摘要
旨在探讨 EM 微生物菌剂与牛、羊粪配施对高海拔地区燕麦产量、品质及土壤质量的影响。以‘青海甜燕麦’为材料，比较了不同剂量的 EM 菌剂（EM1、EM2、EM3、EM4、EM5）与牛、羊粪配施效果，并以不施肥作为对照（CK）。在生长季节（5—10 月）观察了各处理对燕麦生长发育、产量、品质、土壤养分及酶活性的影响。结果表明，施用 EM 菌剂显著促进了燕麦生长，尤其在株高、根总长、旗叶叶面积和鲜质量上，其中 EM4 处理的株高最高，较 CK 增加 20.11%。光合作用方面，增施 EM 菌剂提高了燕麦 SPAD 值、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞内 CO2 浓度，其中 EM3 和 EM4 处理的净光合速率均超过 13 μmol/（m2 ·s），较 CK 分别增加 34.38% 和 33.57%。营养品质分析显示，EM3 处理的粗蛋白和可溶性糖含量分别为 7.13% 和 10.65%，较 CK 显著提高 38.71% 和 32.46%，且总可消化养分含量均在 60% 以上，显著优于 CK。在饲草产量方面，EM3 处理的鲜草和干草产量最高，分别为 28492.00 和 10928.80 kg/hm2 ，较 CK 分别增加 28.57% 和 54.36%。土壤质量方面，施用 EM 菌剂后，土壤有机碳和全氮含量显著增加，EM3 处理的全氮含量最高，较 CK 提高 18.23%，同时土壤电导率和 pH 下降。土壤 β- 葡萄糖甘梅和 N- 乙酰 -β-D- 氨基葡萄糖苷酶活性在 EM3 处理达到峰值，分别较 CK 处理显著提高 60.31% 和 70.68%。隶属函数综合评价分析显示，各处理对燕麦生长和土壤质量的改善效果依次为 EM3>EM4>EM5>EM2>EM1>CK，表明 EM3 处理效果最佳。因此，在高海拔地区每公顷施用 15.00 kg EM 菌剂 +18000 kg 的牛羊粪组合效果最佳，显著促进了燕麦的生长发育，提高了其营养品质，并有效改善了土壤养分及酶活性。建议在高海拔地区推广该施肥方案，以提升燕麦的产量和土壤健康，促进高海拔地区燕麦饲草的绿色可持续生产。
Abstract
The aim of this study was to investigate the effects of EM microbial fungicide with cow and sheep manure on the yield，quality of oats and soil quality at high altitude．Using‘Qinghai sweet oats’as the material，the effect of different doses of EM microbial agents（EM1，EM2，EM3，EM4，EM5）with cow and sheep manure was compared and no fertilization（CK）was used as control．During the growing season（May-October），the effects of treatments on growth and development，yield quality，soil nutrients and enzyme activities of oats were observed．The results showed that the application of EM fungicides significantly promoted the growth of oats，especially in plant height，total root length，leaf area and leaf fresh mass，with the highest plant height in EM4 treatment，which increased by 20.11%，compared with CK．For photosynthesis，additional application of EM fungicides increased oat SPAD value，photosynthetic rate，transpiration rate，stomatal conductance and intracellular CO2 concentration，with the net photosynthetic rate of EM3 and EM4 treatments exceeding 13 μmol/（m2 ·s），which was increased by 34.38% and 33.57%，respectively，compared with CK． Nutritional quality analysis showed that the crude protein and soluble sugar contents of EM3 treatment were 7.13% and 10.65%，respectively，which were significantly higher than that of CK by 38.71% and 32.46%，respectively，and the total digestible nutrient contents were above 60%，which were significantly better than that of CK．In terms of forage yield，the EM3 treatment had the highest fresh and hay yields，which were 28492.00 kg/hm2 and 10928.80 kg/hm2 ，which increased by 28.57% and 54.36%，respectively，compared with CK．As for soil quality，soil organic carbon and total nitrogen content increased significantly after the application of EM fungicides，and the EM3 treatment group had the highest total nitrogen content，which increased by 18.23%，compared with CK，while soil conductivity and pH decreased．Soil BG and NAG enzyme activities peaked in EM3 treatment，which significantly increased by 60.31% and 70.68%，respectively． The comprehensive evaluation analysis of the affiliation function showed that the improvement effects of each treatment group on oat growth and soil quality were in the order of EM3>EM4>EM5>EM2>EM1>CK，indicating that EM3 treatment had the best effect．Therefore，this study showed that the combination of 15.00 kg EM microbial agent with 18000 kg/hm2 of cow and sheep manure applied at high altitude demonstrated the best results，which significantly promoted the growth and development of oats，improved their nutritional quality，and effectively improved soil nutrients and enzyme activities．It was recommended to promote this fertilization program at high altitude to enhance oat yield and soil health and to promote green and sustainable production of oat forage at high altitude.
