РОЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ    к содержанию

Почва является основным средством производства в сельском хозяйстве. Все продукты сельского хозяйства состоят из органических веществ, синтез которых происходит в растениях под воздействием, главным образом, солнечной энергии. Разложение органических остатков и синтез новых соединений, входящих в состав перегноя, протекает при воздействии ферментов, выделяемых разными ассоциациями микроорганизмов. При этом наблюдается непрерывная смена одних ассоциаций микробов другими.

Микроорганизмов в почве очень большое количество. По данным М.С. Гилярова, в каждом грамме чернозема насчитывается 2-2,5 миллиарда бактерий. Микроорганизмы не только разлагают органические остатки на более простые минеральные и органические соединения, но и активно участвуют в синтезе высокомолекулярных соединений — перегнойных кислот, которые образуют запас питательных веществ в почве. Поэтому, заботясь о повышении почвенного плодородия (а, следовательно, и о повышении урожайности), необходимо заботиться о питании микроорганизмов, создании условий для активного развития микробиологических процессов, увеличении популяции микроорганизмов в почве.

Основными поставщиками питательных веществ для растений являются аэробные микроорганизмы, которым дляосуществления процессов жизнедеятельности необходим кислород. Поэтому увеличение рыхлости, водопроницаемости, аэрации при оптимальной влажности и температуре почвы обеспечивает наибольшее поступление питательных веществ к растениям, что и обуславливает их бурный рост и увеличение урожайности. Однако растениям для нормального роста и полноценного развития необходимы не только макроэлементы, такие как калий, азот, фосфор, но и микроэлементы, например, селен, который выступает как катализатор в различных биохимических реакциях и без которого растения не в состоянии сформировать действенную иммунную систему. Поставщиками микроэлементов могут быть анаэробные микроорганизмы — это микроорганизмы, которые живут в более глубоких почвенных пластах и для которых кислород — яд. Анаэробные микроорганизмы способны по пищевым цепям «поднимать» необходимые растениям микроэлементы из глубинных слоев почвы.

В окультуренных плодородных почвах бурно развиваются не только микрофлора, но и почвенная фауна. Животные в почве представлены дождевыми червями, личинками различных почвенных насекомых и живущими в почве грызунами. Из числа микроскопической фауны черви являются наиболее активными почвообразователями. Они живут в поверхностных горизонтах почвы и питаются растительными остатками, пропуская через свой кишечный тракт большое количество органического вещества и минеральной составляющей почвы.

Микроорганизмы в почве образуют сложный биоценоз, в котором различные их группы находятся между собой в сложных отношениях. Одни из них успешно сосуществуют, а другие являются антагонистами (противниками). Антагонизм их обычно проявляется в том, что одни группы микроорганизмов выделяют специфические вещества, которые тормозят или делают невозможным развитие других. Цель ЭМ-технологии заключается в создании оптимальных условий для развития полезной микрофлоры, приводящей к оздоровлению почвы, а также в повышении плодородия почвы и урожайности возделываемых культур.

ЭФФЕКТИВНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ (ЭМ)    к содержанию

На первый взгляд, решение проблемы повышения плодородия просто: вноси в почву побольше полезных микроорганизмов — и будешь иметь тот урожай, который пожелаешь. Практически же все гораздо сложнее. В природе микроорганизмы сосуществуют большими группами, образуя довольно длинные пищевые, защитные и другие поддерживающие друг друга симбиозные цепочки. Обрыв в одном из звеньев может привести к гибели и других видов. Точно так же внесение в почву лишь одного из питающих растения звеньев если и имеет эффект, то на очень короткое время, так как в отсутствии других, обеспечивающих их жизнедеятельность, биологических видов микроорганизмы быстро погибают или уходят в анабиоз.

Проблема повышения плодородия усложнялась и тем, что наряду с полезными (регенеративными) микроорганизмами в любой биологической среде неизбежно существуют и патогенные (дегенеративные) микроорганизмы, вызывающие разложение и гниение, приносящие отравления и болезни. Точно так же, как регенеративные микроорганизмы способствуют развитию всей полезной растительной фауны, дегенеративные являются источником жизнедеятельности организмов, являющихся для растений вредителями. Именно поэтому любые вредители поражают в первую очередь растения наиболее слабые и больные, а не благоухающие. Задача ЭМ-технологии состоит и в том, чтобы обеспечить равновесие между полезными и патогенными микроорганизмами в точке золотого сечения, когда примерно 2/3 полезных микроорганизмов достаточно, чтобы обеспечить здоровье почвы, ее богатство и сбалансированность по составу микро-, макроэлементов, органических соединений. А примерно 1/3 патогенных микроорганизмов необходима, чтобы, например, «держать в тонусе» иммунную систему растений.

