Công nghệ vi sinh hữu hiệu – EM

Công nghệ EM du nhập vào Việt Nam đến nay khoảng hơn 10 năm, cũng đã được nghiên cứu ứng dụng khá rộng rãi ở hầu hết các địa phương trong nhiều lĩnh vực: như xử lý rác thải, nước thải, vệ sinh môi trường chăn nuôi, thuỷ sản, sản xuất nông nghiệp sạch, sản xuất phân bón vi sinh song thường ở quy mô nhỏ. Do vậy trong sản xuất và cuộc sống ứng dụng công nghệ EM còn nhiều hạn chế cần được khắc phục để thực sự trở thành một giải pháp kỹ thuật sinh học hiệu quả, an toàn, đa tác dụng, thân thiện môi trường được ứng dụng rộng rãi ở nước ta.

Bài viết này nhằm giới thiệu tổng quan về công nghệ EM và một số kết quả ứng dụng cho đến nay ở Việt Nam trong lĩnh vực nông nghiệp và nông thôn.

1. Cơ sở khoa học, ý tưởng và mục tiêu

1.1.Công nghệ EM sử dụng các vi sinh vật có ích (hữu hiệu) để khai thác tốt hơn tiềm năng ánh sáng và năng lượng mặt trời.

Theo các nhà khoa học Nhật Bản, các kết quả nghiên cứu cho thấy, khả năng lý thuyết sử dụng năng lượng mặt trời của cây xanh đạt khoảng 15 – 20% nhưng trên thực tế với hiệu quả quang hợp của diệp lục, chỉ đạt khoảng 1-3% và khó có thể tăng hơn được nữa.

Trong khi đó, các vi sinh vật có ích trong tự nhiên có thể nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra các sinh khối, với sự có mặt của các chất hữu cơ, vi khuẩn quang hợp và tảo có thể sử dụng bước sóng có phạm vi từ 700 – 1200mm mà cây xanh không sử dụng được.

1.2.Công nghệ EM sử dụng các vi sinh vật để phân giải nhanh, triệt để các chất hữu cơ phế thải trong tự nhiên, qua đó giải phóng, tái tạo năng lượng và dinh dưỡng cho đất, cây trồng và môi trường trong một chu kỳ sinh học khép kín. Vì vậy, một yếu tố quan trọng để tăng sản xuất cây trồng và sinh khối là khả năng sử dụng các chất hữu cơ thông qua hoạt động của các vi sinh vật có ích với sự giúp sức của năng lượng mặt trời, điều mà cây xanh không làm được.

Công nghệ EM sử dụng và bổ sung nguồn vi sinh vật có ích để tạo lập thể cân bằng mới trong thế giới vi sinh vật tự nhiên theo chiều hướng có lợi cho môi trường, cây trồng, đất đai và con người.

1.3.Công nghệ EM nhân nuôi khối lượng vi sinh vật có ích bổ sung vào tự nhiên làm lệch cán cân vi sinh vật, kéo theo vi sinh vật trung tính để khống chế và triệt tiêu sự phát triển và tác dụng của vi sinh vật có hại, phòng ngừa và ngăn chặn các dịch hại mà không phải sử dụng hoá chất.

1.4.Công nghệ EM được các nhà khoa học phát minh ra nó coi là nội dung kỹ thuật nền tảng và quan trọng của một nền nông nghiệp mới – Đó là “nông nghiệp thiên nhiên”, sự kết hợp giữa nông nghiệp truyền thống và nông nghiệp thâm canh với sự giảm thiểu tối đa việc sử dụng hoá chất nông nghiệp; khai thác tối đa các yếu tố sinh thái; Rõ ràng, sử dụng vi sinh vật có ích là một giải pháp công nghệ nhằm khai thác tốt hơn mọi tiềm năng của các yếu tố sinh thái - đặc biệt là năng lượng mặt trời và các chất hữu cơ - để tạo nên sự tăng trưởng mới về năng suất cây trồng và sinh khối tự nhiên, tạo nên một nền nông nghiệp không phụ thuộc vào sử dụng các loại hoá chất, phát triển bền vững và thân thiện môi trường. Sử dụng “Công nghệ vi sinh” thay thế “công nghệ hoá chất nông nghiệp”, nhằm đạt 4 mục tiêu lớn là:

