李維炯

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EM菌群與土壤改良和修復(fù)

李維炯

農(nóng)作物的健康生長與產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量的提高除受氣候條件影響外，主要取決于其生長的土壤環(huán)境的好壞，包括物理環(huán)境、化學環(huán)境和生物環(huán)境。三大環(huán)境間相互作用和影響所構(gòu)成的復(fù)雜的有機整體即所形成的土壤肥力，是構(gòu)成土壤—植物生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。從1992開始，我國用了大約10年時間對從日本引進的EM復(fù)合微生物菌肥進行了分析研究，結(jié)果表明：EM菌肥和用EM制作生物有機肥（益恩木）配合使用，能有效改善土壤理化生物性狀，提高土壤肥力，為作物生長和產(chǎn)量提高奠定良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，也為土壤改良和修復(fù)提供可靠技術(shù)。

1　改善土壤理化性狀

EM菌肥和用EM菌制作的生物有機肥配合施用，能明顯改良土壤物理和化學性狀，主要包括：

1）調(diào)節(jié)土壤酸堿性。酸堿性是土壤的重要化學性質(zhì)，對土壤微生物活性、礦物質(zhì)和有機質(zhì)分解、養(yǎng)分元素釋放與遷移起著重要作用，土壤酸性強或堿性強都會對作物生長產(chǎn)生不利影響。在長期施用化肥的情況下，土壤正在朝著堿化或者酸化方向發(fā)展，質(zhì)量日趨下降。而生物有機肥的施用，有效抑制了這一趨勢的發(fā)展。

試驗表明，在偏堿性（pH值7.99）鹽化潮褐土上施用生物有機肥后，0～20 cm和20～40 cm土層的pH值，比施化肥的分別降低0.04～0.11，降幅0.5%～1.48%；在糧—菜輪作的同類土壤上試驗1年后，土壤pH值由試驗前的7.74下降到7.54，降低2.25%。

2）土壤容重降低、總孔隙度增加，通透性和蓄水保墑能力增強。土壤容重是衡量土壤疏松度的指標。一般對同一質(zhì)地的土壤來說，容重越?。ú坏陀?.14），土質(zhì)越疏松，土壤結(jié)構(gòu)性越好。土壤孔隙是土壤中固相部分以外的空間，由水、氣占據(jù)?？紫稜顩r影響土壤水、氣含量，影響土壤養(yǎng)分的有效性和保水保肥能力，還影響土壤的增溫和穩(wěn)溫能力，對土壤肥力影響很大。在長期大量使用化肥的情況下，土壤容重不斷增大，總孔隙度越來越小，土壤板結(jié)，嚴重影響蓄水保墑能力和作物根系生長。

試驗結(jié)果表明，在0～10 cm土層中，用EM生物有機肥處理的土壤容重比施傳統(tǒng)有機肥和化肥的都低，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土層中，用EM生物有機肥處理的土壤容重降低0.028～0.047 g/cm3，降幅1.92%～3.2%。

用EM生物有機肥處理的土壤，0～20 cm土層的土壤孔隙度增加4.78～4.82個百分點，增幅 10.63%～10.72%；20～40 cm土層的土壤孔隙度增加1.06～1.78個百分點，增幅2.36%～3.96%。

3）土壤陽離子交換量明顯增加，保肥供肥能力增強。土壤陽離子交換量與土壤保肥供肥能力、土壤理化性狀有密切關(guān)系，是土壤肥力的重要指標。試驗結(jié)果表明，施用EM生物有機肥的土壤，0～20 cm土層中的陽離子交換量比施用傳統(tǒng)有機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土層增加1.788～2.617 cmol/kg，增幅16.13%～23.61%。

土壤有機質(zhì)是土壤產(chǎn)生交換吸附的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤最有效的陽離子交換體。施用有機肥是提高土壤陽離子交換量的重要措施，而生物有機肥中含有大量有益菌，它們分解繁殖對土壤腐殖質(zhì)的增加起著促進作用，從而使土壤陽離子交換量增加更為明顯。此外，試驗還表明：施用EM生物有機肥對改善土壤水分含量、提高土壤溫度和降低土壤鹽分含量，改善作物生長的其他理化環(huán)境也有明顯效果。

