L ỜI CẢM ƠN
4. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ T ÀI
1.4.2. Thành phần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM
Theo báo cáo của APNAN, trong chế phẩm EM có khoảng hơn 80 loài 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 không 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, 2011) [22].
1.4.2.1. 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 không khí tạo nên các chất hữu cơ, giúp vi sinh vật có thể tự dưỡng hoàn toàn, không 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 vikhuẩn 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 riệng.
Vi khuẩn quang hợp chiếm một tỷ lệ lớn nhất trong EM và nó cũng giữ vai trò 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 quanghợp còn 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
Hình 1.3. Sơ đồ chức năng của các visinh vật
(Nguồn: Terua Higa, 2002) [30]
1.3.2.2. Vi khuẩn lactic
Vi khuẩn Lactic thuộc nhóm vi khuẩn gram (+), không 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 môi trường. Người ta đãứng
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 được đưa vào nhóm EM
với mục đích chủ yếu để chuyển hóa 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 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 không 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, 2011) [22].
Axit hữu cơ Chất h/đ sinh học Axit lắctic
NẤM VI KHUẨN LẮCTIC
Axit Amin Đường Axit hữu cơ
Vi khuẩn quang
hợp
1.3.2.3. 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, không có vách ngăn ngang.
Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trongđất 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 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 chất kháng sinh từ quá trình trao đổi
chất của vi khuẩn quang hợp và chất hữu cơ trong môi trường. Chất hữu cơ này có
tác dụng diệt nấm và vi khuẩn gâyhại. 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 môi trường đất bằng cách làm tăng hoạt tính sinh học của đất (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22].
1.3.2.4. Nấm men
Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào. Nấm men tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất, phân hủy các chất hữu cơ trong đất. Ngoài ra, nấm men còn 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. Ngoài hoạt
tính sinh lý, bản thân nấm men còn 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 cònđược dùng để bổ
sung thức ăn cho gia súc tạo năng suất cao(Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22].
1.3.2.5.Nhóm vi khuẩn Bacillus
Từ Bacillus nhằm miêu tả hình dáng của một nhóm vi khuẩn khi được quan sát dướikính hiển vi. Nó xuất phát từ tiếngLatinh có nghĩa là hình que. Dođó, một
số nơi gọi là khuẩn que.Trong chế phẩm EM nhóm vi khuẩn Bacilluscó những vai
trò như sau:
- Sản sinh ra các enzyme protease và amylase có vai trò tích cực trong việc
phân giải các sản phẩm protein, tinh bột dư thừa trong môi trường chăn nuôi, giúp
đường, axit amin lại có vai trò 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 loài trong chế phẩm EM đó làLactobacillus acidophilus(có nghĩa vi
khuẩn sữa yêu axít) là một loài trong chiLactobacillus.L. acidophilusphân hóađường
thành axít lactic.L. acidophiluslà 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. acidophilusđãđược 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. acidophilussinh sản bằng cách chia đôi hay trực phân. Mặc dù không có hình thức sinh sản hữu tính (chỉ là sinh sản cận hữu tính) (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22].
1.4.3. Các dạng EM và công dụng của chúng
*Dung dịch EM gốc (gọi là EM1)
-Khái niệm: là chất lỏng có mầu nâu vàng với mùi dễ chịu, nếm có vị chua
ngọt. Độ pH của dung dịch này < 3,5. -Công dụng:
+ Dùng để sản xuất ra các loại EM thứ cấp
+ Dùng trực tiếp cho vậtnuôi uống, phun trực tiếp cho cây trồng
+ Thời gian sử dụng: 6 tháng
*Dung dịch EM thứ cấp (gọi là )
- Khái niệm: là dung dịch được lên men từ EM1, rỉ đường và nước.
- Công dụng:
+ Dùng trong trồng trọt và chăn nuôi, xử lý môi trường
+ Thời gian sử dụng:3 - 6 tháng
Ví dụ: Đểtiêu diệt các vi sinh vật gây mùi thối (sinh ra các loại khí H2S, SO2, NH3…) trong rác thải, chúng ta sử dụng chế phẩm EM thứ cấp phun trực tiếp vào rác thải, cống rãnh, toa lét, chuồng trại chăn nuôi... sẽ khử được mùi hôi một cách
giảm hẳn. Chức năng phân hủy rác thải hữu cơ, tốc độ hóa mùn diễn ra nhanh hơn
chỉ sau một ngày.
Chế phẩm EM có thể giúp cho hệ vi sinh vật tiết ra các emzyme phân hủy như
lignin peroxidase, có khả năng phân hủy các hóa chất nông nghiệp tồn dư, môi trường được cải thiện. Đây là sản phẩm thân thiện môi trường phù hợp với xu hướng của xã hội hướng đến thay thế thuốc hóa học bằng chế phẩm sinh học.
