同样是番茄,差距能有多大?2025年,广东省农业科学院蔬菜研究所联合华南农业大学园艺学院发表的一项研究中,“金粉1515”番茄经过EM处理后,单株产量由0.47 kg增加到1.84 kg;另一个品种“金星1371”,则由0.89 kg增加到3.14 kg。与此同时,两个品种的单果质量、总产量也都出现了明显差异。 这样的数字足够醒目,但如果我们只记住“番茄增产了多少”,反而错过了这项研究最值得看的部分。因为研究人员没有停在果实上,他们继续往地下追,测了根际土壤中的氮、磷、钾,又通过16S rDNA测序去看根系周围的细菌群落。最后看到的,是一个比“用了EM,番茄长得更好”复杂得多的地下世界。
植物生长需要氮、磷、钾,这是种植中再熟悉不过的常识。但肥料施进土里,并不意味着包装袋上的养分数字都会原封不动地来到根系面前。养分进入土壤以后,还要经历溶解、吸附、固定、矿化和各种生物转化。植物最后能利用多少,与根际正在发生的化学和生物过程都有关系。

这项番茄研究里,EM处理以后,并不是所有土壤指标一起上升,变化最突出的两个指标是铵态氮和速效钾。“金粉1515”根际土壤中的铵态氮提高了68.90%,速效钾提高了78.30%;“金星1371”中,这两个指标分别提高36.80%和15.00%。
这就出现了第一个值得注意的地方:地面上,我们看到的是果实数量、单果质量和产量的改变;地下,植物根系真正接触的养分环境也在同时发生变化。但事情还没有结束,如果变化只是停留在“土壤里的氮和钾增加了”,这依然可以被理解成一个普通的肥力问题。研究人员继续往下看了一层。
提到微生物菌剂,人们很容易形成一种直观认识:往土壤里加入有益微生物,土里的“好菌”越来越多,微生物种类越来越丰富,于是植物长得越来越好。这套想象很直观,却不一定接近真实的土壤。

在这项番茄研究中,EM处理并没有表现出一个简单的“微生物越多、种类越丰富”的结果。研究真正观察到的,是细菌群落的结构和组成发生了变化。这一点很重要。一块土壤的微生态状态,并不是简单数一数里面有多少种菌就能判断。真正影响一个生态系统运行的,还包括哪些微生物占据优势,它们彼此之间形成怎样的关系,又共同参与了怎样的物质循环。
就像一支球队,决定比赛结果的从来不只是“球员数量”,而是谁在什么位置、怎样配合,以及整套体系最终怎样运转。而EM处理以后,根际里的这支“队伍”确实发生了变化。16S rDNA测序显示,EM处理提高了包括变形菌门、鞘氨醇单胞菌目和鞘氨醇单胞菌属在内的一些细菌类群的相对丰度。其中一个菌属尤其值得注意。
这个菌属叫鞘氨醇单胞菌属,Sphingomonas。在两个番茄品种中,EM处理组根际土壤里的Sphingomonas相对丰度都显著高于未施用EM的处理,而且研究进一步发现,它的相对丰度与番茄产量呈显著正相关。

这里不能把“正相关”直接写成“因果关系”。目前这项研究还不能证明Sphingomonas就是番茄增产的直接原因。但有一个事实已经非常有意思:研究人员投入的是EM,最终观察到发生变化的,却不仅仅是外部加入的微生物,而包括根际原本存在的细菌群落。
论文作者用了一个值得注意的词,叫“募集”。也就是说,EM处理以后,根际环境发生变化,一些原本就生活在这个系统中的细菌类群也随之发生了重新分布。作者据此认为,EM通过改善土壤肥力,并在番茄根际募集有益细菌类群,与番茄产量提高形成联系。
这就把一个常见的理解往前推进了一步。微生物技术进入土壤,并不只是“往里面增加了多少菌”。真正值得关注的,也许是这些微生物进入以后,整个根际原有的微生物社会被推向了什么方向。而看到这里,再回头翻看EM技术三十多年前对土壤的理解,会出现一个很有意思的时间交汇。
1991年,比嘉照夫出版了一本书,书名是《微生物的农业利用与环境保全:发酵合成型的土与作物生产》。“发酵合成型”并不是后来为了宣传EM重新包装出来的词,它直接出现在这本出版于1991年的著作标题里。日本国立国会图书馆至今仍可以查询到这本书的完整书目信息。

