究发现酵素菌在水稻上施用肥效明显,对水稻的生长发育有促进作用。

在蔬菜方面,施用酵素菌生物有机肥可促进辣椒根对营养元素的吸收,促进辣椒的健康生长,提高果实的蛋白质和VC含量,改善辣椒果实的品质,增加单位面积产量,酵素菌有机肥作为基肥可以明显促进辣椒茎粗、单株结果数、单果重和果实横径。酵素菌有机肥还能够促进胡萝卜肉质根长、肉质根横径和单根重的增长,提高产量,有研究显示萝卜施用微生物酵素菌肥后,萝卜块根产量与施用化肥产量处在同一显著水平,酵素菌对萝卜块根品质有明显提高,但对胡萝卜肉质根的裂根率和分叉率影响不大。施用酵素菌肥或酵素菌肥与化肥配施均能显著提高番茄的产量,其中以化肥与酵素菌肥配施的处理最为显著,酵素菌肥还可显著提高番茄的可溶性固形物。刁亚娟研究发现酵素菌肥对番茄有显著的促进生长作用,对其发育有一定的影响,提高了产量和品质并显著提高了土壤养分含量。施用酵素菌生物肥也对芥菜有明显的增产效果。王青凤等发现在15~45 t/hm2施肥范围内,随酵素菌施用量的增加,芹菜产量线性增加,VC含量略下降,可溶性糖含量显著增加,芹菜内硝态氮含量显著升高。在水果方面,酵素菌肥能改善果树树体营养,提高果实产量和质量。李艳萍等研究发现施用酵素有机肥的处理能够显著提高桃果实产量,增加可溶性固形物含量,降低VC含量,增加着色指数,降低贮藏中烂果率。

施用酵素菌肥或酵素菌肥配施化肥均能促进西瓜的生长发育,提高产量,其中以酵素菌肥配施化肥的处理效果最好,同时,酵素菌肥还可显著提高西瓜的可溶性固形物含量,改善西瓜品质。蔡艳华等研究表明施用酵素菌肥既可增加草莓产量又可改善草莓品质。酵素菌堆肥能够减少化肥的使用,是发展无公害农产品生产的最佳肥料。孙治强等研究发现,酵素菌堆制基质培育的番茄幼苗根冠比要大于EM菌。张书华等发现比起用油菜秸秆直接还田、化学催腐剂还田,酵素菌堆肥腐烂最快,还田效果最好,水稻增产7.0%。刘丽生等研究发现酵素菌堆肥与配方化肥对半混施比单施配方化肥的农作物产量要高。张福元等以玉米秸秆为原料,发现采用酵素菌发酵培养料与二次发酵料相比,有益微生物数量增加、营养成分得到改善、培养料质量获得优化,促使双孢蘑菇的菌丝生长加快,菇体产量和质量提高。董志德等试验表明RW酵素剂较适合用作凤眼莲原料腐熟剂。王旭等发现添加酵素菌堆制基质栽培黄瓜的效果优于不添加。另外,酵素菌堆肥能够有效地改善土壤理化性状,增强土壤的通透性和保水保肥能力。邹金环等的试验结果表明,施用酵素菌肥能使土壤形成合理的微生物群落,改善土壤理化性状,提高直轮潮土脱直、抑盐能力。