*Chiết suất cây trồng lên men bằng EM (gọi là EM - F.P.E)
- Khái niệm: là dung dịch chiết suất cây trồng được lên men từ EM1, rỉ đường, nước, và cỏ tươi.
- Công dụng:
+ Dùng trong trồng trọt, nhằm bổ sung chất dinh dưỡng cho câu trồng đồng
thời ngăn ngừa bệnh và sâu hại.
+ Thời gian sử dụng:7 ngày
*Dung dịch E.M5
- Khái niệm: là dung dịch lên men từ EM1, rỉ đường, nước, rượu dấm và chiết
suất từ một số loại thảo dược khác.
- Công dụng:
+ Dùng xua đuổi côn trùng, sâu hại, ngăn chặn bệnh tật, sâu hại cho cây trồng
+ Thời gian sử dụng: 7 ngày
* Các loại EM Bokashi
- Khái niệm: là hỗn hợp các chất hữu cơ lên men với EM, rỉ đường, nước.
- Các dạng EM- Bokashi:
+ EM - Bokashi dùng trong chăn nuôi: hỗn hợp chất hữu cơ là cám gạo, cám
ngô, bột tôm cá…
Ví dụ: trong chăn nuôi lợn, gà, trâu, bò
Sử dụng EM - Bokashi cho lợn ăn đã làm tăng năng suất, chất lượng thịt có
chiều hướng tốt hơn ở một số chỉ tiêu protein thô, khoáng tổng hợp.
Chế phẩm EM có tác dụng phòng chống và trị bệnh tiêu chảy ở lợn con trong giai đoạn bú sữa, sau cai sữa và 60 ngày tuổi.Sử dụng EM trong điều trị bệnh tiêu chảy ở lợn có hiệu quả kinh tế cao hơn và không có tác dụng xấu sau điều trị như
Dùng EM để phòng trị bệnh tiêu chảy ở bò, trâu không ảnh hưởng đến sức
khỏe, các trạng thái sinh lý, hệ thống vi sinh vật dạ cỏ và sữa bò. EM có tác dụng
kháng khuẩn mạnh đối với các vi khuẩn Salmonellsa và E.coli. Điều trị bệnh ỉa
chảy với liều lượng 3ml EM gốc/kg trọng lượng cơ thể trâu bò cho kết quả khỏi
bệnh sau 2- 3 ngày (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22].
+ EM - Bokashi dùng trong xử lý môi trường: hỗn hợp chất hữu cơ cám gạo, mùn cưa, cám bồi, bã mía nghiền nhỏ…
+ EM - Bokashi dùng trong trồng trọt: hỗn hợp chất hữu cơ là phân động vật
cám, than, bùn, phân chuồng, rơm rác…hoặc các chất hữu cơ khác
Một số ứng dụng của chế phẩm EM Bokasi trong trồng trọt như sau:
Đối với cây lúa: sử dụng EM ở dạng Bokashi hoặc EM thứ cấp đều có tác dụng
xúc tiến tăng trưởng và phát triển, rút ngắn thời gian sinh trưởng trong vụ xuân từ 7- 9 ngày, vụ mùa từ 4- 5 ngày (giống lúa CR203), tăng năng suất từ 5- 10%, chống
chịu với sâu bệnh tốt hơn. Kết quả thí nghiệm cho thấy có thể giảm 30% lượng phân bón vô cơ nếu sử dụng EM-Bokashi kết hợp với phun E.M thứ cấp(Nguyễn Quang
Thạch, 2011)[22].
Đối với cây ngô: bón EM- Bokashi kết hợp phun EM thứ cấp đều có ảnh hưởng
tốt đến sinh trưởng và phát triển của cây ngô: rút ngắn thời gian trổ cờ 2- 3 ngày, ngô trỗ tập trung làm cho quá trình thụ phấn thuận lợi, năng suất tăng từ 12- 28%(Nguyễn
Quang Thạch, 2011)[22].
Cây đậu tương: EM có ảnh hưởng tốt đến các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển, tăng độ sâu rễ, tăng số lượng, trọng lượng nốt sần, tăng năng suất từ 15- 19%; chất lượng hạt đậu tương cũng tăng, có thể giảm 30% lượng phân bón hóa học (NPK) (Nguyễn Quang Thạch, 2011)[22].
Cây rau: sử dụng EM làm tăng các chỉ tiêu cấu thành năng suất rau ăn lá, dẫn
tới tăng năng suất trong thâm canh rau, tăng hiệu quả kinh tế. Chi tiêu NO3 trong rau cải Đông Dư khi sử dụng EM - Bokashi và phun EM thứ cấp đã giảm rõ rệt.
Công nghệ EM là khâu quan trọng trong sản xuất rau sạch(Nguyễn Quang Thạch,
2011) [22].
+ Thời gian sử dụng tùy theo từng loại song tốt nhất là trong vòng 30 ngày sau khi kết thúc công đoạn sản xuất sản .
