EM菌群与土壤改良和修复

李维炯



EM菌群与土壤改良和修复

李维炯

农作物的健康生长与产品数量、质量的提高除受气候条件影响外，主要取决于其生长的土壤环境的好坏，包括物理环境、化学环境和生物环境。三大环境间相互作用和影响所构成的复杂的有机整体即所形成的土壤肥力，是构成土壤—植物生态系统的物质基础。从1992开始，我国用了大约10年时间对从日本引进的EM复合微生物菌肥进行了分析研究，结果表明：EM菌肥和用EM制作生物有机肥（益恩木）配合使用，能有效改善土壤理化生物性状，提高土壤肥力，为作物生长和产量提高奠定良好的物质基础，也为土壤改良和修复提供可靠技术。

1　改善土壤理化性状

EM菌肥和用EM菌制作的生物有机肥配合施用，能明显改良土壤物理和化学性状，主要包括：

1）调节土壤酸碱性。酸碱性是土壤的重要化学性质，对土壤微生物活性、矿物质和有机质分解、养分元素释放与迁移起着重要作用，土壤酸性强或碱性强都会对作物生长产生不利影响。在长期施用化肥的情况下，土壤正在朝着碱化或者酸化方向发展，质量日趋下降。而生物有机肥的施用，有效抑制了这一趋势的发展。

试验表明，在偏碱性（pH值7.99）盐化潮褐土上施用生物有机肥后，0～20 cm和20～40 cm土层的pH值，比施化肥的分别降低0.04～0.11，降幅0.5%～1.48%；在粮—菜轮作的同类土壤上试验1年后，土壤pH值由试验前的7.74下降到7.54，降低2.25%。

2）土壤容重降低、总孔隙度增加，通透性和蓄水保墒能力增强。土壤容重是衡量土壤疏松度的指标。一般对同一质地的土壤来说，容重越小（不低于1.14），土质越疏松，土壤结构性越好。土壤孔隙是土壤中固相部分以外的空间，由水、气占据。孔隙状况影响土壤水、气含量，影响土壤养分的有效性和保水保肥能力，还影响土壤的增温和稳温能力，对土壤肥力影响很大。在长期大量使用化肥的情况下，土壤容重不断增大，总孔隙度越来越小，土壤板结，严重影响蓄水保墒能力和作物根系生长。

试验结果表明，在0～10 cm土层中，用EM生物有机肥处理的土壤容重比施传统有机肥和化肥的都低，比施用化肥的降低0.127～0.128 g/cm3，降幅8.7%～8.77%。而在20～40 cm土层中，用EM生物有机肥处理的土壤容重降低0.028～0.047 g/cm3，降幅1.92%～3.2%。

用EM生物有机肥处理的土壤，0～20 cm土层的土壤孔隙度增加4.78～4.82个百分点，增幅 10.63%～10.72%；20～40 cm土层的土壤孔隙度增加1.06～1.78个百分点，增幅2.36%～3.96%。

3）土壤阳离子交换量明显增加，保肥供肥能力增强。土壤阳离子交换量与土壤保肥供肥能力、土壤理化性状有密切关系，是土壤肥力的重要指标。试验结果表明，施用EM生物有机肥的土壤，0～20 cm土层中的阳离子交换量比施用传统有机肥和化肥的普遍增加，比化肥增加1.648～2.705 cmol/kg，增幅 12.67%～20.79%；20～40 cm土层增加1.788～2.617 cmol/kg，增幅16.13%～23.61%。

土壤有机质是土壤产生交换吸附的主要物质基础，是土壤最有效的阳离子交换体。施用有机肥是提高土壤阳离子交换量的重要措施，而生物有机肥中含有大量有益菌，它们分解繁殖对土壤腐殖质的增加起着促进作用，从而使土壤阳离子交换量增加更为明显。此外，试验还表明：施用EM生物有机肥对改善土壤水分含量、提高土壤温度和降低土壤盐分含量，改善作物生长的其他理化环境也有明显效果。