马保国的大蒜施用酵素菌肥效应试验表明,施用酵素菌肥能提高大蒜产量和品质,能使土壤形成合理的微生物群落,改善土壤理化性状,提高土壤肥力。王继红等发现酵素菌肥在改善栽参土壤生态环境方面具有积极作用。保护地番茄施用醉素菌堆肥试验表明,施用酵素菌堆肥可以明显改善作物的生长发育状况,而且解决了保护地连作重茬和大量施用化肥造成的病害加重、土壤盐渍化、肥力下降等影响作物生长发育的技术性难题。3.2 活性炭酶在养猪饲料中的应用近几年的试验结果表明,在畜禽生产中应用酵素菌添加剂,可显著提高畜禽的生产性能,使得畜禽类消化能力变强,免疫力明显增强,不易生病,肉质好,产仔率和产蛋率高,并能预防疾病和减轻粪便臭味污染。潍坊种鸡场用酵素菌饲料添加剂喂养,产蛋率与总蛋重均有显著提高,耗料量下降;高密市瑞发养殖总场肉鸡场,与常规饲料喂养相比,用酵素菌饲料添加剂喂养的鸡重量显著增加,发病率明显降低。李馨等在鸡日粮中添加酵素菌,其产蛋率、蛋重、饲料利用率及经济效益等指标均比其他组好,且鸡的食欲增加,蛋黄及蛋壳颜色加深,受精率与其他组相比差异也达到了显著水平。贾桂才等的研究表明,肉仔鸡饲料中添加酵素菌可提高肉仔鸡成活率与重量。

冯国华等对肉鸡研究表明,饲喂酵素菌组比添加抗生素组粪便含水量下降。李群等发现用酵素菌防治鸡腹泻,不仅效果显著、使用方便,而且还能增产提质、减少鸡粪臭味和改善环境卫生。饲粮中添加酵素菌制剂可提高肉仔鸡的生产性能,对减少臭气化合物的排放量具有显著的正面效应。酵素菌猪饲料添加剂生产简单,使用方便,用后猪增重快,并对防治腹泻以及减轻粪便臭味有显著的效果。铃木养猪场食用酵素菌添加剂的猪不仅不生病,而且产仔多。周永学等试验结果表明,在肥育猪饲粮中添加酵素菌添加剂可明显提高猪的生产性能,改善健康状况,减轻环境污染,增加养猪经济效益。香坊农场使用酵素饲料增效剂,提高产奶量,奶牛采食量增加,粪便中过料现象明显减少,特别对有应激反应的奶牛有明显恢复增奶的作用。赵启文等发现西宁地区牛羊屠宰厂废弃物中营养元素多、有机质含量高,添加酵素菌可以缩短发酵时间,减少养分损失。酵素菌生物有机鱼肥是根据我国水体理化性质及生态学特点,采用现代生物发酵工程技术,以多功能酵素菌为核心,以优质有机质为载体,复配适量无机养分和营养蛋白,形成的一种高效生物鱼用肥料。酵素菌能促进水体中优良微藻、有益细菌及浮游动物增长,具有改良水质,净化水体,平衡藻相、菌相,抑制有害菌、病原微生物生长的作用,鱼肥中各种养分配比合理,可均衡养殖动物营养,提高水产品品质,实现健康生态养殖。

杨涛等发现与使用化肥相比,酵素菌生物有机鱼肥能显著加快水体浮游生物的繁殖速度,改善水质,抑制病害,提高鱼产品产量和品质,肥饵兼用,综合效益高。杨建设等进行了施用酵素菌对南美白对虾水质综合调控影响的研究,结果表明施用酵素菌可以很好的调控南美白对虾养殖水体中的p H值、DO、亚硝酸盐氮、氨氮、COD等效果,虾种生长速度增快,虾池水清亮。4 检测结果分析1.2栽培成本低近几年来,酵素菌技术在我国的应用取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益,但也存在不少问题。首先是不知道酵素菌的具体配方,中国海外农业发展总公司引进BYM技术时,日本磐亚株式会社未转让酵素菌原菌生产技术,也未告知24种益菌名称及其比例,各厂家均得从日本进口原菌再生产放大菌,进口原菌不仅价格昂贵,而且我们还受制于人,这几乎成了企业发展的一大瓶颈,也给肥料质检工作带来了很大的困难,因此,加快酵素菌原菌生产国产化进程,是我国推广应用酵素菌肥料及饲料中刻不容缓的任务。其次,酵素菌成本较高,价格昂贵,酵素菌肥料应用成本高于化肥和农家肥,也就是说酵素菌肥料完全替代化肥并不现实。而日本专家建议的施肥水平较高,施用量过大,投入过高,由于我国农业生产普遍落后于日本,为粗放式经营,该技术体系并不一定完全适合我国农业生产习惯。