Таким образом, перед учеными встала однозначная задача создания устойчивого симбиоза микроорганизмов, способствующего как обеспечению питанием растений, так и ограничению патогенной микросреды. Первым ее удалось разрешить в 1988 г. японскому ученому Теруо Хига, хотя впервые подобные исследования были начаты советскими учеными еще в 30-х годах XX века.

В процессе работы микробиолог исследовал около 3000 видов основных, обеспечивающих почвенную жизнедеятельность, микроорганизмов, и ему удалось открыть неизвестную ранее суть их регенеративно-дегенеративной количественной взаимосвязи. В самом упрощенном виде ее можно показать следующим образом.

Оказалось, что как в среде животворных, так и в среде патогенных микроорганизмов около 5% видов являются ведущими. Остальные, будучи изначально либо более регенеративными, чем дегенеративными, либо наоборот, могут в значительной степени поменять свою исходную ориентацию, но только в ту сторону, где больше лидеров. Здесь можно привести аналогию с беспринципными людьми, когда большинство ждет, кто именно из дерущихся победит, а затем присоединяется к победителю и добивает проигравшего. В итоге получилось, что если в почве больше микроорганизмов, являющихся регенеративными лидерами, то таковой является и сама среда, а потому и растения на ней процветают, представляя одновременно благополучный рост, высокие урожаи, исключительное здоровье. Если же преобладают патогенные лидеры, то наблюдается слабый рост, низкий урожай, болезни, вредители.

В итоге Теруо Хига отобрал 86 лидирующих регенеративных штаммов, в совокупности выполняющих весь спектр функций по питанию растений, их защите от болезней и оздоровлению почвенной среды, получивших название ЭМ (эффективные микроорганизмы). Далее встала не менее сложная задача — объединение всех ЭМ в растворе, в котором бы все они могли содержаться длительное время и при полной сохранности. Главная проблема была в том, что некоторые из выбранных штаммов могли развиваться только в противоположных условиях (например, при наличии или отсутствии кислорода). И эта задача была с успехом решена. Вместе с созданным Теруо Хига ЭМ-препаратом родилась и новая технология земледелия — ЭМ-технология, а с ее появлением началась и новая эра продуктивного экологического земледелия.

В зависимости от интенсивности применения новой технологии и степени зараженности почв, урожай увеличивался в 1,5-4 раза. Там, где ранее собирался в год один урожай, стали собирать два. Однако главным достоинством ЭМ-технологии стала возможность за 3-5 лет, практически полностью исключив применение химических удобрений и пестицидов, вернуть почвам естественное высочайшее плодородие и, в первую очередь, исключительное потребительское качество выращиваемой продукции.

Выращенные по ЭМ-технологии плоды имеют необыкновенно высокое содержание полезных веществ, обладают превосходной сохранностью. Так, выращенная по полному циклу ЭМ-технологии земляника не уступает по вкусу и аромату лесной, а картофель может лежать в хранилище несколько лет. Некоторые из плодов приобрели новые, неизвестные раньше качества. Так, обычная выращенная по ЭМ-технологии морковь по многим целебным параметрам приближается к женьшеню.

Область применения эффективных микроорганизмов далеко не ограничилась растениеводством. Так как растительная и животная жизнь, да и любая естественная биологическая среда на Земле, имеют, по сути, единую микробиологическую структуру, то и ЭМ играют исключительную, продуктивную животворную роль при внесении их в любую биологическую среду, будь то почва, организм человека или животного, естественные отходы или любая другая, требующая биологической очистки, среда.

В Японии с помощью ЭМ очищают городские стоки, организуют замкнутые производственные циклы. Миллионы японцев используют ЭМ в кулинарии, при решении всевозможных бытовых проблем. Выдающиеся результаты показали ЭМ в животноводстве и птицеводстве. Получающие их в рацион животные не болеют, значительно быстрее растут. В несколько раз уменьшился падеж молодняка, заметно увеличились надои молока. Снесенные курами яйца превосходят по качеству деревенские.

Рождение ЭМ-технологии имело мировой резонанс. Ее внедрение стало частью национальной политики многих десятков государств: от относительно слабо развитых Таиланда и Парагвая до мировых грандов: США, Франции, Германии и т. д. Например, в Великобритании государственные субсидии фермерам, полностью переходящим на ЭМ-технологию, составили в 2001 г. 40 фунтов стерлингов на гектар.

