Chế phẩm sinh học EM hay còn gọi là Vi sinh vật hữu hiệu. Effective microorganisms (EM) là tập hợp các loài vi sinh vật có ích. Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm mốc. Sống cộng sinh trong cùng môi trường. Có thể áp dụng chúng như là một chất cấy.
Nhằm tăng cường tính đa dạng vi sinh vật đất, bổ sung các vi sinh vật có ích vào môi trường tự nhiên. Giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường do các vi sinh vật có hại gây ra. Kết quả là có thể cải thiện chất lượng và làm tốt đất, chống bệnh do vi sinh vật. Tăng cường hiệu quả của việc sử dụng chất hữu cơ của cây trồng.
Công nghệ EM do Giáo sư-Tiến sĩ Teruo Higa-Trường Đại học Tổng hợp Ruykyus, Okinawa, Nhật Bản sáng tạo ra. Và được áp dụng vào thực tiễn vào đầu năm 1980. Ông đã kiên trì đấu tranh cho quan điểm mở rộng các chế phẩm sinh học. Giảm thiểu, tiến tới đẩy lùi việc sử dụng phân bón hoá học, thuốc trừ sâu, trừ bệnh bằng hoá học.
II-Thành phần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM
Trong chế phẩm EM có khoảng 80 loài vi sinh vật cả kỵ khí và hiếm khí thuộc 10 chi khác nhau. Chúng bao gồm các vi khuẩn quang hợp (tổng hợp ra chất hữu cơ từ CO2 và H20). Vi khuẩn cố định Nitơ (sử dụng chất hữu cơ của vi khuẩn quang hợp để chuyển N2 trong không khí thành các hợp chất Nitơ).
Xạ khuẩn (sản sinh chất kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh và phân giải chất hữu cơ). Vi khuẩn lactic (chuyển hoá thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu). Nấm men (sản sinh vitamin và các axit amin). Các vi sinh vật trong chế phẩm EM tạo ra một hệ thống vi sinh thái với nhau. Chúng hỗ trợ lẫn nhau, cùng sinh trưởng và phát triển.
1-Vi khuẩn quang hợp
Vi khuẩn quang hợp là nhóm vi khuẩn tự dưỡng quang năng. Có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển thành năng lượng hoá học trong các liên kết cao năng của cơ thể. Năng lượng này được dùng để đồng hoá CO2 trong không khí tạo nên chất hữu cơ.
Vi khuẩn quang hợp có sắc tố quang hợp trong tế bào. Nhưng sắc tố quang hợp ở vi khuẩn không phải Clorofil như ở cây xanh. Mà bao gồm nhiều loại khác nhau như Bacteriochlorofil a, b, c, e, g…Mỗi loại có một phổ hấp thụ ánh sáng riêng.
Vi khuẩn quang hợp chiếm tỉ lệ lớn nhất trong chế phẩm EM. Và nó cũng giữ vai trò chủ đạo trong quá trình hoạt động. Vi khuẩn quang hợp tổng hợp nên các chất có lợi như axit amin, hormon sinh trưởng, đường và các chất hoạt động sinh học khác. Tất cả chúng thúc đẩy cho sự sinh trưởng, phát triển cuả thực vật. Do quá trình hấp thụ trực tiếp vào cơ thể.
Mặt khác các sản phẩm trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp đồng thời cũng là chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật đất khác. Như vậy vi khuẩn quang hợp được bổ sung trong đất phát triển tốt. Sẽ góp phần vào quá trình thúc đẩy các vi sinh vật phát triển và làm tăng thêm hiệu quả hoạt động của vi sinh vật đó.
Ví dụ: vi khuẩn quang hợp đã tổng hợp nên axit amin là hợp chất nitơ làm chất nền cho nấm VA (Vesiccular Abuscula) trong vùng rễ của thực vật phát triển. Nấm VA có tác dụng lớn trong việc hoà tan photpho cho cây hấp thụ. Đồng thời cũng tham gia tăng cường khả năng cố định nitơ cùng với vi khuẩn cố định đạm cho các cây họ đậu.
2- Vi khuẩn Lactic
vi khuẩn lactic qua kính hiển vi
Vi khuẩn Lactic thuộc vi khuẩn Gram (+) không tạo bào tử. Hầu hết không di động, có hình thái khác nhau. Vi khuẩn lactic lên men kị khí bắt buộc. Tuy nhiên, chúng cũng có thể sinh trưởng được là khi có mặt O2. Đó là vi khuẩn sống từ kỵ khí tới vi hiếu khí.
Vi khuẩn lactic thu nhận năng lượng nhờ quá trình phân giải kị khí đường, hyđrat cacbon với sự tích luỹ axit lactic trong môi trường. Người ta đã ứng dụng quá trình lên men lactic rất rộng rãi để chế biến thức ăn chua, ủ chua thức ăn cho gia súc, sản xuất axit lactic.
Chính vì vậy vi khuẩn lactic được đưa vào chế phẩm EM với mục đích chủ yếu để chuyển hoá thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu.
Sau đây là những hoạt động của vi khuẩn lactic trong chế phẩm EM:
– Chuyển hoá các thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu
– Vi khuẩn lactic sinh axit lactic, là chất khử trùng mạnh. Nó tiêu diệt các vi sinh vật có hại và làm tăng sự phân huỷ của các chất hữu cơ.
– Vi khuẩn lactic làm tăng sự phân cắt các hợp chất hữu cơ như xenlluloza. Sau đó lên men chúng mà không gây ảnh hưởng có hại nào từ các chất hữu cơ không phân huỷ.
