如今市面上开始出现含有效微生物（EM，Effective Microorganisms）的生物肥料。广告宣传中描述得天花乱坠，但我还是秉持着怀疑的态度去深入了解了一番……
有效微生物很有意思，因为理论上它们可以帮助植物吸收营养物质和氮元素。有效微生物制剂中的光合细菌和酵母可加速有机物分解，避免真菌和病原微生物占据优势。对于不习惯于在花盆中生长的草本植物，尤其是从种子培育的植物，这些问题尤为突出。
我们的土壤中缺乏适合地中海植物的“原生”细菌，而且通常用过的大棚土壤或泥炭并不能提供令人满意的效果。这可能是导致窗台菜园频繁失败的原因之一。然而，生物肥料中的微生物是否具有普遍适用性？罐装和包装中的这些生物体是否真的“活着”？问题远多于答案，因此让我们尝试弄清什么是有效微生物以及它们的科学依据。
100年前的有效微生物
开发生物肥料的基因改造细菌的负责人比嘉照夫（日本）提到，数个世纪以来，人们都在使用浓缩的堆肥混合物。他的祖母曾使用这样的配方：森林土壤、风干碎牛粪、干鱼粉、甘蔗糖浆、糙米碎片和米糠、水。将此混合物浸泡后，可用于提高作物质量并预防植物病害。
哪些微生物被认为是有效的？
在商业上，有效微生物通常是由分布在各种环境中的常见种类的微生物组成的混合物。它们的主要成分包括：
- 乳酸菌：存在于细菌表面、土壤、泡菜、青贮饲料和乳制品中。例如，乳酸菌Casei。
- 光合细菌：通过吸收阳光获取能量，分布于各种环境中。
- 酵母：存在于浆果、水果表皮、作物生长环境、土壤和昆虫身上。
- 其他在自然环境中生存的微生物。
生物肥料中的活性微生物需要与植物根系形成共生关系。这些细菌和酵母能够将复杂的有机物分解为简单的化合物，从而被植物轻松吸收。理论上，有效微生物可减少氮与磷的使用量25%。生产商还声称，与矿物肥料相比，EM的生产成本显著更低。不过，我对此持保留态度，因为保持无菌的实验室条件和聘用微生物学专家应当比传统硝酸铵生产工厂花费更多。
有关有效微生物的科学研究
关于有效微生物的假设在20世纪80年代得到了推广，并取得了巨大的商业成功（至今仍是一个庞大的产业）。但到了1994年，有效微生物的开发者比嘉照夫承认，“可控研究中，往往未能证明有效微生物的积极效果，其效应也难以重复”。
独立研究对有效微生物的概念提出了质疑，因为大多数研究结果表明，含有微生物的对照混合物对植物病害、植物生长或土壤肥力都没有明显作用。以下提供了其中一项 研究 的链接。
2003年至2006年，瑞士苏黎世大学进行了大量关于EM的研究。结果表明，有效微生物对作物产量或土壤微生物群没有任何影响。在有机农业中，中期（3年）内，EM无法提高产量或改善土壤质量。( 1 , 2 )
2010年，德国环保部发起了 一项研究 ，研究结果显示，EM的效果不比泡菜汁更显著。
2013年对数百篇论文和关于有效微生物的研究进行了 荟萃分析 。数据显示，70%的发表文章表明有效微生物有积极作用，而30%的文章未检测到相关影响。值得注意的是，仅有少数研究是由独立实验室开展的，没有接受生物肥料制造商的资助。 1993年至2013年间，长期使用EM的积极效果在中国农业大学进行了研究，并 发表 了相关结果。
在荷兰的一项研究中，除了其他方面外，对使用有效微生物（EM）后的土壤微生物群DNA进行了分析。结果发现，大多数随肥料引入的菌株未能定植于土壤中，也就是说，这些微生物根本无法适应新的环境。而他们发现的菌群仍然是施肥前就已存在于土壤中的菌种——微生物群的不同程度"在统计学上并不显著"。报告的结尾（您可以自行通过 链接 查看，我将尽可能精准地翻译），实验者总结道：“不推荐使用EM。此外，有必要向农民和整个社会宣传信息媒体中关于这种技术的内容，并进行批判性教育。政府可能需要介入以帮助农民了解研究结果。”
有效微生物的生产
基于EM技术的产品种类繁多，尤其是在发展中国家。然而，仅少数研发者会设法提供独立证据来证明其产品的有效性。同时，这项技术的创始人比嘉照夫（Teruo Higa）至今依然从全球范围内的专利中获得收益，无论这些制剂的质量如何。这简直是个完美的商业模式！
要生产出高质量的有效微生物制剂是一项非常复杂的任务，需要无菌实验室、资深的微生物专家以及高昂的设备成本。这一过程类似于药品的研发。目标菌需要在不同的培养基质中生长，而且必须是在严格洁净的条件下培养。营养基质——载体需要彻底灭菌，而向载体中接种EM也必须在隔绝污染的环境下进行。只要其中任何一个环节受到污染，则EM制剂会被不需要的微生物侵染，因为这些微生物同样会利用这些营养载体环境。对于非食品类产品的质量监控通常是难以令人信服的。
在那些农业部门十分发达的国家，例如日本（作为EM技术的诞生地），关于微生物制剂的规范要求非常严格，使得在其市场上只有极少数此类产品（1-2种注册混合物，通常是用于清理水体的细菌，而不是用于提高作物产量）。在法规较宽松的国家中，没有毒理学研究和田间试验的大量EM产品则得以进入市场。
为什么EM制剂这么受欢迎？
尽管研究结果以及总体上对微生物制剂的失望态度并不支持它们的有效性，农民依然在使用这些产品，为什么会这样？这很像是医学领域的顺势疗法（历史上最大的骗局之一）——“对我有效啊！”植物微生物组的理论基础确实非常坚实，且从理论上来看，一切都没问题。植物与微生物之间的共生关系是存在的，大自然中也确实存在不同微生物组之间的竞争与自然选择。EM制剂本身并不违背科学。然而，实际上向土壤中额外添加这么多剂量却并不有效。
另一个农民坚信EM产品有效的可能原因：那些更关注自己作物健康的农民往往更注重细节，同时会使用多种肥料和补充剂。而对于这样勤快的人来说，看上去“什么方法都有效”。这其实是我们感知中一种“认知偏差”，这个话题值得在《阳台农业》的主题之外单独撰文讨论。
以上讨论主要针对田间条件。数公顷的种植地并不是“真空中的球形马”，农田本身就是一个复杂的生物圈，受数百个因素的影响。在花盆栽培条件下情况可能与田间有所不同，或者也可能不会？种子表面通常自带原生微生物群，一旦进入土壤后这些微生物会自行繁殖。如果在合适的湿度和光照条件下，加之及时施用腐殖质（如蚯蚓堆肥）和矿物肥料，不使用价格昂贵的“宇宙味”EM1（$5）也能取得良好的种植效果。例外的情况可能是完全无菌的土壤，例如经过高温处理以消毒的土壤。这一点在 土壤消毒 及 种植移栽前的准备 中有提及。