Từ những kết quả ứng dụng của công nghệ EM, nhiều quốc gia đã triển khai dưới
sự trợ giúp của Nhà nước như: Pakistan, Myanma, Indonesia, Thai Lan, Ai cập, Cộng
hòa dân chủ nhân dân Triều Tiên.Ở một số nước do các tổ chức phi chính phủ chủ trì
như: Brazil, Nepal, Scrilanca, Bỉ, Hà Lan…Những nước khác do các công ty hoặc các trường Đại học đứng ra tổ chức các công việc đào tạo, huấn luyện, nghiên cứu, ứng
dụng, chuyển giao công nghệ hoặc bán sản phẩm của EM (Việt Nam).
Nguyên tắc ứng dụng công nghệ EM ở các nước đều trải qua các giai đoạn như:
-Giai đoạn 1: huấn luyện, chuyển giao công nghệ, chế tạo thử EM và thử nghiệm. - Giai đoạn 2: sản xuất thử với liều lượng lớn hơn và áp dụng với quy mô
rộng lớn.
-Giai đoạn 3: phát triển, mở rộng quy mô ứng dụng.
Các kết quả đạt được trong việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ EM một
cách rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới trong các lĩnh vực nông nghiệp, sản
xuất cây trồng, rau, lúa, ngô, khoai tây, đậu, cà phê…; chăn nuôi: trâu, bò, lợn, gà…; bảo vệ thực vật, xử lý môi trường…Qua các hội nghị Quốc tế về công nghệ
EM, các báo cáo của các nhà khoa học cho thấy chế phẩm sinh học EM có thể gia tăng cân bằng sinh quyển, tính đa dạng của đất nông nghiệp, tăng chất lượng đất,
khả năng sinh trưởng, chất lượng sản phẩm nông nghiệp (Nguyễn Quang Thạch,
2001) [22].
1.4.4.Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM trên thế giới và tại Việt Nam
1.4.4.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM trên thế giới
Nhờ những kết quả ứng dụng có hiệu quả của EM cho đến nay trên thế giới đã
có trên 80 nước triển khai như: Bỉ, Hà Lan, Italia...(Châu Âu); Brazil (Châu Mỹ);
Nhật, Trung Quốc, Ấn Độ...(Châu Á). Đặc biệt các nước đang phát triển như:
Myanma, Bhutan, Pakistan, Thái Lan, Việt Nam...việc ứng dụng EM trong sản xuất
và bảo vệ môi trường được chính phủ các nước này rất quan tâm.
Theo thông báo của tổ chức APNAN, số liệu về lượng chế phẩm gốc được sản
- Trung Quốc - Indonesia - Myanma - Thái Lan - Srilanca - Nepal - Việt Nam -Hơn 1000 tấn/năm - Khoảng 60 tấn/ năm - Khoảng 1200tấn/ năm - Khoảng 700 tấn/ năm - Khoảng 120 tấn/ năm - Khoảng 50 tấn/ năm - Khoảng 50 tấn/ năm
Các kết quả trong việc nghiên cứu, áp dụng công nghệ EM ở hầu hết các nước
trên thế giới đều đã thành công trong các lĩnh vực như: nông nghiệp (với cây trồng
như: lúa, ngô, khoai tây, cà chua, rau….), chăn nuôi như: trâu, bò, lợn, gà…bảo vệ
thực vật và xử lý môi trường. Qua các kết quả nghiên cứu và thực tế ứng dụng cho
thấy công nghệ EM có thể gia tăng cân bằng sinh quyển, tính đa dạng của đất nông
nghiệp, tăng chất lượng đất, khả năng sinh trưởng, chất lượng sản phẩm nông
nghiệp. Vì thế các nước trên thế giới đón nhận EM là một giải pháp để đảm bảo cho
một nền nông nghiệp phát triển bền vững(Nguyễn Quang Thạch, 2001)[22].
Việc triển khai áp dụng công nghệ EM ở các nước cộng hòa dân chủ nhân dân
Triều Tiên là một ví dụ điển hình:
- Thời kỳ 1994 - 1995 là giai đoạn đầu công nghệ EM được giới thiệu vào
nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Triều Tiên để thử nghiệm, huấn luyện ở quy mô
nhỏ (phòng thí nghiệm và pilot) để xác định hiệuquả của công nghệ.
- Thời kỳ 1996- 1998 là giai đoạn được sản xuất với số lượng lớn hơn và áp
dụng ở quy mô rộng hơn.
- Thời kỳ 1999 đến nay là giai đoạn được áp dụng rộng rãi
Mùa xuân năm 1995, xưởng pilot được xây dựng với quy mô sản xuất 100 tấn/ năm ở thành phố Bình Nhưỡng và tỉnh Bongsan. Sau đó thành lập Trung tâm