Keywords
高海拔地区的生态环境脆弱，受恶劣气候影响，燕麦饲草的产量显著降低，饲草田土壤质量退化严重[1]。化学肥料的过量施用抑制了土壤微生物和酶活性，导致土壤板结，降低了养分转化效率。这些自然和人为因素共同限制了 4000 m 以上地区的饲草生产[2]。
为应对土壤质量和作物产量问题，EM 微生物菌剂与牛、羊粪等有机肥的配施技术受到越来越多的关注。EM 菌剂是由日本比嘉照夫教授发明的复合微生物制剂，主要成分包括光合细菌、乳酸菌和革兰氏阳性放线菌等 80 多种微生物[3]。这些微生物不仅能分解有机肥中的有机质，释放植物所需的养分，还能提升作物光合作用和产量，同时抑制有害微生物的繁殖，从而减少病害[4]。近年来的研究表明，EM 菌剂与有机肥的配施能够显著提高农作物的产量和品质，促进有机肥的养分释放。例如，刘红[5]研究发现，桃壳炭与 EM 菌剂配施有效提升了羊粪堆肥的腐熟度，增加了腐殖质含量，降低了温室气体和氨气的排放，并提高了固氮微生物的丰度。樊树雷等[6]的研究显示，生物炭、EM 菌剂有机肥和化肥的混施显著改善了桃园土壤肥力、树体生长和果实品质。张宇等[7]研究表明，不同类型的有机肥与 EM 菌剂结合能够有效促进花生的光合特性，提高土壤养分转化，平均增产 15.10%。此外，Sahu 等[8]的研究指出，氮、磷、钾与 EM 和植物根际促生菌的配施显著提高了大豆的叶绿素含量和产量，同时改善了土壤有机碳和速效氮、磷、钾水平。Justyna 等[9]研究也表明，EM 菌剂与秸秆还田的组合能够提高冬小麦土壤的化学和微生物指标。综上所述，EM 微生物菌剂与有机肥的配施展现出显著的互补效应，能够有效提升作物产量并改善土壤环境。
燕麦（Avena sativa L.）作为禾本科植物，具有良好的适应性和抗逆性，能够抵御干旱和寒冷的环境[10]。相关研究指出，合理的施肥方案能够降低燕麦中的木质素和纤维含量，从而提高饲料的适口性与消化率[11]。杨金虎等[12]发现，不同施肥方式对燕麦的营养成分和含量产生了显著影响。张靓等[13]研究表明，采用不同牛、羊粪替代能够显著提升燕麦饲草的产量及土壤肥力。刘小月等[14]研究则发现，生物炭与有机肥的配施对阴山北麓旱作燕麦的生长与水分利用具有积极影响，显著促进了燕麦的生长并提高了水分利用率。然而，在高海拔地区，如青海省达日县等，燕麦的生产仍面临施肥量模糊、施肥结构不合理、肥料利用率低及施用品种单一等问题，这些都限制了当地燕麦饲草产业的发展。因此，本研究通过实施微生物菌剂与牛、羊粪的配套施肥技术，旨在优化施肥结构与肥料种类，改进施肥方式，推动科学绿色施肥措施，以期提升燕麦的产量、养分利用效率及抗逆性。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验时间为 2024 年 5—11 月，试验区位于青海省果洛藏族自治州达日县上红科乡尼勒村，地处达日县南部，平均海拔高度为 4200 m，属高原大陆性半湿润气候，年平均气温-1.5℃，年降水量 434.5 mm，无绝对无霜降，年日照 3320 h[15-16]。
1.2 试验材料
供试燕麦品种为青海甜燕麦，由青海省畜牧兽医科学院提供。供试牛、羊粪有机肥有机质 15.0%～25.0%，水分含量 30.0%～35.0%，pH 7.95，由青海润达农牧科技有限公司提供；EM 菌剂有效活菌数≥ 1 亿个 /g，由湖北启明生物工程有限公司提供。
1.3 试验设计
试验小区遵循随机区组设计原则，设置 EM 菌剂 5 种不同施用量，以不施 EM 菌剂做对照 （CK），共 6 个处理，各处理具体肥料施用量见表1。每个处理 3 个重复，共计 18 个小区，小区面积为 12 m2 （3 m×4 m），播种量 270 g，设置 1.0 m 区间距。播种采用人工开沟条播，行距 20 cm，播种深度 3～4 cm，播种后镇压。设置围栏封育，不进行灌溉和其他农艺措施。
表1试验菌剂及牛、羊粪施用量
1.4 测定指标及方法
1.4.1 农艺性状