2　提高土壤生物活性

2.1對土壤微生物的影響土壤微生物是土壤重要組成成分，是土壤生態(tài)系統(tǒng)的分解者和還原者，參與土壤有機質(zhì)分解、腐殖質(zhì)合成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，是土壤與作物之間物質(zhì)循環(huán)和能量交換的承擔者，是衡量土壤肥力高低的重要指標。長期以來，由于化肥和農(nóng)藥的大量使用，土壤中的有益微生物不斷減少，有害微生物不斷積累，導致土傳病害越來越重。多年實踐證明，增加生物肥料尤其是生物有機肥料，可有效增加土壤微生物數(shù)量，提高其活性，對土壤有機質(zhì)分解、腐殖質(zhì)合成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和土壤結(jié)構(gòu)改良有重要作用。同時，還能抑制有害微生物生長繁殖，減少土傳病害發(fā)生。

1）對土壤真菌數(shù)量的影響。真菌是土壤常見微生物之一，在土壤有機物分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和腐殖質(zhì)合成，以及團聚體穩(wěn)定性方面起著關(guān)鍵作用，是土壤質(zhì)量的重要微生物指標。生物有機肥在經(jīng)過EM菌發(fā)酵的過程中，會產(chǎn)生大量有機酸，非常適合土壤真菌繁殖，使真菌數(shù)量顯著增加。試驗結(jié)果表明，在整個作物生育期進行檢測，施用EM生物有機肥的土壤真菌數(shù)量平均為14×107個/g新鮮土，比施傳統(tǒng)有機肥和化肥的都多，比施用化肥的（平均7.1×107個/g新鮮土）增加更為明顯，增幅高達97.18%。

2）對土壤細菌的影響。土壤細菌一般占土壤微生物數(shù)量的70%～90%。細菌個體小、代謝強、繁殖快、比表面積大，是土壤中最活躍的生物因素。其中，除少部分致病菌外，大多數(shù)在養(yǎng)分分解轉(zhuǎn)化、有機質(zhì)合成、土壤水體中農(nóng)藥和除草劑的降解、抑制病原菌生長繁殖等方面發(fā)揮著重要作用，是土壤質(zhì)量的重要微生物指標。施用EM生物有機肥能有效提高土壤中細菌的含量，在整個作物生育期，施用生物有機肥的土壤細菌平均數(shù)量為9.78×107個/g新鮮土，比施用傳統(tǒng)有機肥和化肥的都高，比施用化肥的（4.98×107個/g新鮮土）增加顯著，增幅高達96.39%。

3）對土壤放線菌的影響。土壤中的放線菌也是土壤中有機質(zhì)合成與分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的重要參與者，還可以抑制病原微生物生長。其含量一般肥土比瘦土多，農(nóng)田土壤比森林土壤多。試驗表明，施用EM生物有機肥的土壤放線菌平均數(shù)量為8.87×107個/g新鮮土，比施傳統(tǒng)有機肥和化肥的都高，比施用化肥的（5.71×107個/g新鮮土）增加55.34個百分點。

2.2對土壤動物如螨蟲、蚯蚓和線蟲等的影響土壤動物是土壤物質(zhì)循環(huán)的積極參與者。它們一方面積極同化各種有用物質(zhì)以建造自身，另一方面又將其排泄物歸還到土壤中不斷改造土壤，更加促進了微生物的擴散和繁殖，有利于土壤復(fù)雜腐殖質(zhì)和團粒結(jié)構(gòu)的形成，增強了土壤的通透性，對土壤理化生物性狀改良有著不可或缺的作用。

研究表明，與施用化肥相比，施用EM微生物菌肥和生物有機肥，可有效促進土壤中螨蟲、蚯蚓等有益動物的生長繁殖，促使其數(shù)量增加。如施用EM生物有機肥的土壤螨蟲數(shù)量（15.6 個/100 g干土）比施用化肥的（6個/100 g干土）增加了160%；施用EM生物有機肥的土壤蚯蚓數(shù)量（588.5條/m3）比施用化肥的（180條/m3）增加了226.9%。同時，還增強了土壤動物對土壤生態(tài)系統(tǒng)的作用功能，提高了土壤生物活性。

試驗結(jié)果還表明，由于有益微生物EM菌的投入，土壤線蟲有逐漸減少的趨勢，作物整個生育期的土壤線蟲平均數(shù)，施用EM生物有機肥的為228條/100 g干土，而施用化肥的為282 條/100 g干土，降低19.15%。這說明，有益微生物能抑制土壤線蟲的生長繁殖，減少作物根部病害發(fā)生，對控制土傳病害和連作障礙有積極作用。