酵素菌技术作为一项高新技术,要求较高的种植水平和较强的接受新事物的能力,生产成本也较高,且农业生产有周期长的特点,要让人们接受酵素菌技术,还有许多工作要做。再次,酵素菌肥料虽具有养分齐全、能提高农作物产品质量、用地养地相结合等优点,但其菌肥配方单一,针对性不强,如果给多种作物使用,很难满足各种作物不同的需肥规律和特点,而且使用酵素菌的用量大,追肥次数多,造成一些营养元素过剩,而另一些营养元素不足。最后,酵素菌技术生产的菌肥速效养分含量偏低,生产工艺本身有许多不确定性,酵素菌虽然能很好地完成发酵使命、菌群种类较多,但发酵后菌的数量、酶活性迅速降低。而且其作为生活物质,对气候、温度、湿度及原材料等依赖程度很大,有研究结果显示酵素菌有机质发酵肥料在大棚内比在露地的效果好、在粘土地比在沙土地的效果好等,可能是由于菌群需要较高的温度和湿度。有部分报告夸大酵素菌的作用,有关日本方面所公布的酵素菌具有防治农作物10种病害和12种害虫的作用,生产实践结果表明,在农作物病虫害发生较重的情况下,仅靠使用酵素叶面肥尚不能控制病虫危害,必须用农药防治。5 检测发酵技术的应用前景与展望目前,国内化肥年用量约为9 700万t,有机肥年用量约460万t,化肥施用量过高所导致的环境及食品污染问题也日趋严重,而近年来,随着饲料的不断涨价,养殖病害逐年加重,许多养殖户压力加大。

酵素菌技术本身作为一项高科技农业微生物有机肥料生产技术,已在世界20多个国家和地区广泛应用于种植、养殖、环保、人体保健和遗传学等领域,我国自1994年开始从日本引进这种高新技术,从应用效果看,开发酵素菌技术是解决上述问题的一项有效措施,它的推广应用,能带来可观的生态效益和经济效益,有巨大的应用价值和极其广阔的应用前景。相信随着人们对环保意识的加强及对健康的高要求,酵素菌肥料的使用量将会越来越大。对于酵素菌技术在我国的推广应用中存在的问题,有以下几点建议:首先,需要尽快引进原菌生产技术,加快酵素菌企业发展步伐、拓展企业发展空间,给各地生产、检测酵素菌肥质量提供依据。与此同时,有关部门及各生产厂家应尽快制定菌肥生产标准,加强质量检测,以保证菌肥质量。其次,降低酵素菌的生产成本,提高其经济效益。应根据我国农业生产的实际情况来酌量施用,例如与化肥配合施用,依靠酵素菌肥料的特性提高化肥的肥效及作物产量和质量;将酵素菌技术优先应用于大棚蔬菜、水果、花卉等高产高值作物上,也可应用于土传病害发生较重的区域或作物上,做到物尽其用。再次,在引进应用日本酵素菌肥技术的基础上,应积极研制各种作物的专用肥,使其针对性更强,施肥更科学合理,减少营养元素的浪费,提高肥效、降低成本,最大程度的发挥酵素菌技术的优势。

最后,深入开发酵素菌的潜能,除了现研究较多的酵素菌在肥料和饲料方面的作用,加强基础研究,在了解原菌特性的基础上探讨其在其他领域的潜在价值,开发功能性酵素菌。例如,开发环保方面的功能性酵素菌,利用其发酵能力去除废弃物异味、降解有毒有害物质,从而达到废弃物资源化与无害化利用、改善环境的作用;研究其对作物病害的防治作用,研制出同时具有拮抗病原菌和促生作用的功能性酵素菌,与培肥地力为主的有机肥相结合,有效缓解设施栽培条件下土壤连作障碍、病害发生严重等问题。总之,我国引进酵素菌技术的时间还不长,应在推广应用的过程中不断总结经验教训,根据我国的国情和农业生产实际情况不断改进和创新该技术,使其在我国农业增产、农民增收和农业产业结构调整中发挥更大的作用。