– Vi khuẩn lactic có khả năng tiêu diệt sự hoạt động và truyền giống của Fusarium. Là loài gây bệnh cho mùa màng (như làm yếu cây trồng, gia tăng mầm bệnh).
3- Xạ khuẩn
Xạ khuẩn là loại trung gian giữa vi khuẩn và nấm thuộc nhóm Prokaryota. Đa số xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi. Sợi liên kết với nhau tạo thành khuẩn lạc phân nhánh phức tạp. Nhưng toàn bộ hệ sợi chỉ là một tế bào có nhiều nhánh, không có vách ngăn ngang.
Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất và trong chế phẩm EM (sau vi khuẩn và nấm). Chúng tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất như xenlluloza, tinh bột. Góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Do đặc tính này nên chế phẩm EM còn được ứng dụng trong quá trình chế biến phân huỷ rác.
Xạ khuẩn còn sản sinh ra các chất kháng sinh từ quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp và các chất hữu cơ trong môi trường. Chất kháng sinh này có tác dụng diệt nấm và vi khuẩn gây hại.
4- Nấm men
Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào. Nấm men tham gia vào các quá trình chuyển hoá vật chất, phân huỷ các chất hữu cơ trong đất. Nấm men còn tổng hợp các chất kháng sinh có ích cho sự sinh trưởng của cây trồng. Từ axit amin và đường được tạo thành trong quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp.
Các chất có hoạt tính sinh học như hocmon và enzym do nấm men tạo ra. Thúc đẩy tế bào hoạt động và phân nhánh rễ cây. Những chất được tạo thành trong quá trình trao đổi chất thì lại là nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật hữu hiệu khác. Như vi khuẩn lactic và xạ khuẩn.
Ngoài các hoạt tính sinh lý, bản thân tế bào nấm men có rất nhiều loại vitamin và các axit amin. Đặc biệt là các axit amin không thay thế. Do đặc tính này nên chế phẩm EM còn dùng để bổ sung cùng với thức ăn cho gia súc tạo năng suất cao.
5- Nấm sợi
Cơ thể nấm sợi đa bào có cấu tạo hình sợi phân nhánh. Tạo thành một hệ sợi chằng chịt phát triển rất nhanh gọi là khuẩn ti thể hay hệ sợi nấm.
Nấm sợi còn gọi là nấm sản sinh men cũng tham gia vào quá trình chuyển hoá vật chất ở trong đất cùng với các vi sinh vật khác.
Nấm sản sinh men như Aspergillus, Pennicillium nhanh chóng phân huỷ chất hữu cơ. Tạo alcol, este và chất kháng sinh. Do vậy chúng có thể khử được mùi hôi của rác, nước thải. Khử được chất độc và bảo vệ khỏi sự phá hoại của sâu bọ và ruồi nhặng.
III- Hoạt động tổng hợp của các vi sinh vật trong chế phẩm EM
Mỗi loại vi sinh vật trong chế phẩm EM có một chức năng hoạt động riêng của chúng. Các vi sinh vật này là các vi sinh vật có lợi. Cùng chung sống trong một môi trường. Chúng sống cộng sinh với nhau. Cùng hỗ trợ nhau do vậy hiệu quả hoạt động tổng hợp của chế phẩm EM được tăng lên rất nhiều.
Trong chế phẩm EM, loài vi sinh vật hoạt động chủ chốt đó là vi khuẩn quang hợp. Sản phẩm của quá trình trao đổi ở vi khuẩn quang hợp lại là nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật khác như vi khuẩn lactic và xạ khuẩn. Mặt khác vi khuẩn quang hợp cũng sử dụng các chất do vi sinh vật khác sản sinh ra. Hiện tượng này là “Cùng tồn tại và hỗ trợ cho nhau”
EMsử dụng các chất hoạt động do rễ cây tiết ra cho sự tăng trưởng như các hydrat cacbon, axit amin, axit nucleic, các vitamin và hormon là các chất dễ hấp thụ cho cây. Chính vì thế cây xanh phát triển tốt trong những vùng đất có EM.
IV- Hiệu quả tác dụng của EM
Tất cả các biện pháp canh tác (cày xới, phân bón, chế độ nước, luân canh cây trồng) đều có ảnh hưởng trực tiếp và sâu sắc đến sự phát triển của vi sinh vật trong đất, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hoạt động sinh học. Cụ thể là quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ và vô cơ trong đấ. Quá trình hình thành mùn và kết cấu đất. Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến cây trồng. Bởi vậy việc nghiên cứu đất sao cho thích hợp với năng suất cây trồng không thể bỏ qua yếu tố sinh học đất.
Việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ gây tác động có hại đối với vi sinh vật cũng như hệ sinh thái đất. Chế phẩm EM được tổng hợp từ các vi sinh vật có ích. Làm phương tiện để cải tạo đất trồng, trừ khử các loại bệnh và cải thiện hiệu quả sử dụng các chất hữu cơ trong đất.
Một số hiệu quả tác động của EM:
Bổ sung vi sinh vật cho đất.
Cải thiện môi trường lý, hóa, sinh của đất. Tiêu diệt tác nhân gây bệnh, sâu hại trong đất.
Xử lý rác thải, khử mùi hôi của rác, nước thải.
Tăng năng suất, chất lượng cây trồng, vật nuôi.
Tăng hiệu lực sử dụng các chất hữu cơ làm phân bón.