3　提高土壤肥力水平

土壤肥力是土壤的基本屬性，是作物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤肥力一般包括兩大部分，一是土壤固有的自然肥力，一是人為添加到土壤中的物質(zhì)和能量。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，后者往往是保持土壤穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的必要措施。長期廣泛的研究表明，EM生物有機肥和菌肥合理搭配，是提高土壤肥力的有效手段之一。

3.1提高土壤有機質(zhì)含量有機質(zhì)是土壤重要組成部分，是土壤的“肌肉”。土壤有機質(zhì)是土壤肥沃程度的重要指標。長期以來，由于過量投入化學肥料而不重視有機肥料，我國農(nóng)田土壤有機質(zhì)含量逐年下降并已達到了一個危險的低水平，土壤板結(jié)、通透性差、生物活性低、保水保肥能力弱、水土流失嚴重等問題普遍發(fā)生，嚴重影響土壤環(huán)境改善，影響作物產(chǎn)量的進一步提高。因此，保持和提高土壤有機質(zhì)含量是增產(chǎn)增效的關(guān)鍵措施之一。

施用EM生物有機肥能明顯提高土壤有機質(zhì)含量，提高土壤肥力。施用生物有機肥的土壤有機質(zhì)含量在整個小麥生育期的平均值為1.86%，比施用化肥的1.124%增加了0.736個百分點，增幅65.48%；而在整個玉米生育期的平均值為1.936%，比施用化肥的1.17%增加了0.766個百分點，增幅65.47%。

試驗還表明，施用EM生物有機肥的土壤有機質(zhì)含量，隨施用時間的推移在不斷增加，經(jīng)3年連續(xù)試驗，由原來的 1.763%提高到1.851%；而施用化肥的卻在不斷降低，由原來的1.168%下降到1.132%。

3.2提高土壤養(yǎng)分總量和養(yǎng)分有效性長期施用EM生物有機肥，能明顯提高土壤保水保肥能力，有利于土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和累積，土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分總含量一般比施用化肥的提高10%～20%；土壤有效養(yǎng)分也比施用化肥的高，堿解氮平均含量高19.1%～47.6%，速效磷平均含量高92.3%～238.6%，速效鉀平均含量高 53.3%～128.5%。

4　提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量品質(zhì)

堅持施用EM生物有機肥5年以上，冬小麥畝產(chǎn)由413.5 kg提高到454.5 kg，提高了9.92%；玉米畝產(chǎn)由496.2 kg提高到730 kg，提高了47.11%。雙季畝產(chǎn)達到1 184.5 kg，實現(xiàn)了超噸糧田。而施用化肥的冬小麥和玉米的雙季畝產(chǎn)只有868.4 kg，顯著低于施用有機肥的產(chǎn)量。經(jīng)農(nóng)業(yè)部綠色食品檢測中心檢測，施用EM菌肥的冬小麥和玉米的產(chǎn)品品質(zhì)，各項指標均符合綠色食品國家標準。

5　小結(jié)

通過上述研究分析，我們認為EM有效微生物菌劑及其發(fā)酵生產(chǎn)出的生物有機肥配合施用，能夠有效改善土壤的物理、化學、生物性狀，提高土壤肥力，逐步消除或避免長期施用化肥帶來的不良影響，為作物生長提供優(yōu)良的土壤環(huán)境，生產(chǎn)出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。這在今天，有著更加重要的意義。

長期以來化肥、農(nóng)藥的大量、無節(jié)制使用，使我國農(nóng)田土壤的污染已經(jīng)到了十分嚴重而不得不引起廣泛注意的程度。這次“兩會”上，代表們強烈呼吁盡快制定 《土壤污染防治條例》（土十條），表明目前土壤污染問題已成為繼大氣污染、水污染之后，急需解決的重大環(huán)境問題。而采用微生物修復(fù)是土壤改良與土壤生態(tài)修復(fù)的重要技術(shù)手段，具有投入費用低、環(huán)境影響小、可高效處理各種微生物、應(yīng)用范圍廣、處理形式多樣等諸多優(yōu)點。

我們相信，EM復(fù)合微生物菌劑和由它派生出的益恩木生物有機肥相結(jié)合，一定會在土壤改良修復(fù)方面做出應(yīng)有貢獻，為我國綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展和安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)揮不可或缺的重要作用。

李維炯，中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，郵編100094（北京）。

2016-03-19