Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.4. Tổng quan về công nghệ vi sinh vật hữu hiệu EM
2.4.2. Thành phần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM
khơng chứa các lồi vi sinh vật được tạo ra bởi kỹ thuật di truyền. EM rất an toàn, rẻ tiền, và ứng dụng có hiệu quả, cải thiện tốt mơi trường. Các vi sinh vật tạo ra một môi trường sinh thái đồng nhất, sản sinh ra nhiều sản phẩm khác nhau cùng sinh trưởng, phát triển. Mỗi loại vi sinh vật trong chế phẩm EM có chức năng họat động riêng của chúng. Các vi sinh vật này đều là những vi sinh vật có lợi chung sống trong cùng một môi trường, chúng sống cộng sinh với nhau, cùng hỗ trợ nhau do vậy hiệu quả của hoạt động tổng hợp của chế phẩm tăng lên rất nhiều. Trong đó lồi vi khuẩn quang hợp đóng vai trị chủ chốt, sản phẩm của quá trình quang hợp là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho các loài khác trong chế phẩm EM. Việc sản xuất vi sinh vật từ phế phụ phẩm khá đơn giản và dễ thực hiện: xử lý thô nguồn nguyên liệu phế phụ phẩm từ sản xuất nông nghiệp và các nhà máy chế biến, phối trộn với chế phẩm EM gốc và một vài phụ liệu khác như đạm, kali, rỉ mật…, độ ẩm cuối cùng của hỗn hợp cần đạt từ 45 - 50%. Nguyên liệu dùng để sản xuất chế phẩm là tận dụng các loại phế phẩm nông nghiệp như: bột ngô, bột cám, vỏ trấu, lõi ngô, vỏ điều, mùn cưa,… với giá thành thấp, nhưng hiệu quả của sản phẩm mang lại giải quyết được nhiều vấn đề bức xúc của xã hội hiện nay (Nguyễn Quang Thạch, 2001).
2.4.2. Thành phần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM phẩm EM
Theo báo cáo của APNAN, trong chế phẩm EM có khoảng hơn 80 lồi vi sinh vật cả kị khí và hiếu khí thuộc 10 chi khác nhau, chúng bao gồm: vi khuẩn quang hợp có chức năng tổng hợp chất hữu cơ từ CO2 và H2O, vi khuẩn cố định N2 sử dụng các chất hữu cơ của vi khuẩn quang hợp để chuyển hóa N2 trong khơng khí thành các hợp chất N2; Xạ khuẩn (sản sinh các chất kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh và phân giải chất hữu cơ), vi khuẩn Lactic (chuyển hóa thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu), nấm men (sản sinh các vitamin và các axitamin). Các vi sinh vật trong chế phẩm EM tạo ra một hệ thống vi sinh thái với nhau, tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau, chúng hỗ trợ lẫn nhau cùng sinh trưởng và phát triển (Nguyễn Quang Thạch, 2001).
2.4.2.1. Vi khuẩn quang hợp
Là nhóm vi khuẩn tự dưỡng quang năng, có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển thành các năng lượng hóa học. Năng lượng này dùng để đồng hóa CO2 trong khơng khí tạo nên các chất hữu cơ, giúp vi sinh vật có thể tự
dưỡng hồn tồn, khơng phụ thuộc vào sự cung cấp các chất hữu cơ từ bên ngoài làm nguồn dinh dưỡng. Vi khuẩn quang hợp có sắc tố 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 một tỷ lệ lớn nhất trong EM và nó cũng giữ vai trị chủ đạo trong quá trình hoạt động. Vi khuẩn quang hợp tổng hợp nên các hợp chất có lợi như axit amin, hoocmon sinh trưởng, một số vi khuẩn trong nhóm này có khả năng cố định Nito, phân giải Lân khó tiêu thành Lân dễ tiêu. Mặt khác trong quá trình tự dưỡng của mình, vikhuẩn quang hợp cịn sử dụng các chất như H2S, NO3-… kết quả làm giảm mùi khó chịu gây ra bởi các sản phẩm chứa S cũng như sản phẩm biến đổi của quá trình khử NH3 (Nguyễn Quang Thạch, 2001).
Hình 2.3. Sơ đồ chức năng của các vi sinh vật
Nguồn: Terua Higa (2002)
2.4.2.2. Vi khuẩn lactic
Vi khuẩn Lactic thuộc nhóm vi khuẩn gram (+), khơng tạo bào tử, hầu hết
không di động, có hình thái khác nhau. Vi khuẩn lactic lên men kỵ khí bắt buộc, tuy nhiên chúng cũng có thể sinh trưởng được cả khi có mặt oxy đó là bọn sống từ kỵ khí tới hiếu khí. Vi khuẩn lactic thu nhận năng lượng nhờ quá trình phân giải kỵ khí đường, hyddrat cacbon với sự tích lũy axit lactic trong mơi trường. Người ta đã ứng dụng quá trình lên men lactic rất rộng rãi để chế biến thức ăn chua, ủ thức ăn cho gia súc, sản xuất axit lactic. Chính vì vậy, vi khuẩn lactic
Axit hữu cơ Chất h/đ sinh Axit lắctic
NẤM VI KHUẨN LẮCTIC
Axit Amin Đường Axit hữu cơ
thành thức ăn dễ tiêu. Sau đây là những hoạt động của vi khuẩn lactic trong chế phẩm EM:
- Chuyển hố 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 các chất hữu cơ.