Sản xuất đủ lương thực, thực phẩm cho xã hội; Sản xuất các sản phẩm sạch và an toàn cho sức khoẻ của con người; Sản xuất có hiệu quả về kinh tế và tinh thần cho cả người sản xuất lẫn người tiêu dùng và đảm bảo sự bền vững của nông nghiệp và môi trường.

2. EM là gì?

2.1.EM là cụm từ tiếng Anh “Effective microorganism” viết tắt có ý nghĩa là “vi sinh vật hữu hiệu”.

- Công nghệ EM là công nghệ sản xuất và sử dụng chế phẩm EM, là nội dung kỹ thuật quan trọng và cốt lõi của “nông nghiệp thiên nhiên”.

- Chế phẩm vi sinh EM là 1 cộng đồng các vi sinh vật bao gồm từ 80 – 120 loại vi sinh vật có ích thuộc 4-5 nhóm vi sinh vật khác nhau, nhưng có thể sống hoà đồng với nhau được nhân lên rất nhanh về số lượng qua quá trình lên men, khi được sử dụng sẽ có nhiều tác dụng, đồng thời phát huy các vi sinh vật có ích sẵn có trong đất và môi trường, lấn át, hạn chế các vi sinh vật có hại.

Chế phẩm EM được điều chế ở dạng nước và dạng bột (dạng nước gọi là dung dịch EM, dạng bột gọi là EM Bokashi). Thông thường có các loại EM sau đây:

- EM1 là dung dịch EM gốc, chủ yếu để điều chế các dạng EM khác

- EM thứ cấp là dung dịch EM có tác dụng phân giải các chất hữu cơ, khử trùng, làm sạch môi trường, cải thiện tính chất hoá lý của đất, tăng trưởng vật nuôi…

- EM5 là dung dịch EM có tác dụng hạn chế, phòng ngừa sâu - bệnh, tăng cường khả năng đề kháng, chống chịu của cây trồng, tăng trưởng của cây trồng…

- EM FPE (gọi là EM thực vật) là dung dịch EM có tác dụng kích thích sinh trưởng cây trồng và tăng năng suất, chất lượng cây trồng.

- EM-Bokashi có nhiều loại, dạng bột, như là Bokashi môi trường, Bokashi phân bón, Bokashi - thức ăn chăn nuôi… có tác dụng phân giải các chất hữu cơ, cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất, tăng trưởng cây trồng và vật nuôi, chăn nuôi hạn chế dịch bệnh, làm sạch môi trường.

- Ngoài ra còn có EM.X mà ở nhiều nước sử dụng để điều chế các thực phẩm chức năng và dược phẩm, mỹ phẩm phục vụ chăm sóc sức khoẻ con người.

2.2.Dung dịch EM là chất lỏng, màu vàng nâu, hoàn toàn vô hại với cây trồng, gia súc và con người, kỵ với các hoá chất, cần được bảo quản nơi khô mát, có mùi chua ngọt rất đặc trưng, độ pH dưới 3,5. Nếu độ pH trên 3,5 đặc biệt là trên 4, có mùi hắc hoặc thối là chế phẩm đã bị hỏng phải loại bỏ.

- Nguyên liệu chủ yếu để điều chế các chế phẩm EM là nước sạch, rỉ đường, các chất hữu cơ có nguồn gốc thực vật và động vật cùng một số phụ gia.

- Thành phần vi sinh vật chủ yếu trong chế phẩm EM.

- EM bao gồm từ 80 – 120 loại vi sinh vật có ích chủ yếu thuộc 5 nhóm sau:

- Vi khuẩn quang hợp: có tác động thúc đẩy các vi sinh vật khác nhau sản xuất các chất dinh dưỡng cho cây trồng.