在 5 月 15 日、6 月 5 日、7 月 5 日、8 月 20 日、 9 月 10 日观测 5 次物候期。成熟期使用 1 m×1 m 样方框估测小区燕麦盖度，并且每小区随机选取 10 株无病害燕麦植株，测定燕麦常规农艺性状，用卷尺测定自然株高，每个样株测量 1 次并取平均值，对叶片进行测定时选择样株旗叶，用赛默飞手持叶面积测量仪测量叶面积，同时，使用电子天平 （0.0001 g）称取叶片鲜重量，以及单株根系鲜重量及地上部鲜质量，烘干后，用以计算根冠比，如公式（1）。用 EPSON Perfection V850 Pro 根系扫描仪和 WinRhizo 2016 软件测定根总长[17-18]。
(1)
1.4.2 光合特性
开花期使用手持式 SPAD-502Plus 叶绿素仪测定样株旗叶叶绿素 SPAD 植[19]，在叶尖、叶中部和基部各测 3 次，取平均值。旗叶光合特性[20]使用 Li-COR6400 便携式光合测定仪测定，选择晴朗无风天气测定叶片净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间 CO2 浓度。
1.4.3 生产性能
在成熟期，于每个小区中排除边际 1 m 的范围。在小区内选择 5 个整齐一致的 1 m 样段，齐地面刈割，称取饲草鲜重。将采集到的鲜草样品带回实验室，在 105℃下杀青 30 min，75℃下烘干至恒重，称取饲草干重。根据饲草鲜重和饲草干重计算鲜干比。
(2)
营养测定：粗蛋白质含量采用凯氏定氮法进行测定；粗脂肪含量采用索氏提取法进行测定；可溶性糖采用近红外法测定；中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量采用范氏洗涤纤维法进行测定；相对饲喂价值和相对饲草质量计算公式：
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
式中，TDN 为总可消化养分，DDM 为干物质消化率，DMI 为干物质采食量。
1.4.4 土壤质量
土壤样品采集：在样方内沿对角线及中心点设置 5 个采样点，使用直径 5 cm 的土钻钻取 0～20 cm 土层土壤 5 钻，均匀混合为 1 份土壤样品，挑出砾石、凋落物、植物残根后过孔径 2 mm 筛，分装为 3 部分带回实验室。第一部分用于测定土壤基本物理性质（土壤电导率、pH 等）；第二部分在避光处阴干后用于测定土壤养分含量； 第三部分于 4℃冷藏用于测定酶活性。土壤 pH 测定采用电位法（土水体积比 1∶2.5）；土壤电导率 （EC）使用电导率计（STARTER3100C），土壤与蒸馏水的比例为 1∶5；土壤有机碳测定采用重铬酸钾 H2SO4 氧化外加热法；土壤全氮测定采用凯氏法；土壤β-葡萄糖苷酶（BG）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸基肽酶（LAP） 和碱性磷酸酶（AP 酶）活性采用索莱宝生物科技有限公司试剂盒，按照酶活性试剂盒的使用说明测定。
1.5 数据分析方法
使用 Excel 2010 对数据进行整理和预处理，采用 GraphPad Prism 9.0 进行作图，采用 SPSS 26.0 进行方差分析。基于精确隶属函数法，首先进行主成分分析，以筛选出显著影响生产性能的指标，随后计算各指标的隶属函数值。
若所测指标与生产性能呈正相关，隶属函数值的计算公式：
(8)
若所测指标与生产性能呈负相关，隶属函数值的计算公式：
(9)
式中，Xij 代表第 i 个处理第 j 项指标的测定结果， Xjmax 表示所有处理第 j 项指标测定结果中的最大值，Xjmin 表示其最小值。μ（Xij）表示第 i 个处理第 j 项指标的隶属函数值。将各处理各项指标的隶属函数值进行累加，并求平均隶属函数值。均值越大，说明该处理增产效果显著。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理下燕麦农艺性状变化