- Vi khuẩn Lactic làm tăng sự phân cắt các hợp chất chất hữu cơ như
xenlluloza sau đó lên men chúng mà khơng gây ảnh hưởng có hại nào từ các chấthữu cơ không bị 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 (làm yếu cây trồng, gia tăng mầm
bệnh) (Nguyễn Quang Thạch, 2001).
2.4.2.3. Xạ khuẩn
Xạ khuẩn là nhóm vi khuẩn trung gian giữa vi khuẩn và nấm thuộc nhóm
Prokaryot. Đa số vi khuẩn có cấu tạo dạng sợi, sợi liên kết với nhau thành khuẩn
lạc phân nhánh phức tạp nhưng toàn bộ hệ sợi chỉ là một tế bào có nhiều nhánh, khơng có vách ngăn ngang.
Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất và 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 có phầnkhépkín vịng tuần hồn vật chất trong tự nhiên.Do đặc tính này nên chế phẩm EM cịn được ứng dụng trong quá trình chế biến phân huỷ rác. Xạ khuẩn cịn sản sinh ra chất kháng sinh từ q trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp và chất hữu cơ trong mơi trường. Chất hữu cơ này có tác dụng diệt nấm và vi khuẩn gây hại. Xạ khuẩn có khả năng cùng tồn tại với vi khuẩn quang hợp trong chế phẩm EM. Do đó cả hai loại này đều làm tăng tính chất của mơi trường đất bằng cách làm tăng hoạt tính sinh học của đất (Nguyễn Quang Thạch, 2001).
2.4.2.4. Nấm men
Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào. Nấm men tham gia vào q trình chuyển hóa vật chất, phân hủy các chất hữu cơ trong đất. Ngồi ra, nấm men cịn tổng hợp các chất kháng sinh có ích cho sự sinh trưởng của cây trồng như axitamin và đường. Các chất có hoạt tính sinh học do nấm men tạo ra thúc đẩy tế bào hoạt động. Ngồi hoạt tính sinh lý, bản thân nấm men cịn có rất nhiều
loại vitamin và các axit amin, đặc biệt là các axit amin khơng thay thế. Do đặc tính này nên chế phẩm EM còn được dùng để bổ sung thức ăn cho gia súc tạo năng suất (Nguyễn Quang Thạch, 2001).
2.4.2.5. Nhóm vi khuẩn Bacillus
Từ Bacillus nhằm miêu tả hình dáng của một nhóm vi khuẩn khi được quan sát dưới kính hiển vi. Nó xuất phát từ tiếng Latinh có nghĩa là hình que. Do đó, một số nơi gọi là khuẩn que. Trong chế phẩm EM nhóm vi khuẩn Bacillus có những vai trị như sau:
- Sản sinh ra các enzyme protease và amylase có vai trị tích cực trong việc phân giải các sản phẩm protein, tinh bột dư thừa trong môi trường chăn nuôi, giúp cải thiện chất lượng môi trường. Mặt khác các sản phẩm của sự phân giải như đường, axit amin lại có vai trị dinh dưỡng đối với cây trồng vật nuôi cũng như hệ vi sinh vật có lợi có mặt trong chế phẩm.
- Có khả năng cạnh tranh sinh học, giảm sự phát triển của Vibrio, vi khuẩn
có hại và nguyên sinh động vật.
Ví dụ: Một lồi trong chế phẩm EM đó là Lactobacillus acidophilus (có nghĩa vi khuẩn sữa u axít) là một lồi trong chi Lactobacillus. L. acidophilus
phân hóa đường thành axít lactic. L. acidophilus là một trực khuẩn thường cư trú ở đường tiêu hóa của con người, có khả năng sinh ra acid lactic, do đó tạo ra một môi trường không thuận lợi cho sự phát triển của các vi khuẩn và nấm gây bệnh kể cả các vi khuẩn gây thối rữa. L. acidophilus đã được dùng trong nhiều năm để điều trị ỉa chảy chưa có biến chứng, đặc biệt do vi khuẩn chí ở ruột bị biến đổi do dùng kháng sinh. L. acidophilus sinh sản bằng cách chia đôi hay trực phân. Mặc dù khơng có hình thức sinh sản hữu tính (chỉ là sinh sản cận hữu tính) (Nguyễn Quang Thạch, 2001).