- Vi khuẩn axit lactic: có tác dụng khử trùng mạnh. Phân huỷ nhanh chất hữu cơ làm mất mùi thối, giảm khí độc và làm sạch môi trường.

- Men: tạo ra quá trình phát triển các chất sinh trưởng cho cây trồng và vi sinh vật.

- Xạ khuẩn: có tác dụng phòng chống các vi sinh vật có hại.

- Nấm men: tác dụng khử mùi, ngăn ngừa các côn trùng có hại.

- Như vậy, các vi sinh vật hữu hiệu EM hoàn toàn có bản chất tự nhiên, sẵn có trong thiên nhiên, quá trình sản xuất hoàn toàn là một quá trình lên men với các nguyên liệu tự nhiên, không chứa đựng bất cứ sinh vật lạc hoặc biến đổi di truyền nào, cho nên hoàn toàn đảm bảo “an toàn sinh học”.

2.3.Tác dụng của EM

Có thể nói, EM là một chế phẩm sinh học khá diệu kỳ bởi sự điều chế - sản xuất rất đơn giản và đặc biệt bởi tính đa tác dụng của nó. EM vừa là một loại phân bón vi sinh, vừa là một chất kích thích sinh trưởng cây trồng và vật nuôi, vừa là một loại nông dược phòng ngừa dịch bệnh, vừa là chất khử trùng và làm sạch môi trường… EM có tác dụng chủ yếu sau đây:

- EM thúc đẩy quá trình phân giải chất hữu cơ, thúc đẩy sự phát triển của hệ sinh vật có ích trong đất, hạn chế hoạt động của vi sinh vật hại, qua đó góp phần cải tạo đất, nâng cao độ phì của đất một cách bền vững, tăng nguồn dinh dưỡng dễ hấp thụ cho cây trồng.

- EM làm giảm mùi hôi thối, khử trùng, giảm các chất độc hại và ruồi muỗi trong môi trường do đó có tác dụng làm sạch môi trường, nhất là môi trường nông thôn.

- EM làm tăng cường khả năng quan hợp của cây trồng, thúc đẩy sự nảy mầm phát triển, ra hoa quả, kích thích sinh trưởng của cây trồng và vật nuôi, làm tăng khả năng đề kháng và tính chống chịu, qua đó góp phần tăng năng suất và phẩm chất cây trồng, gia súc và thuỷ sản, nhưng lại rất an toàn với môi trường và con người.

- EM hạn chế, phòng ngừa nguồn dịch bệnh của cây trồng và vật nuôi.

Do những tác động trên, EM có thể sử dụng rất rộng rãi trong phát triển nông nghiệp, chăn nuôi, thuỷ sản, trong làm sạch môi trường, góp phần tạo lập sự bền vững cho nông nghiệp và môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

2.4.Cơ chế tác động của EM

Cơ chế tác dụng chủ yếu của EM thể hiện ở 3 nội dung:

- Bổ sung nguồn vi sinh vật có ích cho đất và môi trường qua đó phát huy tác dụng của các vi sinh vật có ích và trung tính, hạn chế - ngăn chặn làm mất tác dụng của các vi sinh vật hại theo chiều hướng có lợi cho con người – cây trồng - vật nuôi - đất đai và môi trường.

- Thúc đẩy quá trình phân giải các chất hữu cơ trong tự nhiên qua đó giải phóng năng lượng và dinh dưỡng cho cây trồng, đất đai, môi trường.

- Góp phần ngăn chặn oxy hoá trong tự nhiên.