表2显示，EM 菌剂与牛、羊粪配施显著影响了高海拔地区燕麦物候进程。燕麦于 5 月 15 日播种均处于播种期，6 月 5 日各处理均处于出苗期。 7 月 5 日，EM4 和 EM5 处理的燕麦生长迅速，已进入拔节期，而其他处理仍处于分蘖期。8 月 20 日，CK、EM1 和 EM2 处理的燕麦仍处于孕穗期， EM3、EM4 及 EM5 处理已达到抽穗期。9 月 10 日， EM1、EM3、EM4 及 EM5 处理燕麦已进入灌浆期，仅 CK 和 EM2 处理仍处于开花期。
表2EM 菌剂与牛羊粪配施对燕麦物候期影响
图1显示，EM 菌剂与牛、羊粪配施显著促进了高寒地区燕麦的株高生长。5 月 15 日、6 月 5 日，各处理燕麦株高变化不明显。7 月 5 日，6 个处理燕麦株高均超过 20 cm，其中 EM5 处理株高最高，达到 33.40 cm，相较于 CK 显著增加了 49.33%。 9 月 10 日，EM4 处理燕麦株高达 76.00 cm，显著高于其他处理，与 CK 相比增幅达到 20.11%。
图1EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦株高的影响
图2a显示，不同用量的 EM 菌剂与牛、羊粪配施显著影响了燕麦盖度。在 6 个施肥处理下，燕麦盖度范围为 59.33%～90.00%。其中， EM4 处理的盖度达到最高值，为 90.00%，较 CK 处理显著提高了 51.69%（P<0.05）。图2b表明， EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦根总长也具有显著影响。在 6 个施肥处理下，燕麦根总长介于 86.13～115.89 cm。EM3、EM4 及 EM5 处理的根总长均超过 100 cm，且 3 个处理之间差异不显著 （P>0.05），但均显著高于 CK、EM1 及 EM2 处理 （P<0.05）。
图2EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦盖度和根总长的影响
注：图中不同小写字母表示相同指标不同处理间差异显著（P<0.05）。下同。
2.2 不同施肥处理下燕麦旗叶叶片性状变化
由图3可知，EM3、EM4 和 EM5 处理，燕麦旗叶叶面积均达到 38 cm2 以上，分别为 43.20、45.90 和 38.10 cm2，与 CK 相比，分别增加了 38.46%、 47.12% 和 22.12%，差异显著（P<0.05）。此外，在 6 个处理下 5 片旗叶鲜质量介于 5.57～7.20 g，在 EM5 处理下达到最大值，为 7.20 g，较 CK 处理显著增加 29.26%（P<0.05）。6 个处理燕麦旗叶 SPAD 值在 EM3 处理下达到最大值，为 50.44，较 CK 处理显著提高 36.21%（P<0.05），EM4 处理次之，为 48.14，CK 处理最低，仅为 37.03。
2.3 不同施肥处理下燕麦光合特性变化
由表3可知，在 EM 菌剂与牛、羊粪配施下，除 EM5 的净光合速率外，各处理燕麦旗叶光合特性均高于 CK 处理。净光合速率在 EM5 处理最小，仅为 7.8 μmol/（m2 ·s），显著低于其他各处理（P<0.05），在 EM3 和 EM4 处理均达到 13 μmol/（m2 ·s）以上，较 CK 相比分别增加了 34.38% 和 33.57%。胞间 CO2 浓度变化范围在 361.87～394.51 μmol/mol，在 EM4 处理最大，较 CK 处理显著提高 9.02%（P<0.05）。蒸腾速率和气孔导度均在 EM5 处理达到最大值，分别为 3.39 和 312.00 mmol/（m2 ·s），均在 CK 处理最小，仅为 2.79 和 206.33 mmol/（m2 ·s），且差异显著（P<0.05）。
图3EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦旗叶叶片性状的影响
