Эффективные Микроорганизмы были культивированы доктором Теруо Хигой из Колледжа сельского хозяйства при Университете Риукиус (Окинава, Япония). В Соединенных Штатах ЭМ-препараты производит и распространяет компания «ЭМ Технологии» (ЕМ Technologies Inc.), некоммерческая корпорация в городе Tucson, штат Аризона.
Культура ЭМ - это жидкость с уровнем рН=3,5, состав которой обусловлен взаимодействием разнообразных групп естественных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов. ЭМ включают большое количество молочнокислых бактерий (Lactobacillus и Pedicoccus), фотосинтетические бактерии, акти-номицеты и другие организмы (Guim et аl., 1998).
Культуры ЭМ были тщательно исследованы. Тесты доказали их безопасность как для людей, так и для животных. Министерство сельского хозяйства США называет все микроорганизмы, входящие в сообщество ЭМ, как GRAS (признанные абсолютно безопасными). Администрация по контролю продуктов питания США (Food and Drug Administration) относит большинство культур из сообщества ЭМ к микроорганизмам, используемым в пищевой промышленности.
Первоначально ЭМ были разработаны и использовались в качестве добавки в почвы, а также при выращивании овощей и фруктов. В 80-х годах были проведены эксперименты по применению ЭМ в других областях, которые показали их эффективность в решении разнообразных экологических проблем. Микроорганизмы находятся в изобилии всюду и оказывают большое влияние на биологические и химические процессы, на то, как протекают процессы гниения, брожения, окисления и болезни любой биосистемы. До развития ЭМ-технологии не существовало возможности эффективно управлять этими микробными популяциями в крупных масштабах. Таким образом, ЭМ стали революционным инструментом для управления доминирующими микробными популяциями и увеличения эффективности большинства естественных систем.
Мир микроорганизмов сложен и разнообразен. Они зачастую сосуществуют вместе на небольшом пространстве. Различные биохимические взаимодействия между множеством микроорганизмов в безграничном разнообразии условий жизнедеятельности осложняют научные исследования и изучение микроорганизмов. В лабораторных условиях исследование хотя бы одного систематического подразделения микроорганизмов может занять годы, не говоря уже о взаимодействиях между двумя, тремя или четырьмя сообществами. ЭМ - это сообщество микроорганизмов, относящихся к нескольким классам и по крайней мере к двум разным царствам (микробиологи не согласны с разделением на царства). Это усложняет научное исследование ЭМ и понимание происходящих в их сообществе процессов.
Тем не менее ЭМ-технология была разработана в лабораторных и полевых условиях за три десятилетия опытов и ошибок. Результатом этих исследований стали тысячи страниц, описывающих функции ЭМ. Но, к сожалению, 95% этой документации существует только на японском языке. Однако даже по материалам на английском языке можно судить об эффективности и экономической жизнеспособности ЭМ. Поэтому исследователи всего мира продолжают развивать фундаментальные теории и изучать ЭМ как инструмент, способный принести пользу всему человечеству.
В середине 80-х годов исследователи и фермеры, занимающиеся разведением домашнего скота в Японии, начали проверять возможности ЭМ воздействовать на запахи и перерабатывать отходы жизнедеятельности животных. Эти работы продолжаются и в настоящее время.
В ходе исследований ЭМ показали себя как эффективный пробиотик, пригодный для обработки отходов путем биологического воздействия (Kitazato, Центр Окружающей среды, 1994). Одним из наиболее ценных вкладов ЭМ в животноводство является эффект деодорирования с учетом ограниченных средств, выделяемых для выращивания домашней птицы. ЭМ устраняют запахи, доминируя над гнилостной микробной средой с помощью организмов, которые используют путь ферментации, и поэтому не дают зловонного запаха (Yongzhen и Weijiong, 1994).
ОБЩЕПРИНЯТЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАПАХОВ
Ritter упоминает шесть категорий средств уменьшения запаха в животноводстве.
Согласно Burnett и Dondero (1970), процитированных Ritter (1981), наиболее эффективны нейтрализаторы и средства, перебивающие запах, в сочетании с химическими деодорантами. Пищеварительные деодоранты наименее эффективны.
Carlile (1984) и Moore et al. (1996) упоминают несколько эффективных химических средств, способных уменьшить выделение аммония из помета домашней птицы: пара-формальдегид, цеолиты, суперфосфат, фосфорная кислота, уксусная и пропионовая кислоты, антибиотики, квасцы и сульфаты железа.
Кроме того, существуют проблемы стоимости и действенности этих веществ. А некоторые из них сами могут стать источником новых проблем. Предполагается, что пара-формальдегид канцерогенен, сульфат железа токсичен для птицы, фосфорная кислота может повысить уровень загрязнения фосфором, который попадает на поля вместе с удобрениями из отходов жизнедеятельности птиц. Эти проблемы в настоящее время остро стоят перед сельскохозяйственным производством (Moore et al., 1996). В то же время использование таких средств, как цеолиты и квасцы, способствует повышению яйценоскости, увеличению веса, улучшению показателей усвоения пищи и здоровья птиц.
