Effektive Mikroorganismen (EM) sind Mischkulturen von nützlichen, natürlich vorkommenden Organismen, die als Impfmittel zur Erhöhung der mikrobiellen Vielfalt des Bodenökosystems eingesetzt werden können. Sie bestehen hauptsächlich aus den photosynthetisierenden Bakterien, Milchsäurebakterien, Hefen, Aktinomyceten und fermentierenden Pilzen. Diese Mikroorganismen sind physiologisch miteinander verträglich und können in der Flüssigkultur koexistieren. Es gibt Hinweise darauf, dass die EM-Impfung in den Boden die Qualität des Bodens, das Pflanzenwachstum und den Ertrag verbessern kann (Kengo und Hui-lian, 2000). Mehr Informationen finden Sie hier.
Hintergrund und Konzept effektiver Mikroorganismen
Eine gesunde Bodenökologie hat die Fähigkeit, Pflanzen vor bodenbedingten Krankheiten zu schützen, die durch pathogene Mikroorganismen und Parasiten verursacht werden. Das Bodensystem bietet diesen Schutz durch ein ausgewogenes Verhältnis zwischen pathogenen und Milliarden nützlichen Mikroorganismen, die synergetisch zusammenwirken. Das Vorhandensein dieser nützlichen Mikroorganismen in jedem Bodensystem unterscheidet einen „lebenden Boden“ genau von einem „toten Boden“. Sie zersetzen und fermentieren organische Anteile des Bodensystems, die sie in humushaltige Nährstoffe umwandeln und dabei Hormone freisetzen, die das Pflanzenwachstum fördern. Sie sind dafür verantwortlich, den Pflanzen über das Wurzelsystem Hormone, Nährstoffe und Mineralien in verwertbarer Form zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus bringen sie Bodenpartikel in der Bodenstruktur zusammen, so dass sie Nährstoffe und Feuchtigkeit speichern können (Kengo und Hui-lian, 2000).
Das Bodenökosystem kann daher als ein „lebendiges System“ angesehen werden, das verschiedene Gruppen von Mikroorganismen kostet. Aus diesem Grund verwenden die Bauern schon lange zuvor tierische Dünger, Komposte und „Komposttee“, einen flüssigen Kompost-Extrakt, der auch Pflanzenwachstumsverbindungen und nützliche Mikroorganismen enthält. Diese Mischungen könnten dann auf Boden und Pflanzen angewendet werden, um die Bodenqualität zu verbessern und Kulturpflanzen vor mikrobiologischen Infektionen zu schützen (Ghosh et al., 2004).
Kompostierte organische Materialien einschließlich Tierdünger haben natürliche Populationen verschiedener Mikroorganismen. Viele dieser Organismen wirken sich positiv auf die Einführung in das Bodensystem aus. Sie werden jedoch bald von den natürlichen Bewohnern des Bodenökosystems übernommen und unterdrückt. Aufbauend auf dieser Praxis haben Mikrobiologen effektive Mikroorganismen entwickelt, die hauptsächlich aus Milliarden der nützlichen Mikroorganismen bestehen, die aus den gleichen natürlichen organischen Veränderungen und Umgebungen isoliert wurden.
Wohltuende Wirkungen wirksamer Mikroorganismen
Die positiven Auswirkungen von Mikroorganismen, die durch die Anwendung von Kompost, Tierdünger und „Komposttee“ eingeführt werden, sind oft von kurzer Dauer und lassen Kulturpflanzen den bodenbedingten Bedingungen ausgesetzt. Bei der Anwendung werden EM-Mischungen auch in der Bodenumgebung den gleichen Bedingungen ausgesetzt. Der Hauptvorteil der wirksamen Mikroorganismen gegenüber natürlichen Organismen in organischen Änderungen besteht jedoch darin, dass in EM die Anzahl der nützlichen Mikroorganismen viel größer ist und in optimal ausgewogenen Populationen, wenn sie eingeführt werden. Sie würden daher in der Bodenumgebung für eine viel längere Zeit bestehen bleiben, um die positiven Auswirkungen zu erzielen.
Studien haben gezeigt, dass der Einsatz von wirksamen Mikroorganismen in landwirtschaftlichen Böden nicht nur bodenbürtige Krankheitserreger unterdrückt, sondern auch den Abbau von organischen Stoffen und damit die Verfügbarkeit von Mineralstoffen und wichtigen organischen Verbindungen für Pflanzen erhöht (Singh et al., 2003). Darüber hinaus verstärkt EM die Aktivitäten nützlicher einheimischer Mikroorganismen, wie z.B. Mykorrhizen, die Luftstickstoff binden und damit den Einsatz von chemischen Düngemitteln und Pestiziden ergänzen. Die Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit hat einen signifikanten positiven Einfluss auf das Pflanzenwachstum, die Blütezeit, die Fruchtentwicklung und die Reifung der Kulturen (Lévai et al., 2006).
Die Einführung einer Population von nützlichen Bakterien (EM) in den Boden hat eine unterstützende Wirkung bei der Reduzierung bodenassoziierter mikrobiologischer Erkrankungen. Die Impfung von EM stimuliert den „Rotationseffekt“, ein Ereignis, das durch die Regeneration von Nutzorganismen und die Eliminierung pathogener Bakterien hervorgerufen wird.