表3EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦光合特性的影响
注：表中同列不同小写字母表示相同指标不同处理间差异显著（P<0.05）。下同。
2.4 不同施肥处理下燕麦生产性能变化
如表4显示，在 6 种施肥处理中，燕麦鲜草产量在 22160.00～28492.00 kg/hm2，其中，EM3 处理的鲜草产量最高，达 28492.00 kg/hm2，较 CK 显著提高 28.57%（P<0.05），其次为 EM5 处理，鲜草产量达到 27080.00 kg/hm2。干草产量在 EM3 处理达到最大值，为 10928.8 kg/hm2，较 CK 显著提高 54.36%（P<0.05），EM5 次之，为 9364.40 kg/hm2。根系鲜重 EM3 和 EM4 处理较高，分别为 5187.00 和 4634.00 kg/hm2，显著高于 CK 和其他施肥处理，与 CK 相比，分别增加了 63.52% 和 45.96%。 6 个菌剂处理根冠比在 0.14～0.18，较 CK 增加了 0.0%～28.57%。EM3 处理鲜干比最低，为 2.61，较 CK 降低 17.14%（P<0.05）。
表4EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦产量、根冠比和鲜干比的影响
2.5 不同施肥处理下燕麦营养品质变化
如表5所示，EM 菌剂与牛、羊粪配施可显著影响燕麦营养品质。粗蛋白和可溶性糖含量在 EM3 处理达到最高，分别为 7.13% 和 10.65%，较 CK 分别显著提高了 38.71% 和 32.46%（P<0.05）。粗脂肪含量在各处理间介于 2.71%～5.21%，其中 EM5 处理的粗脂肪含量最高，显著高于其他菌剂处理和 CK（P<0.05）。酸性和中性洗涤纤维含量在 CK 处理最高，分别为 34.19% 和 50.49%，其中酸性洗涤纤维在 EM5 处理最低，较 CK 处理显著降低了 17.70%（P<0.05）。总可消化养分含量5 6.68%～61.23%，EM3、EM4 及 EM5 处理均达到 60% 以上，较 CK 处理分别显著提高了 7.20%、 7.00% 和 8.03%（P<0.05）。
图4a显示，EM 菌剂与牛、羊粪配施显著提升了燕麦的相对饲喂价值。在 EM3、EM4 及 EM5 处理中，燕麦的相对饲喂价值分别显著高于其他处理 （P<0.05），较 CK 分别提高了 22.61%、26.83% 和 25.29%。图4b表明，在 6 个不同施肥处理下，燕麦的相对饲草质量介于 109.56～139.47。EM4 处理的相对饲草质量达到最高值，较 CK 处理提高了 27.29%，且差异显著（P<0.05）。
表5EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦营养品质的影响
图4EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦相对饲喂价值和相对饲草质量的影响
2.6 不同施肥处理下土壤理化性状和土壤酶活性变化
表6显示，不同施用量 EM 菌剂与牛、羊粪配施显著影响了燕麦根际土壤的理化性质。具体而言，土壤有机碳含量在各处理中存在显著差异，EM5 处理含量最高，达到 39.47 g/kg，而 CK 处理含量最低，仅为 31.72 g/kg。土壤全氮含量在 3.22～3.81 g/kg，EM3 处理的全氮含量最高，较 CK 处理显著提高了 18.23%（P<0.05）。此外，土壤电导率和 pH 在 EM1 处理中最高，分别为 697.00 mS/cm 和 8.77，EM5 处理最低，仅为 585.67 mS/ cm，显著低于其他处理（P<0.05）。
表6EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦根际土壤理化性质的影响