比嘉教授当时讨论土壤时,一个重要视角并不是“土壤里应该有多少种有益菌”,而是不同微生物参与以后,有机物和养分最终朝什么方向转化。简单来说,一块土地并不是一个静止的容器。落叶、秸秆、根系分泌物、有机肥进入以后,微生物不断参与其中。有的过程走向腐败和物质损失,有的过程则更多表现为发酵、转化和再合成。植物、微生物、有机物与矿物质不断交换,最后形成的是整块土壤的状态。
比嘉教授把其中一种有利方向概括为“发酵合成型土壤”。放到今天来看,这个概念最值得注意的地方,不是一个名词本身,而是它背后的视角:判断一块土壤,不能只看里面有什么,还应该看整个微生物系统正在把物质推向哪里。
而1991年提出这一框架时,人们还没有今天这样普及的高通量微生物测序技术。很多地下变化,只能通过土壤状态和植物最终表现去判断。34年之后,情况不一样了。
今天,研究人员可以直接从根际土壤中提取微生物DNA,于是过去那个“看不见的地下过程”,开始一点点变成可以被测量的数据。

广东农科院这项研究恰好形成了一条很有意思的连续链条:地面上,番茄的产量和单果质量发生变化;地下,铵态氮和速效钾等养分状态发生变化;再往肉眼看不见的地方深入,根际细菌群落的组成和结构也发生了变化,其中包括Sphingomonas等菌群的相对丰度改变。
当然,我们不能因此说“2025年的研究已经证明了34年前‘发酵合成型土壤’的全部理论”。这项论文研究的对象是番茄根际,并没有直接以“发酵合成型土壤理论”为实验假设。但它提供了一种过去没有的观察方式:过去提出的是一个土壤生态运行方向,今天我们开始拥有工具,进入根际几毫米的世界,看见这个系统里究竟有哪些东西在发生变化。
这才是这项研究比那个巨大增产数字更值得关注的地方。
这也给今天理解EM原露提供了一个更大的视角。我们当然可以介绍EM原露中的光合细菌、乳酸菌、酵母菌等微生物,也可以讨论它们产生的各种代谢产物。但如果把EM原露在种植中的价值只理解成“把几种好菌补进土壤”,这个解释可能还是太窄了。

真实的土地,在EM原露进入之前,就已经拥有一个庞大而复杂的微生物网络。所以真正值得研究的问题应该继续往下走:EM原露进入以后,与原有微生物发生了什么关系?有机质的转化方向有没有变化?哪些微生物被促进,哪些受到抑制?氮、钾等养分在根际中的状态为什么随之改变?这种变化又怎样一步步反馈到植物?
这些问题,现在还远远没有被回答完。但广东农科院这项番茄研究已经让其中一部分过程变得可见。它让我们看到,EM处理以后,变化没有停留在番茄的果实上,也没有停留在“土壤肥力提高”这一句话里,而是一路发生到了根际微生物群落。
三十多年前,人们把这种土壤的理想方向称为“发酵合成型”。三十多年后,我们开始能够从根际DNA中,看见这个微观世界正在怎样重新排列。所以,看完这项研究,真正值得记住的或许并不是“EM让番茄增加了多少产量”,而是另一句话:
微生物技术进入土壤之后,真正重要的,可能不是多了多少菌,而是整块根际生态最终被推向了哪里。
资料来源:陈舒婷、吴幕绵、李涛等:《有效微生物群落对番茄产量及根际土壤细菌群落的影响》,《园艺学报》,2025,52(9):2477–2490,DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0706。比嘉照夫:《微生物的农业利用与环境保全:发酵合成型的土与作物生产》,农山漁村文化協会,1991。