2　提高土壤生物活性

2.1对土壤微生物的影响土壤微生物是土壤重要组成成分，是土壤生态系统的分解者和还原者，参与土壤有机质分解、腐殖质合成、养分转化，是土壤与作物之间物质循环和能量交换的承担者，是衡量土壤肥力高低的重要指标。长期以来，由于化肥和农药的大量使用，土壤中的有益微生物不断减少，有害微生物不断积累，导致土传病害越来越重。多年实践证明，增加生物肥料尤其是生物有机肥料，可有效增加土壤微生物数量，提高其活性，对土壤有机质分解、腐殖质合成、养分转化和土壤结构改良有重要作用。同时，还能抑制有害微生物生长繁殖，减少土传病害发生。

1）对土壤真菌数量的影响。真菌是土壤常见微生物之一，在土壤有机物分解、养分转化和腐殖质合成，以及团聚体稳定性方面起着关键作用，是土壤质量的重要微生物指标。生物有机肥在经过EM菌发酵的过程中，会产生大量有机酸，非常适合土壤真菌繁殖，使真菌数量显著增加。试验结果表明，在整个作物生育期进行检测，施用EM生物有机肥的土壤真菌数量平均为14×107个/g新鲜土，比施传统有机肥和化肥的都多，比施用化肥的（平均7.1×107个/g新鲜土）增加更为明显，增幅高达97.18%。

2）对土壤细菌的影响。土壤细菌一般占土壤微生物数量的70%～90%。细菌个体小、代谢强、繁殖快、比表面积大，是土壤中最活跃的生物因素。其中，除少部分致病菌外，大多数在养分分解转化、有机质合成、土壤水体中农药和除草剂的降解、抑制病原菌生长繁殖等方面发挥着重要作用，是土壤质量的重要微生物指标。施用EM生物有机肥能有效提高土壤中细菌的含量，在整个作物生育期，施用生物有机肥的土壤细菌平均数量为9.78×107个/g新鲜土，比施用传统有机肥和化肥的都高，比施用化肥的（4.98×107个/g新鲜土）增加显著，增幅高达96.39%。

3）对土壤放线菌的影响。土壤中的放线菌也是土壤中有机质合成与分解、养分转化的重要参与者，还可以抑制病原微生物生长。其含量一般肥土比瘦土多，农田土壤比森林土壤多。试验表明，施用EM生物有机肥的土壤放线菌平均数量为8.87×107个/g新鲜土，比施传统有机肥和化肥的都高，比施用化肥的（5.71×107个/g新鲜土）增加55.34个百分点。

2.2对土壤动物如螨虫、蚯蚓和线虫等的影响土壤动物是土壤物质循环的积极参与者。它们一方面积极同化各种有用物质以建造自身，另一方面又将其排泄物归还到土壤中不断改造土壤，更加促进了微生物的扩散和繁殖，有利于土壤复杂腐殖质和团粒结构的形成，增强了土壤的通透性，对土壤理化生物性状改良有着不可或缺的作用。

研究表明，与施用化肥相比，施用EM微生物菌肥和生物有机肥，可有效促进土壤中螨虫、蚯蚓等有益动物的生长繁殖，促使其数量增加。如施用EM生物有机肥的土壤螨虫数量（15.6 个/100 g干土）比施用化肥的（6个/100 g干土）增加了160%；施用EM生物有机肥的土壤蚯蚓数量（588.5条/m3）比施用化肥的（180条/m3）增加了226.9%。同时，还增强了土壤动物对土壤生态系统的作用功能，提高了土壤生物活性。

试验结果还表明，由于有益微生物EM菌的投入，土壤线虫有逐渐减少的趋势，作物整个生育期的土壤线虫平均数，施用EM生物有机肥的为228条/100 g干土，而施用化肥的为282 条/100 g干土，降低19.15%。这说明，有益微生物能抑制土壤线虫的生长繁殖，减少作物根部病害发生，对控制土传病害和连作障碍有积极作用。