根据图5结果，不同施用量 EM 菌剂与牛、羊粪配施显著提升了土壤酶活性。土壤 BG 和 NAG 活性均在 EM3 处理达到峰值，分别较 CK 处理显著提高 60.31% 和 70.68%（P<0.05）。随着EM 菌剂施用量的增加，土壤 LAP 活性也在增加，在 EM5 处理达到最大值，为 1.27 μmol/（h·g），较 CK 处理显著增加 41.80%（P<0.05）。土壤 AP 活性随着 EM 菌剂施用量增加，在 EM2 处理达到峰值，为 0.82 μmol/（h·g），随后又呈降低趋势，在 EM5 处理活性最小，较 CK 处理显著降低 14.87%（P<0.05）。上述结果表明，EM 菌剂的施用在改善土壤酶活性方面具有积极作用。
图5EM 菌剂与牛羊粪配施对燕麦土壤酶活性的影响
2.7 不同施肥处理下燕麦生产性能与农艺指标、营养品质、土壤理化性状相关性分析
由图6可知，EM 菌剂与牛、羊粪配施时，9 种生产性能与农艺性状相关指标之间，共存在 29 对相关性关系，其中有 24 对呈正相关关系，5 对呈负相关关系。鲜干比与其他生产性能和农艺性状相关指标之间呈负相关关系，其中与干草产量达到极显著水平，与叶面积、株高、盖度、根系鲜质量达到显著水平。其余各项指标之间均为正相关关系，其中根长与 5 叶鲜质量、根系鲜质量与干草产量、盖度与叶面积、鲜草产量与干草产量均达到极显著水平。
图6EM 菌剂与牛、羊粪配施下燕麦生产性能与农艺性状相关性分析
注：* 表示 P<0.05，** 表示 P<0.01。下同。
由图7可知，EM 菌剂与牛、羊粪配施时，9 种生产性能与营养品质相关指标之间共存在 22 对相关性关系，其中有 12 对正相关关系，10 对负相关关系。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、鲜干比三者之间存在正相关关系，三者均与其他生产性能和营养品质相关指标呈负相关关系。其余各项生产性能与营养品质相关指标之间均为正相关关系，其中可溶性糖与粗蛋白、粗脂肪；粗脂肪与粗蛋白之间均达到极显著水平。
图7EM 菌剂与牛、羊粪配施下燕麦生产性能与营养品质相关性分析
由图8可知，EM 菌剂与牛、羊粪配施时，9 种生理性状与土壤质量相关指标之间共存在 29 对相关性关系，其中有 18 对正相关关系，11 对负相关关系。土壤电导率、土壤 pH 二者之间存在极显著正相关关系，二者均与其他生理性状和土壤质量相关指标呈负相关关系。其余各项生理性状与土壤质量相关指标之间均为正相关关系，其中土壤全氮与气孔导度、胞间 CO2 浓度、净光合速率；土壤有机碳与气孔导度、胞间 CO2 浓度；蒸腾速率与净光合速率之间均达到极显著水平。
图8EM 菌剂与牛、羊粪配施下燕麦生理性状与土壤理化性状相关性分析
2.8 不同施肥处理主成分分析及隶属函数评价
根据主成分分析结果，选择累计贡献率达到 85.00% 的前 3 个主成分进行深入分析，得到特征值的累计贡献率为 88.299%（表7）。第 1 主成分的载荷量绝对值超过 0.9 的指标包括鲜干草产量、盖度、根系鲜质量、根总长、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖、酸性和中性洗涤纤维含量、总可消化养分、净光合速率、气孔导度、土壤有机碳、土壤全氮、土壤电导率和土壤 pH；第 2 主成分主要受到土壤 AP 活性的影响；而第 3 主成分则集中在土壤 BG 上。
表7EM 菌剂与牛、羊粪配施下各性状的主成分分析
为科学评估不同处理对燕麦营养品质及土壤质量提升的影响，对基于主成分筛选出的 19 个指标进行隶属函数综合评价（图9）。结果显示，5 种菌剂添加处理燕麦生产能力和饲草田养分情况均高于 CK，由强到弱依次为 EM3>EM4>EM5>EM2>EM1>CK。即菌剂添加处理可提高燕麦产量和品质，并改善饲草田土壤养分质量，EM3 处理效果最好， EM4 处理次之，CK 较差。
图9EM 菌剂与牛、羊粪配施隶属函数分析
