1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.2.1.1. Tình hình sử dụng men vi sinh vật có ích trên thế giới
Theo Marlan Fsansis, Jack Garreff (1997) [4] khi cấy Saccharomyces cervisiae vào thức ăn cho bò, làm tăng cƣờng sức đề kháng của bò cái đối với stress nhiệt, nhờ đó bò ăn đƣợc nhiều và duy trì đƣợc chức năng của dạ cỏ ở mức tối ƣu.
Kinh nghiệm ở vùng Trung tây Hoa Kỳ: thức ăn ủ men đã cải thiện rõ tỷ lệ mỡ trong khi đó vẫn duy trì sản lƣợng sữa thực tế của bò giữa kỳ tiết sữa. Khẩu phần gồm: Cây ngô ủ (30,8 % vật chất khô); alfalfa khô (29,4 %); ngô mảnh lên men (22,6 %) và thức ăn bổ sung cấy men.
Ở Florida (vùng Á nhiệt đới) của Mỹ: trong mùa hè cho bò ăn thức ăn cấy men, phần lớn bò cái đạt kết quả tốt vào đầu kỳ tiết sữa, tỷ lệ mỡ và sản lƣợng sữa đều tăng rõ rệt (P<0,05). Khẩu phần cơ sở gồm:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hạt cốc (44,7 % vật chất khô); cây ngô ủ (24 %); hạt cốc ủ men dạng ƣớt (15 %), cùng với cỏ Bermelda, bã bia khô và "nước sữa" đã đƣợc bão hoà Amôn.
Tác giả Adler. J., Nissen (1986) [47] đã khẳng định rằng: Ngƣời ta thu nhận đƣợc men Proteaza từ nhiều nguồn khác nhau nhƣ động vật, thực vật, vi sinh vật , nhƣng kinh tế nhất vẫn là men từ bề mặt, hoặc lên men chìm.
Nƣớc Pháp hàng năm sản xuất 100.000 tấn men khô dùng cho chăn nuôi, sản lƣợng men khô này cung cấp một lƣợng protein lớn gấp 1/10 lƣợng protein của ngũ cốc.
1.2.1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM trên thế giới
Theo Reganold (1990) [60] và Parr, J.F and S.B Hornick (1992) [59] thì hiện nay trên thế giới, môi trƣờng đang bị ô nhiễm nặng, nguyên nhân do con ngƣời sử dụng quá nhiều phân bón hoá học, thuốc trừ sâu trong ngông nghiệp (và nạn phá rựng nghiêm trọng gây ảnh hƣởng tới môi trƣờng sinh thái, gây xói mòn đất, làm giảm độ phì nhiêu trong đất canh tác) gây ảnh hƣởng tới sức khoẻ con ngƣời. Higa. T (1991) [55]; Higa and G.N Wididana (1991a) [54] phát minh ra EM nhƣ là một cứu cánh cho tất cả hành tinh của chúng ta, nó khắc phục đƣợc những nguy hiểm ở trên, nếu chúng ta biết sử dụng EM đúng cách.
Qua bảng tóm tắt của Junzo kokubo, (1999) [56] ngƣời ta thấy rằng khi bổ sung EM vào thức ăn của bò và lợn thì chúng vẫn tăng trƣởng nhanh, mà không phải sử dụng tới kháng sinh hay hormone sinh trƣởng khác. Đến khi giết thịt, màu thịt tƣơi lâu hơn so với không sử dụng chế phẩm EM. Đối với gà đẻ trứng, khi cho ăn thức ăn có sử dụng EM thi hàm lƣợng vitamin E lớn gấp 3 lần so với đối chứng.