ЭМ-ПРЕПАРАТ (СОСТАВ)    к содержанию

Главной причиной исключительной многофункциональности ЭМ-препарата является широчайший диапазон действия входящих в его состав микроорганизмов. Вот лишь наиболее крупные группы входящих в ЭМ-препарат микроорганизмов и основные выполняемые ими функции.

Фотосинтезирующие бактерии — независимые самоподдерживающиеся микроорганизмы. Эти бактерии синтезируют полезные вещества из корневых выделений растений, органических веществ и ядовитых газов (например, сероводорода), используя солнечный свет и тепло почвы как источники энергии. Полезные вещества включают в себя аминокислоты, нуклеиновые кислоты, другие биологически активные вещества и сахара, способствующие развитию и росту растений. Эти вещества поглощаются растениями непос-редственно и также выступают в качестве пищи для развивающихся бактерий. Так, в ответ на увеличение числа фотосинтезирующих бактерий в почве растет содержание других эффективных микроорганизмов. Например, содержание микоризных грибков увеличивается из-за доступности азотных соединений (аминокислот), используемых как субстрат, который выделяется фотосинтезирующими бактериями. А микориза, в свою очередь, улучшает растворимость фосфатов в почвах, доставляя, таким образом, растениям недоступный ранее фосфор.

Молочнокислые бактерии вырабатывают молочную кислоту из сахара и других углеводов, произведенных фотосинтезирующими бактериями и дрожжами. Напитки типа йогурта и рассолов производят с использованием молочнокислых бактерий уже очень давно. Молочная кислота — сильный стерилизатор. Она подавляет вредные микроорганизмы и ускоряет разложение органического вещества. Кроме того, молочнокислые бактерии способствуют разложению лигнинов и целлюлозы и ферментируют эти вещества.

МК бактерии способны подавить распространение вредного микроорганизма Fusarium, вызывающего болезни растений. Увеличение численности Fusarium ослабляет растения, что вызывает развитие других болезней и часто заканчивается вспышкой нематод. Численность нематод падает постепенно, по мере того, как бактерии молочной кислоты подавляют распространение Fusarium.

Дрожжи синтезируют антибиотические и полезные для растений вещества из аминокислот и Сахаров, продуцируемых фотосинтезирующими бактериями, органическими веществами и корнями растений.

Биологически активные вещества типа гормонов и ферментов, произведенные дрожжами, стимулируют точку роста и, соответственно, рост корня. Они секретируют (выделяют) полезные субстраты для эффективных микроорганизмов типа молочнокислых бактерий и актиномицетов.

Актиномицеты, которые по своему строению занимают промежуточное положение между бактериями и грибами, производят антибиотические вещества из аминокислот, выделяемых фотосинтезирующими бактериями и органическим веществом. Эти антибиотики подавляют рост вредных грибов и бактерий.

Актиномицеты могут сосуществовать с фотосинтезирующими бактериями. Таким образом, обе группы улучшают состояние почвы.

Ферментирующие грибы. Грибы типа Aspergillus и Penicillium быстро разлагают органические вещества, производя этиловый спирт, сложные эфиры и антибиотики. Они подавляют запахи и предотвращают заражение почвы вредными насекомыми и их личинками.

Каждая разновидность эффективных микроорганизмов (фотосинтезирующие бактерии, молочнокислые бактерии, дрожжи, актиномицеты, грибы) имеют собственную важную функцию, но при этом, с одной стороны, поддерживают действие других микроорганизмов, с другой — используют вещества, произведенные этими микроорганизмами. Это явление «сосуществования и сопроцветания» и есть симбиоз.

Когда ЭМ развиваются в почвах как сообщество, количество полезных микроорганизмов увеличивается. Микромир почвы становится богаче, и микробные экосистемы в почве хорошо сбалансированы, причем определенные микроорганизмы, особенно патогенные, не развиваются. Таким образом, подавляются болезни почвы.

Корни растений выделяют вещества типа углеводов, аминокислот, органических кислот и активных ферментов. ЭМ используют их для роста. В течение этого процесса они, в свою очередь, выделяют и тем самым обеспечивают растения аминокислотами, нуклеиновыми кислотами, разнообразными витаминами и гормонами. Кроме того, ЭМ в околокорневой зоне образуют симбиоз с растениями. Следовательно, в почвах, заселенных ЭМ, растения развиваются в исключительно благоприятных условиях.