Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong ñất, nước và vùng rễ có mối quan hệ rất chặt chẽ với cây trồng. Hầu như mọi quá trình xảy ra trong
ñất ñều có sự tham gia trực tiếp, hay gián tiếp của vi sinh vật (mùn hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, phân giải, cố ñịnh chất hữu cơ...). Vì vậy, vi sinh vật
ñược coi là hệ thống của bộ phận dinh dưỡng tổng hợp cho cây trồng. Công nghệ sinh học về phân bón thực chất là tổng hợp các kỹ thuật (vi sinh, vi sinh học phân tử, hoá sinh...) nhằm sử dụng vi sinh vật sống hoặc các hoạt chất sinh học của chúng tạo nên các dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng hay thông qua ñó giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển và sử dụng dinh dưỡng tốt hơn
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………
29 (Phạm Văn Toản, 2002).
Giáo sư Teruo Higa, trường ðại học Tổng hợp Ryukysu, Okinawa của Nhật Bản ñã nghiên cứu và phát minh ra công nghệ vi sinh vật hữu hiệu (EM) vào những năm 70 của thế kỷ 20. T. Higa ñã nghiên cứu phân lập, nuôi cấy, trộn lẫn 5 nhóm vi sinh vật có ích là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm sợi ñược tìm thấy trong tự nhiên tạo ra chế phẩm Effective Microorganisms (EM) (Wikipedia (2006), Chế phẩm EM,http://vi.wikipedia.org/wiki/Ch%E1%BA%BF_ph%E1%BA%A9m_EM.
EM Info Website (2007), Introduction to EM, http://eminfo.info.Wikipedia
(2007),Effectivemicroorganism,http://en.wikipedia.org/wiki/Effective_Microorgani sms). Công nghệ EM dần trở nên nổi tiếng và có ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước.
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
ñịnh, giá thành thấp, không ñộc hại cải thiện môi trường bền vững.
T. Higa cho rằng, chế phẩm EM giúp sinh ra các chất chống oxy hoá như
inositol, ubiquinone, saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các muối chelate. Các chất này có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có hại và kích thích các vi sinh vật có lợi. ðồng thời các chất này cũng giải ñộc các chất có hại do có sự hình thành các enzym phân huỷ. Vai trò của EM còn ñược phát huy bởi sự cộng hưởng sóng sinh ra bởi các vi khuẩn quang dưỡng (Trần ðức Hiền, 2007, Sử dụng chế phẩm sinh học EM
trong sản xuất và ñời sống, Sở Khoa học và Công nghệ ðắkLắk http://www.skhcndaklak.gov.vn/Trangch%E1%BB%A7/Th%C3%B4ngtinK HCN/T%E1%BA%A1pch%C3%ADKHCN/T%E1%BA%ADpsans%E1%B B%91022006/tabid/102/ctl/Details/mid/392/ItemID/88/Default.aspx).
Từ công thức của chế phẩm EM, một số chế phẩm tương tự và nội ñịa hóa ñã ñược sản xuất ở Việt Nam là chế phẩm GEM và VEM (Wikipedia,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………
30 2006, Chế phẩm EM,http://vi.wikipedia.org/wiki/Ch%E1%BA%BF_ph%
E1%BA%A9m_EM).
Các vi sinh vật trong chế phẩm EM có một hoạt ñộng chức năng riêng của chúng. Do ñều là các vi sinh vật có lợi, cùng chung sống trong một môi trường, sống cộng sinh với nhau, cùng hỗ trợ cho nhau nên hoạt ñộng tổng thể
của chế phẩm EM tăng lên rất nhiều (Nguyễn Quang Thạch và ctv, 2001). Có nhiều dạng chế phẩm EM ñã ñược sản xuất. Tuy nhiên, trong ứng dụng, chỉ
cần dùng riêng biệt một loại chế phẩm hoặc phối hợp nhiều loại khác nhau cũng ñã mang lại hiệu quả cao.
* Dung dịch EM gốc (EM1)
EM1 nguyên chất là tập hợp khoảng 50 loài vi sinh vật có ích cả háo khí và kỵ khí thuộc 10 chi khác nhau gồm vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm mốc sống cộng sinh cùng môi trường.
Chế phẩm EM1 là chất lỏng màu nâu vàng, có mùi dễ chịu, vị chua ngọt, pH < 3,5. Chế phẩm EM1 ñược bảo quản ở nhiệt ñộ bình thường, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp chiếu vào. Thời gian bảo quản từ 6 tháng ñến 1 năm.
EM1 ñược dùng trực tiếp ñể bón cho cây, bổ sung vào thức ăn, nước uống cho gia súc, phun trực tiếp vào rác thải.
Từ chế phẩm EM1 có thể chế ra các chế phẩm khác như EM thứ cấp, EM Bokashi B (làm thức ăn cho gia súc) và EM Bokashi C (ñể xử lý môi trường) (Lê Khắc Quảng, 2004).
* EM Bokashi
EM Bokashi thường có dạng bột, hoặc hạt nhỏ ñược ñiều chế bằng cách lên men các chất hữu cơ (cám, bánh dầu, bột cá, phân, than bùn) với dung dịch EM1. EM Bokashi có tác dụng tăng tính ña dạng của vi sinh vật trong ñất và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………
31 sạch, ñược pha trộn theo tỷ lệ 3:3:100. Sau ñó phun dung dịch trên vào thức
ăn và trộn ñều cho ñến khi ñộẩm ñạt khoảng 30 ñến 40%. Cho vào bao hoặc thùng chứa, bao kín ñể lên men kị khí. Sau 7 - 10 ngày, khi hỗn hợp lên men, thơm mùi rượu, có mốc trắng trên bề mặt, nghĩa là EM Bokashi B ñã làm xong và có thểñem dùng.
EM Bokashi C: Vật liệu khô là cám gạo và mùn cưa ñược pha trộn theo tỷ lệ 1:1. Dung dịch EM ñược chuẩn bị như trên. Cách làm tương tự nhưñối với EM Bokashi B (Lê Khắc Quảng, 2004).
* EM 5
EM 5 ñược dùng ñể phun lên cây trồng, nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và loại trừ sâu hại bằng quá trình sinh học, không phải tiêu diệt bằng quá trình trực tiếp.
* EM - FPE (EM Fermented Plant Extract)
EM - FPE là chiết xuất cây cỏ lên men EM. EM - FPE bao gồm một hỗn hợp cỏ tươi với rỉ mật ñường và EM1. Tác dụng chính là cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, ñồng thời hạn chế vi sinh vật gây bệnh và côn trùng.