3 讨论
3.1 EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦生长发育的影响
研究表明，EM 菌剂与牛、羊粪配施显著加速了燕麦的生长进程，尤其在株高、旗叶叶面积等关键生长指标上表现出色。随着微生物菌剂用量的增加，燕麦的株高、根总长及旗叶叶面积均显著提升。在 EM4 处理中，燕麦的株高较 CK 提升了 20.11%。此外，EM3 和 EM4 处理的燕麦在播种后较早进入拔节期与抽穗期，与 CK 或较低施用量的处理相比，物候期整体提前，同时盖度和根总长也显著增加。这一现象的产生可能与 EM 菌剂能够提高高海拔地区牛、羊粪等有机肥的分解速率有关，从而维持饲草田中的养分释放，为燕麦的生长发育提供充足的养分[21]。这与葛君等[22]研究不同配施处理对小麦及其根际微生物影响的结果一致，表明 EM 菌剂通过提供促生菌群、活化土壤养分以及改善根际微环境等多种途径，加速了作物对氮素及其他必需营养元素的吸收，进而提高了其生长发育速度，此外，EM 菌剂的施用量不同所产生的促进效果也存在显著差异[23]。在光合特性方面，EM3 处理对燕麦的净光合速率有显著促进作用，而 EM5 处理则对净光合速率产生抑制效果，表明 EM 菌剂的施用量或菌群密度可能存在“饱和值”或“门限效应”。这一发现与 Song 等[24]、蔡威威等[25]的研究结果相符合，适量添加 EM 菌剂能够提升净光合速率，促进植株的生长与发育。
3.2 EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦品质、产量的影响
牛、羊粪等有机肥料能有效补充饲草田中的氮、磷、钾，提升土壤肥力和结构，配施 EM 菌剂，可加速有机肥分解，优化土壤微生物群落，这一综合施肥策略有助于提高燕麦产量和品质[26]。本研究表明，经过 EM3 处理后，鲜草及干草的产量显著提高，分别较 CK 提升了 28.57% 和 54.36%。方成等[27]的研究发现，施用 EM 菌剂与化肥减量配施能够有效提升鲜食玉米的产量，同时可溶性糖、可溶性蛋白和维生素 C 的含量均高于单施化肥处理，其中可溶性蛋白的增幅达到 11.79%，该结果与本试验发现相似。此外，EM 菌剂与牛、羊粪配施显著提升了燕麦的粗蛋白、可溶性糖及粗脂肪含量，同时降低了酸性及中性洗涤纤维的积累，从而提高了燕麦的总可消化养分和相对饲喂价值，其中，EM3 的效果尤为显著，可能是由于微生物群落与有机肥的协同作用，使植物能够更有效地吸收氮、磷、钾及某些微量元素，进而加速体内蛋白质和糖分的合成，同时减少细胞壁纤维组分的积累，从而整体提升饲用品质[28]。岳明灿等[29]的研究表明，施用减施 40% 化肥和灌施加喷施 EM 菌剂后，番茄的可溶性固形物、可溶性蛋白和可溶性糖的含量均显著高于单施化肥处理，增幅分别为 31.05%、 27.82% 和 62.73%。本试验结果与其一致，主要与 EM 菌剂在根际环境中形成的优势微生物群落通过分泌多种有机酸和酶类物质，促进了土壤中养分的转化与流动，使作物在后期营养积累期获得更为充足的营养供给密切相关[30]。对于青贮或鲜草的利用而言，粗蛋白及可溶性糖含量的提高意味着更高的饲喂价值和适口性，而纤维素及木质素等结构性碳水化合物含量的降低则显著减轻了反刍动物的消化负担[31]。因此，结合 EM 菌剂与牛、羊粪的配施策略，为高海拔地区的畜牧业发展提供了新的饲草增产与增质的技术路径。
3.3 EM 菌剂与牛、羊粪配施对燕麦田土壤质量的影响