Theo Teruo Higa hệ thống nông nghiệp thiên nhiên có sử dụng công nghệ vi sinh vật hữu hiệu (EM) là hệ thống nông nghiệp có năng suất cao, ổn định, giá thành thấp, không độc hại, cải thiện môi trƣờng và bền vững. Do đó từ năm 1982 EM đã đƣợc sử dụng vào sản xuất nông nghiệp, kết quả là đã làm giảm rõ rệt các tác nhân gây hại cho sản xuất nông nghiệp nhƣ giảm sâu bệnh, côn trùng. Ngoài ra, trên thực tế, công nghệ này đã mang lại kết quả rất khả quan, đó là: Năng suất, chất lƣợng mùa vụ tăng, sản phẩm thu hoạch tăng, chất lƣợng sản phẩm tăng, nhờ đó mà sản xuất tăng trƣởng và phát triển bền vững. Tiến sĩ James F. Parr - Cục nghiên cứu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nông nghiệp - Bộ nông nghiệp Mỹ đã nói "Chúng tôi nhìn nhận Công nghệ EM nhƣ một công cụ tiềm tàng có giá trị có thể giúp đỡ nông dân phát triển hệ thống canh tác bền vững về kinh tế, môi trƣờng và xã hội" Cũng từ đó, EM đã đƣợc nghiên cứu và sử dụng cho nhiều mục tiêu đa dạng hơn cho sản xuất, bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm v.v… và đến nay công nghệ EM đã đƣợc ứng dụng ra khắp các lục địa trong hơn 150 nƣớc và đã đƣợc sản xuất ở hơn 80 quốc gia. Sau hơn 20 năm nghiên cứu EM, Giáo sƣ T. Higa cùng các đồng nghiệp đã phát triển từ 5 lớp sinh vật (đƣợc ghi nhận trong bằng sáng chế của GS.TS Teruo Higa) đến 9 lớp, từ 83 loài vi sinh vật lên đến 130 loài trong EM .
Tại Hội nghị Quốc tế lần thứ nhất về Nông nghiệp thiên nhiên cứu thế và nông nghiệp EM đƣợc tổ chức từ ngày 17- 21 tháng 10 năm 1989 tại Băng Cốc- Thái Lan đã có nhiều báo cáo khoa học nghiên cứu về ứng dụng của EM đối với nông nghiệp nhƣ: Báo cáo về khái niệm và giả thuyết của EM của T. Higa and G.N Wididana - trƣờng đại học Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản. Báo cáo đã chỉ ra khái niệm của EM là dựa trên cơ sở cấy hỗn hợp EM vào trong đất làm thay đổi trạng thái cân bằng vi sinh vật và tạo ra một môi trƣờng phù hợp cho cây trồng sinh trƣởng, phát triển mạnh. Vi sinh vật có ích đƣợc cấy vào đất đã tiếp tục phát triển lấn át các quần thể vi sinh vật bản địa không có lợi. Một số giả thiết liên quan đến EM đã đƣợc xác minh trong báo cáo đó là ngăn chặn bệnh hại cây, bảo tồn năng lƣợng ở trong cây, làm tan các chất khoáng ở trong đất, cân bằng hệ sinh thái vi sinh ở trong đất, tăng hiệu lực quang hợp, cố định nitơ sinh học (Higa T, G.N. Wididana, 1989) [52]. Báo cáo của D. N. Lin- Trung tâm nghiên cứu canh tác tự nhiên của Hàn Quốc về hiệu quả của EM đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất lúa. Báo cáo của S. Panchaban - Trƣờng đại học Khon Kaen, Thái Lan về hiệu quả của EM đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất ngô.
Hội nghị quốc tế lần thứ 2 tổ chức tại Brazil tháng 10 năm 1991 cũng đã có một loạt các báo cáo về hiệu quả của EM đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất một số cây trồng nhƣ lúa, khoai lang, rau spinach, khoai tây, cải bắp, ớt.. ở các nƣớc Nhật Bản, Myanma, Sri Lanka, Hàn Quốc, Brazin.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tại hội nghị quốc tế lần thứ 3 vào năm 1993, lần thứ 4 vào năm 1995, lần thứ 5 vào năm 1997, lần thứ 6 vào năm 1999 và lần thứ 7 vào năm 2002 nhiều nghiên cứu mới về EM và những ứng dụng của EM trên khắp thế giới đƣợc công bố nhƣ nghiên cứu về tác dụng của EM tới môi trƣờng chăn nuôi, nẩy mầm và sức nẩy mầm của hạt giống; ảnh hƣởng của EM tới đất; hiệu quả của EM đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất một số cây trồng: ngô, đậu, đậu tƣơng, cà chua, dƣa chuột, bí, khoai tây, rau các loại, chuối; hiệu quả của EM đến rễ cây trồng và đất; tác dụng của EM đối với nghề trồng hoa; EM trong quản lý sâu bệnh tổng hợp.