3. Tóm tắt tình hình nghiên cứu, sản xuất ứng dụng công nghệ EM trên thế giới

3.1.Trong những năm 80 công nghệ EM được nghiên cứu và ứng dụng thành công ở Nhật Bản, Từ năm 1989 công nghệ EM được mở rộng ra các nước. Đến nay, sau 20 năm đã có hơn 180 nước và vùng lãnh thổ tiếp cận với EM dưới nhiều hình thức: 9 hôi nghị - hội chợ quốc tế về EM đã diễn ra với sự tham gia của hàng ngàn nhà khoa học khắp năm châu, giới thiệu hàng trăm chế phẩm EM, hàng ngàn sản phẩm EM. Thành lập nhiều tổ chức nghiên cứu EM (EMRO) và rất nhiều Trung tâm huấn luyện EM quốc tế và quốc gia. Ở Nhật có 48 trung tâm, Thái Lan có trung tâm quốc tế EM… Thành lập nhiều Hiệp hôi EM ở các nước, nhiều công ty kinh doanh EM… Kể cả những tổ chức quốc tế như APNAN.

3.2.Việc tổ chức nghiên cứu sản xuất EM được phát triển mạnh

Theo tổ chức APNAN, số lượng sản phẩm EM1 được sản xuất năm 2007 trên thế giới khoảng 4000 – 5000 tấn trong đó các nước Đông Bắc Á là 2100 tấn. Các nước Đông Nam Á là 1400 tấn, Nam Á là 500 tấn, Mỹ Latinh 120 tấn, Châu Phi và Trung Đông 230 tấn, Châu Âu 200 tấn.

Triều Tiên có trung tâm EM thuộc Viện nghiên cứu quốc tế EM, hàng năm sản xuất 1200 tấn EM1, có 100 xưởng sản xuất EM2 với công suất 500 – 2000 tấn/xưởng/năm, đã áp dụng EM trên diện tích 1 triệu ha trồng trọt. Trung Quốc có 10 xưởng sản xuất EM1, công suất 1000tấn/năm.

3.3Kết quả hơn 20 năm ứng dụng công nghệ EM trên hàng trăm nước khắp các châu lục cho thấy, đây là một công nghệ sinh học đa tác dụng, rất an toàn, hiệu quả cao, thân thiện môi trường, dễ áp dụng trong sản xuất và đời sống. Các lĩnh vực sử dụng EM phổ biến và thành công là xử lý rác thải, nước thải bị ô nhiễm; khử mùi, khử trùng, giảm khí độc, ruồi muỗi; xử lý vệ sinh môi trường trong chăn nuôi sạch, nuôi tôm, trồng nấm, nuôi ong.

Là một công nghệ mở, EM còn được áp dụng trong nhiều lĩnh vực đặc thù như: sản xuất thực phẩm chức năng, dược phẩm, mỹ phẩm, đồ gốm EM phục vụ chăm sóc sức khoẻ (Nhật, Trung Quốc, Đài Loan, Pakistan, Đức…); xử lý bảo dưỡng sân golf, bể bơi, công trình xây dựng (Mỹ, Đức…); xử lý ô nhiễm phóng xạ nguyên tử của nhà máy Cheenobyn (Belorussia); xử lý vệ sinh môi trường sau lũ lụt, động đất (Trung Quốc, Áo, Thái...) ; hỗ trợ chữa bệnh kể cả bệnh về gan, ung thư (Đức, Pakistan…); sản xuất nông nghiệp hữu cơ hoàn toàn không sử dụng hoá chất nông nghiệp (Thái Lan, Đức…)

Đánh giá và xu hướng chung là đẩy mạnh việc nghiên cứu, huấn luyện, sản xuất, ứng dụng công nghệ EM, coi đây là một giải pháp công nghệ cơ bản thay thế công nghệ sử dụng hoá chất nông nghiệp để phát triển một nền nông nghiệp sạch - bền vững.

Đồng thời khai thác tính “đa tác dụng” của EM, người ta tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng EM trên rất nhiều lĩnh vực mới của sản xuất, tự nhiên, đời sống. Rất nhiều nhà khoa học, tổ chức KHCN, quốc gia… cho rằng, công nghệ EM là công nghệ sinh học của thế kỷ 21!