土壤环境是影响饲草产量和品质的重要因素之一[32]。研究表明，施用 EM 菌剂与牛、羊粪能够有效提高土壤有机碳和全氮含量，并对土壤电导率及 pH 产生调控作用。这一发现与卢锦钊等[33]在不同 EM 菌剂浓度对花生种植的红壤土性状及产量影响的研究结论相似，表明 EM 菌剂有助于促进土壤有机质的分解与转化，形成更为稳定的土壤团聚体，提高土壤的通气性和持水能力，从而为作物根系生长提供更为优良的理化环境[34]。此外，葛君等[22]、孔庆宇等[35]的试验结果显示，施用微生物菌剂后，土壤中微生物的种类和数量均有所增加，进一步加速了土壤有机物质的分解，促进植物根系对养分的吸收。然而，过量或不平衡的菌剂施用可能导致土壤盐渍化或 pH 的波动。在本研究中，EM1 和 EM5 处理的土壤 pH 及电导率偏高，提示土壤体系的缓冲能力有限，因此，菌剂投放量与养分负荷不匹配，可能导致土壤生态环境受到胁迫[36]。褚义红等[37]的试验表明，施用微生物菌剂后土壤电导率有所降低，但当混合施用的菌剂浓度达到一定水平时，随着微生物菌剂浓度的增加，电导率不再降低，反而出现上升趋势，这与本研究中 EM 微生物菌剂浓度增大时土壤电导率呈现先减小后增大的趋势一致。因此，在高海拔地区，特别需要根据具体情况确定 EM 菌剂与牛、羊粪的最佳配比，以确保对土壤碳、氮循环的积极贡献，同时避免对土壤盐离子平衡造成明显冲击[38]。
土壤酶作为一种生物催化剂，能有效地分解大分子物质并参与腐殖质的形成，其活性是土壤代谢功能的直接体现，因而成为土壤健康的重要指标[39]。本研究发现，与未施用微生物剂相比，施用 EM 菌剂整体上显著提升了土壤 BG、LAP 和 NAG 的活性，这一结果与高晶霞等[40]及向书江等[41]研究结果一致。然而，当 EM 菌剂的施用量达到 22.50 kg/hm2 时，土壤 AP 的活性较未施肥处理降低了 14.87%，显示出抑制现象。这与 Yang 等[42]的研究结果相矛盾，后者指出，在施用化肥与微生物菌剂结合生物炭后，AP 活性显著提高。这种差异可能与本研究区域的高海拔和低温条件导致 EM 菌剂活性降低以及有机肥的种类不同有关[34，39]。
3.4 综合管理策略
综合多元相关分析、主成分分析及隶属函数法的结果可知，不同 EM 菌剂用量在促进燕麦生长、增强饲草品质及改善土壤质量方面存在差异，EM3 与 EM4 处理总体表现较好，而 EM5 处理虽在部分指标上突出，却可能在光合效率或土壤盐分平衡等方面显现一定局限性。类似地，在玉米等高产作物的应用实践中也常发现“过量菌剂-肥料”投入并未带来产量或品质的线性提升，反而在某些情况下导致土壤微生物区系失衡或资源浪费[38]。因此，针对不同区域的高海拔生态环境与耕地质量状况，需结合作物的生长需求及生态保护要求，科学制定 EM 菌剂与牛、羊粪的配施方案。通过定期监测土壤质量和作物生长指标，动态调整投入策略，最大化地发挥微生物菌剂和牛、羊粪的协同增效效应。
4 结论
本研究表明，在高海拔地区 EM 菌剂与牛、羊粪配施显著促进了燕麦生长发育，提高了燕麦田土壤养分含量，改善了土壤酶活性。EM3 处理（每公顷施用 EM 菌剂 15.00 kg+ 牛、羊粪 18000 kg） 效果最好，其鲜草和干草产量分别为 28492.00、 10928.80 kg/hm2，较 CK 分别增加了 28.57%、 54.36%，同时鲜干比降低了 17.14%。该处理不仅显著提高了燕麦产量，还优化了鲜干比，增强了饲用价值；土壤全氮含量在 EM3 处理最高，较 CK 处理显著提高了 18.23%，土壤 BG 和 NAG 活性均在 EM3 处理达到峰值，分别较 CK 处理显著提高 60.31% 和 70.68%；相比之下，其他处理（EM1、 EM2、EM4、EM5）虽也对产量有一定提升，但增幅不及 EM3 处理显著。因此，每公顷施用 EM 菌剂 15.00 kg+ 牛、羊粪 18000 kg 适合在高海拔地区燕麦饲草种植中推广应用。
在未来研究中，一方面应在更大地域范围内开展多点试验或长期定位监测，明确不同土壤类型、气候条件以及耕作制度下的最优菌剂配施量。另一方面，随着分子生物学和组学技术的发展，通过宏基因组学、土壤微生物组学及代谢组学等手段，可深入解析微生物菌剂在根际生态系统中的功能机制，包括它们如何与内源微生物竞争或协同、如何参与土壤、碳氮循环以及如何促进作物健康生长。这些研究将为精准调控土壤-植物系统提供更扎实的理论基础，有助于在高海拔等相对脆弱的生态区构建高效、可持续的饲草生产体系。