Nhờ những kết quả nghiên cứu ứng dụng có hiệu quả mà các nƣớc trên thế giới đón nhận EM nhƣ là một giải pháp để đảm bảo cho một nền nông nghiệp phát triển bền vững và bảo vệ môi trƣờng (Apnan news, 2007). Trong lĩnh vực nông nghiệp EM có tác dụng bổ sung vi sinh vật cho đất, cải thiện môi trƣờng đất, phân hủy chất hữu cơ tăng hiệu quả của phân bón, cố định nitơ không khí, ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, sâu hại trong đất, kích thích sự nảy mầm, ra hoa, kết quả chín, tăng khả năng quang hợp, năng suất chất lƣợng cây trồng đặc biệt là sử lý môi trƣờng chăn nuôi.
Nhiều nhà máy, xƣởng sản xuất EM đã đƣợc xây dựng ở nhiều nƣớc trên thế giới và đã sản xuất đƣợc hàng ngàn tấn EM mỗi năm nhƣ: Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan (hơn 1000 tấn/năm), Myanmar, Nhật Bản, Brazil (khoảng 1.200 tấn/năm), Srilanca, Nepal, Indonesia (khoảng 100- 120 tấn/năm)....
EM đang và đã đƣợc biết và kinh doanh trên khắp thế giới bởi một số cơ sở sản xuất và những nhà cung ứng dƣới một số tên sản phẩm, tên nhãn hiệu, nhãn mác đã đăng ký thƣơng hiệu nhƣ: Efficient Microbes (EM), EMRO USA Effective Microorganisms, EM-1, EM1, EM1 đ, Beneficial Microbes (aka BM), Beneficial Microorganisms (BM), Beneficial and Effective Microbes (BEM), EM Kyusei, Kyusei EM, Vita Biosa, Terra Biosa, Effective Microbes, Essential Microorganisms, Efficient Microorganisms, Compound Microorganisms (CM), Complex Fermented Microorganisms (CFM), Fermented Microorganisms, Molasses Culture, Cultured Molasses, Stuff for Food Dregs, bokashi, EM-X health
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
beverage, EM Ceramics, EM Salt, or EM Soap. Một số nƣớc có sản phẩm EM nổi tiếng và đã đƣợc cấp chứng chỉ nhƣ: Nhật Bản, Canada, Mỹ, Mexico, Úc, Đan mạch, Brazin, (Vinny Pint, 2003)[64].
Theo Ahmad R.T (1993) [48], sử dụng EM cho các cây trồng nhƣ lúa, lúa mì, bông, ngô và rau ở Pakistan làm tăng năng suất các cây trồng. Năng suất lúa tăng 9,5 %, bông tăng 27,7 %. Đặc biệt, bón kết hợp EM-2 và EM-4 cho ngô làm tăng năng suất lên rõ rệt. Bón EM-4 cho lúa, mía và rau đã làm tăng hàm lƣợng chất dễ tiêu ở trong đất. Hàm lƣợng đạm dễ tiêu tăng 2,2 % khi bón kết hợp NPK + EM-4 (Zacharia P.P., 1993) [66].
Theo kết quả nghiên cứu của Yamada K. và cs (1996) [65], Bokashi có độ pH là 5,5 và chứa 4,3 mg S, 900 mg N dễ tiêu dƣới dạng NH4, 10 mg P2O5. Hiệu lực của EM Bokashi đến hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong đất và sinh trƣởng phát triển của cây trồng do các yếu tố tạo nên là nguồn hữu cơ, nguồn vi sinh vật hữu hiệu và các chất đồng hoá có trong EM.