Die Unterdrückung von Krankheiten wird durch den Wettbewerb um verfügbare Ressourcen zwischen den krankheitserregenden Mikroben im Boden und den nützlichen Mikroben, die in EM eingeführt werden, hervorgerufen. Infolgedessen wird eine verbesserte Population effektiver Mikroorganismen durch Impfung die verfügbaren Ressourcen im Boden erschöpfen, was zu einer Verringerung der pathogenen Mikroorganismen durch Hunger führt (Johan und Jesper, 2005).
Die Hauptstützen von EM sind die photosynthetischen Bakterien (Rhodopseudomonas spp.), Milchsäurebakterien (Lactobacillus spp.) und Hefen (Saccharomyces spp.) (Zuraini et al., 2010). Die photosynthetischen Bakterien sind unabhängige, selbsttragende Mikroorganismen. Sie gewinnen Energie aus Sonne und Bodenwärme und wandeln damit Exsudate aus Wurzelsystemen, organischen Bodenanteilen und Gasen wie Ammoniak in Baumaterialien von Zellen wie Aminosäuren, Nukleinsäuren und Zucker um.
Diese können alle direkt in die Pflanzen aufgenommen werden, um das Pflanzenwachstum zu fördern, und auch im Bodensystem fördern und erhalten das Wachstum und die Etablierung anderer nützlicher Mikroorganismen. So nimmt beispielsweise die vesikulär-arbuskuläre Mykorrhiza (VAM-Pilze), die bekanntermaßen die Aufnahmefähigkeit der Pflanze für Bodenphosphate verbessert, in der Wurzelzone in Gegenwart von Aminosäuren zu, die von den Nutzbakterien ausgeschieden werden. Darüber hinaus leben die VAM-Pilze im Bodenökosystem in Verbindung mit Azotobacter und Rhizobium, die die Fähigkeit der Pflanzen zur Stickstoffbindung erhöhen.
Die Milchsäurebakterien in EM sind dafür bekannt, Milchsäure aus Zucker und Kohlenhydraten zu produzieren, die photosynthetischen Bakterien und Hefen in EM produzieren. Milchsäure wirkt sterilisierend und kontrolliert die Vermehrung der Nematodenpopulation und bietet Schutz vor nematodenbedingten Pflanzenkrankheiten. Milchsäurebakterien in EM< sind auch am Abbau von cellulolytischen und verholzten organischen Materialien im Boden beteiligt (Ouwehand, 1998). Auf der anderen Seite produzieren die Hefen in EM Hormone und Enzyme, von denen bekannt ist, dass sie die Teilung von Pflanzenzellen und Wurzeln fördern. Sie nutzen die von den photosynthetischen Bakterien und Pflanzenwurzeln ausgeschiedenen Aminosäuren und Zucker und produzieren wiederum Wachstumsfaktoren für die Milchsäurebakterien.
Daraus lässt sich schließen, dass sich die verschiedenen Organismenarten im EM ergänzen und in einer für beide Seiten vorteilhaften Beziehung zu den Wurzeln der Pflanzen im Bodenökosystem stehen. Pflanzen würden daher außergewöhnlich gut auf Böden wachsen, die von diesen effektiven Mikroorganismen bewohnt und dominiert werden (Pei-Feng et al., 2014).
Referenzen
- Ghosh, P.K., Ramesh, P., Bandyopadhay, K.K., Tripathi, A.K., Hati, K.M. und Misra, A.K. (2004). Vergleichende Wirksamkeit von Rindergülle, Geflügelmist, Phosphokompost und Düngemittel-NPK auf drei Anbausystemen in vertisoils der semi-ariden Tropik. 1. Ernteerträge und Systeme in der Leistung. Bioressourcen-Technologie, 95: 77-83.
- Johan, S und Jesper, M. (2005). Antimykotische Milchsäurebakterien als Biokonservierungsmittel. Trends Food Sci Tech., 1: 70-78.
- Kengo, Y. und Hui-lian, X. (2000). Eigenschaften und Anwendungen eines organischen Düngemittels, das mit wirksamen Mikroorganismen geimpft ist. Journal of Crop production, 3(1): 255-268.
- Lévai, L., Veres, S.Z., Makleit, P., Marozsán, M., Szabó, B. (2006). Neue Trends in der Pflanzenernährung. Proceedings of 41th Croatian and 1st International Symposium on Agriculture, ISBN 953-6331-39-X, S. 435-436.
- Ouwehand, A (1998). Antimikrobielle Komponenten aus Milchsäurebakterien. In Milchsäurebakterien Mikrobiologie und funktionelle Aspekte ed Salminen, S Von Wright A., S. 139-159.New York:Marcel Dekker Inc.
- Pei-Feng, S., Wei-Ta, F., Li-Ying, S., Jyuan-Yu, W., Shih-Feng, F. und Jui-Yu, C. (2014). Indol-3-Essigsäure produzierende Hefen in der Phyllosphäre der fleischfressenden Pflanze Drosera indica L. PLoS One 9(12): e114196.
- Singh, D.S., Chand, S, Anvar, M. und Patra (2003). Einfluss organischer und anorganischer Veränderungen auf das Wachstum und die Nährstoffakkumulation durch Isabgol (Plantago ovata) in Sodaböden unter Treibhausbedingungen. J. Med. Arom. Plant Sci., 25: 414-419.
- Zuraini, Z., Sanjay, G. und Noresah. M. (2010). Effektive Mikroorganismen (EM)-Technologie zur Wiederherstellung der Wasserqualität und Potenzial für nachhaltige Wasserressourcen und -management. Proceedings of the International Congress on Environmental Modeling and Software Modelling for Environment’s Sake, Fifth Biennial Meeting vom 5. bis 8. Juli 2010, Ontario Canada.