3　提高土壤肥力水平

土壤肥力是土壤的基本属性，是作物生长的物质基础。土壤肥力一般包括两大部分，一是土壤固有的自然肥力，一是人为添加到土壤中的物质和能量。在现代农业生产中，后者往往是保持土壤稳产高产的必要措施。长期广泛的研究表明，EM生物有机肥和菌肥合理搭配，是提高土壤肥力的有效手段之一。

3.1提高土壤有机质含量有机质是土壤重要组成部分，是土壤的“肌肉”。土壤有机质是土壤肥沃程度的重要指标。长期以来，由于过量投入化学肥料而不重视有机肥料，我国农田土壤有机质含量逐年下降并已达到了一个危险的低水平，土壤板结、通透性差、生物活性低、保水保肥能力弱、水土流失严重等问题普遍发生，严重影响土壤环境改善，影响作物产量的进一步提高。因此，保持和提高土壤有机质含量是增产增效的关键措施之一。

施用EM生物有机肥能明显提高土壤有机质含量，提高土壤肥力。施用生物有机肥的土壤有机质含量在整个小麦生育期的平均值为1.86%，比施用化肥的1.124%增加了0.736个百分点，增幅65.48%；而在整个玉米生育期的平均值为1.936%，比施用化肥的1.17%增加了0.766个百分点，增幅65.47%。

试验还表明，施用EM生物有机肥的土壤有机质含量，随施用时间的推移在不断增加，经3年连续试验，由原来的 1.763%提高到1.851%；而施用化肥的却在不断降低，由原来的1.168%下降到1.132%。

3.2提高土壤养分总量和养分有效性长期施用EM生物有机肥，能明显提高土壤保水保肥能力，有利于土壤养分转化和累积，土壤氮、磷、钾养分总含量一般比施用化肥的提高10%～20%；土壤有效养分也比施用化肥的高，碱解氮平均含量高19.1%～47.6%，速效磷平均含量高92.3%～238.6%，速效钾平均含量高 53.3%～128.5%。

4　提高农产品产量品质

坚持施用EM生物有机肥5年以上，冬小麦亩产由413.5 kg提高到454.5 kg，提高了9.92%；玉米亩产由496.2 kg提高到730 kg，提高了47.11%。双季亩产达到1 184.5 kg，实现了超吨粮田。而施用化肥的冬小麦和玉米的双季亩产只有868.4 kg，显著低于施用有机肥的产量。经农业部绿色食品检测中心检测，施用EM菌肥的冬小麦和玉米的产品品质，各项指标均符合绿色食品国家标准。

5　小结

通过上述研究分析，我们认为EM有效微生物菌剂及其发酵生产出的生物有机肥配合施用，能够有效改善土壤的物理、化学、生物性状，提高土壤肥力，逐步消除或避免长期施用化肥带来的不良影响，为作物生长提供优良的土壤环境，生产出高产优质的农产品。这在今天，有着更加重要的意义。

长期以来化肥、农药的大量、无节制使用，使我国农田土壤的污染已经到了十分严重而不得不引起广泛注意的程度。这次“两会”上，代表们强烈呼吁尽快制定 《土壤污染防治条例》（土十条），表明目前土壤污染问题已成为继大气污染、水污染之后，急需解决的重大环境问题。而采用微生物修复是土壤改良与土壤生态修复的重要技术手段，具有投入费用低、环境影响小、可高效处理各种微生物、应用范围广、处理形式多样等诸多优点。

我们相信，EM复合微生物菌剂和由它派生出的益恩木生物有机肥相结合，一定会在土壤改良修复方面做出应有贡献，为我国绿色农业发展和安全农产品生产发挥不可或缺的重要作用。

李维炯，中国农业大学资源与环境学院，邮编100094（北京）。

2016-03-19