Milagrosa S.P và cs (1996) [57] cho rằng, bón riêng biệt Bokashi (2000 kg/ha) hoặc EM -1 (10 l/ha với nồng độ 1/500) cho khoai tây đã hạn chế đƣợc bệnh héo xanh vi khuẩn Pseudomonas solanacearum. Năng suất khoai tây ở trƣờng hợp bón riêng Bokashi cao hơn so với bón riêng EM-1. Bón kết hợp Bokashi và EM-1 làm tăng kích cỡ củ to nhiều hơn so với bón phân gà + NPK. Việc tăng kích cỡ củ và năng suất là do Bokashi và EM-1 có hiệu lực trong việc cung cấp các chất dinh dƣỡng cần thiết cho cây trong suốt các thời kỳ sinh trƣởng phát triển.
Rochayat Y. và cs (2000) [61] nghiên cứu ảnh hƣởng của việc bón Bokashi và phân lân đến sinh trƣởng phát triển và năng suất của cây khoai tây trồng ở Tây Java, nơi có độ cao trung bình 545m so với mặt nƣớc biển đã cho rằng: bón Bokashi với 20 tấn/ha đã làm tăng chiều cao cây, diện tích lá, khối lƣợng cây khô, số củ/khóm và tăng năng suất củ một cách rõ rệt.
Theo Sopit V. (2006) [63] ở vùng đông bắc Thái Lan, bón riêng Bokashi cho ngô ngọt, năng suất tăng 16 % so với đối chứng, thấp hơn nhiều so với bón NPK (15:15:15), nhƣng giá phân NPK đắt gấp 10 lần so với Bokashi. Hơn nữa, giá phân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hoá học cao và lợi ích trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ cho ngƣời nông dân, đặc biệt đối với ngƣời nông dân nghèo là chủ của những mảnh đất cằn cỗi thì việc ứng dụng công nghệ EM là rất hữu ích.
Về cơ bản, công nghệ EM đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực cụ thể nhƣ: * Trong trồng trọt
Thúc đẩy, tham gia, tăng cƣờng khả năng thích nghi với các điều kiện bất thuận theo chiều hƣớng có lợi ở tất cả các giai đoạn sinh trƣởng phát triển của cây.
* Trong chăn nuôi
Tăng cƣờng khả năng tiêu hoá, hấp thụ các loại thức ăn, sức đề kháng và khả năng chống chịu đối với các điều kiện ngoại cảnh bất thuận
* Trong bảo vệ môi trường
Giảm thiểu, ngăn chặn việc ô nhiễm môi trƣờng nói chung và môi trƣờng nông nghiệp nói riêng đặc biệt là môi trƣờng chăn nuôi.
Ngoài ra Giá sƣ Higa cũng giải thích rằng EM có thể làm giảm và thay đổi tác hại bức xạ của tia phóng xã. Cụ thể ở Nhật Bản, năm 1945 những ngƣời bị ảnh hƣởng của bom nguyên tử, sau khi uống nƣớc có EM trong 3 tháng, tất cả những triệu chứng bệnh lý đều biến mất và hiện tại họ cảm thấy sức khoẻ bình thƣờng nhƣ 50 năm trƣớc đó. Sau đó họ thử nghiệm 45 trẻ em ở Nga (là nạn nhân của vụ nổ Chernobul) bằng cách pha EM vào nƣớc uống trong vài tháng thì thấy mọi biến đổi về tâm lý và bệnh lý giảm hẳn (trích theo Junzokokubu 1999) [56].
Cuối cùng Higa, T (1991) [55]; Higa, T and G.N Widina (1991b) [53] kết luận rằng: Sử dụng EM có ý nghĩa tăng lợi nhuận về mặt kinh tế, tăng sức khoẻ con ngƣời, tăng độ phì nhiêu trong đất trồng trọt, còn có tác dụng bảo vệ môi trƣờng. Để thảo luận, bàn bạc về hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm EM, tại Thái Lan, năm 1995 đã diễn ra hội thảo quốc tế, qua hội thảo các nhà khoa học đều thống nhất: EM có tác dụng vô cùng to lớn đối với con ngƣời nói chung và đối với sản xuất nông nghiệp nói riêng. Chọn và sử dụng EM hợp lý cho từng đối tƣợng cây trồng, vật nuôi có tác dụng làm tăng năng suất cây trồng, vật nuôi và làm giảm ô nhiễm môi trƣờng rõ rệt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
1.2.2.1. Tình hình sử dụng các loại nấm men trong nông nghiệp
Hiện nay ngành chăn nuôi nƣớc ta, để nâng cao năng suất, chất lƣợng thịt thì thức ăn là yếu tố có tầm quan trọng to lớn, ảnh hƣởng tới hiệu quả chăn nuôi. Một trong những biện pháp nâng cao giá trị dinh dƣỡng của thức ăn và nâng cao khả năng tiêu hoá thức ăn của gia súc, gia cầm là sử dụng vi sinh vật trong chế biến thức ăn. Vì vậy các nhà khoa học đang đặt nhiều hy vọng vào các loại thức ăn vi sinh vật tổng hợp có giá trị dinh dƣỡng cao, giá thành hạ. Vi sinh vật là loại sinh vật đơn giản nhất có khả năng phát triển nhanh (phân bào hoặc sinh bào tử): Vi khuẩn cứ 20-30 phút thì sinh sản phân bào một lần, rong đơn bào (tảo) sản sinh mỗi lần thành 4-8 tế bào con, mỗi ngày đêm có thể sinh sản mấy chục lần.
Men rƣợu có thể sử dụng 80 % đạm vô cơ trong môi trƣờng để tổng hợp thành protein trong thời gian ngắn, theo nghiên cứu của (Nguyễn Vĩnh Phƣớc, 1980) [20] cho thấy 1 tấn thức ăn trong môi trƣờng nuôi cấy trong 8 giờ men rƣợu có thể sản sinh đƣợc 7 kg protit tức bằng lƣợng protit của một con lợn thịt nặng 30-35 kg…
Thêm vào đó vi sinh vật còn chứa trong tế bào nhiều Enzym và nhiều yếu tố quan trọng chƣa xác định đƣợc, trong đó một số có khả năng sản sinh ra các sinh tố. Nƣớc ta chƣa có công nghiệp men thức ăn gia súc nhƣng những phƣơng pháp lên men cổ truyền đã đƣợc áp dụng vào chế biến thức ăn gia súc, gia cầm từ rất lâu. Vi sinh vật cung cấp protein và axit amin gồm một số vi sinh vật lên men rƣợu, men bia và một số nấm men, nấm mốc có khả năng tổng hợp nhanh protein, lipit.
Vì vậy, trong chăn nuôi, men rƣợu và thức ăn ủ men cũng đóng góp một vai trò to lớn, góp phần nâng cao chất lƣợng khẩu phần ăn của gia súc, gia cầm và kích thích khả năng tiêu hoá của con vật làm cho da, lông bóng mƣợt, tăng trọng nhanh và ức chế một số loại vi khuẩn gây thối ở đƣờng tiêu hoá, nâng cao chất lƣợng thịt…
Theo Nguyễn Quang Linh (1997) [14] tiến hành thí nghiệm trên lợn F1 (ĐB x MC) từ 70 ngày tuổi đến 130 ngày tuổi đến 130 ngày tuổi với khẩu phần nhƣ sau:
Nguyên Liệu Giai đoạn I Giai đoạn II Cám gạo ( %) 40,00 38,00 Bột ngo ( %) 22,00 20,00
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bột sắn ( %) 24,00 27,00 Bột khoai lang ( %) 14,00 15,00 NLTĐ (Kcal) 3.125 3.000 Protein thô ( %) 11,40 10,40
Kết quả cho thấy khi lợn ăn khẩu phần trên bằng ủ men, thì chất lƣợng thịt tôt hơn, tỉ lệ nạc tăng từ 3-4 % và tỷ lệ mỡ giảm xuống từ 1-2 %, tốc độ tăng trong của lợn nhanh hơn từ 16 - 18 %.
Theo Phạn Sỹ Tiệp và cs (1999) [32] thì bột sắn vỗ béo có khả năng vỗ béo lợn F1 (ĐB x MC) từ 70 ngày tuổi đến 217 ngày tuổi. Kết quả cho thấy khối lƣợng ở