Существуют четыре различных способа, которыми ЭМ-добавки (ЭМ-пробиотик и ЭМ для переработки отходов) могут быть включены в производственную систему, чтобы достичь эффекта деодорирования:
ЭМ-пробиотик помогает сбалансировать микрофлору в желудочных трактах животных и, согласно Yongzhen и Weijiojng (1994), ЭМ увеличивает количество азота, используемого птицей. В то же время помет кур, которые получают ЭМ-пробиотик, начнет ферментироваться сразу по мере его появления. А это большое преимущество, потому что навоз будет заселяться ферментирующими микроорганизмами раньше, чем гнилостными и патогенными.
С той же целью ЭМ применяется для переработки кухонных отходов и мытья помещений. Некоторые фотосинтетические ев бактерии в ЭМ способны использовать водород в аммиаке, сероводороде и в углеводородах. Молочнокислые бактерии в ЭМ производят молочную кислоту, которая уничтожает патогенные микроорганизмы. Дрожжи в ЭМ образуют этиловый спирт и различные органические кислоты.
Аммиак - самый главный элемент загрязнения воздуха в помещениях, где содержатся птицы. Эксперименты, выполненные Yongzhen и Weijiong (1994) с группами численностью от 400 до 500 бройлеров и несушек, показывают, что использование ЭМ-пробиотика в качестве добавки к питьевой воде уменьшает концентрацию аммиака в курятниках на 42%. Использование ЭМ-ферментированного корма уменьшает концентрацию аммиака на 54%, а комбинация из двух методов уменьшает концентрацию аммиака на 69%.
Исследование группы птиц из 30000 взрослых и 20000 молодых цыплят в префектуре Gifu (Япония) показало очень хорошие результаты деодорирования экскрементов цыплят. Концентрация аммиака в экскрементах цыплят, не обработанных ЭМ, была 25,6%, в то время как в помете птиц, которые получали 1% ферментированный корм, она была сокращена до 3,6%. Этот результат сделал ненужным использование камеры сгорания, которая применялась для сжигания экскрементов цыплят для устранения запахов.
Последующее исследование проблемы, проведенное в префектуре Aichi (Япония) на ферме из 150000 несушек, показало существенное сокращение дурного запаха в курятнике и в экскрементах. ЭМ были добавлены в питьевую воду, а также использовались для ферментации корма. Кроме того, их распыляли внутри курятников один раз в неделю. После применения ЭМ концентрация аммиака в помещениях для цыплят была сокращена от 0,44 до 0,39%. Необходимо упомянуть, что до использования ЭМ данные были получены при открытых дверях, а после использования ЭМ - при закрытых дверях производственных помещений.
ПТИЦЕВОДСТВО - самая интенсивная отрасль животноводства. В настоящее время и яйца, и птицу на убой производят в огромных количествах, и это требует создания оптимальных условий содержания и правильного планирования (Sainsbury, 1992).
В результате промышленного характера производства продукции птицеводства распространение болезней может привести к большим потерям животных. Поэтому акцент надо делать на профилактике заболеваний (Sainsbury, 1992). Ниже перечисляются основные меры по предотвращению заболеваний птицы.
ЭМ-препараты, предназначенные для переработки отходов, используют также для дезинфекции помещений. Исследование, проведенное в префектуре Aichi (Япония), показало, что в результате применения ЭМ-препаратов в течение одного года на птицеферме, где содержалось 150000 кур-несушек, полностью отпала необходимость в использовании антибиотиков и дезинфицирующих средств. В результате введения ЭМ-препаратов в корм для кур почти полностью отпала необходимость в вакцинации птицы (Kitazato, Центр Науки Окружающей среды, 1994).
Используемые в настоящее время дезинфицирующие вещества - это химические продукты, например соединения фенола или формальдегида (хотя последний признан опасным для здоровья людей и запрещен для применения в некоторых странах). Дезинфекцию этими веществами обычно проводят в пустых помещениях. ЭМ-препарат является таким веществом, которое можно распылять в помещении даже тогда, когда в нем находятся птицы.
На ферме в штате Техас, на которой выращивают приблизительно 500000 цыплят бройлеров в год, ЭМ-препарат добавляли в воду для постоянного мытья помещений для цыплят. Также ЭМ-препарат распыляли на стены и потолки, им обрабатывали подстилки для птицы. В результате после первого периода роста (46-49 дней) средний показатель смертности цыплят уменьшился с 6,4 до 2,9 %.
ЭМ-препараты используют также и для переработки отходов. Добавление ЭМ-препаратов в отходы не только уменьшает выделение аммиака, но и способствует подавлению патогенной микрофлоры, что является важным фактором для предотвращения распространения болезней.
Желудочно-кишечный тракт птиц содержит приблизительно 40 разновидностей микроорганизмов, среди них некоторое количество патогенных. Микрофлора играет важную роль в процессе пищеварения. Бактериальные энзимы способствуют перевариванию белка, липидов и углеводов. Бактерии также синтезируют витамины, необходимые для птиц (Larbier and Leclercq, 1994). Потребление ЭМ-препарата курами с кормами и питьевой водой, как ожидается, приведет к улучшению их здоровья. В данном случае ЭМ проявят свои пробиотические свойства, подавляя патогенную микрофлору в пищеварительном тракте.
Anjum et аl. (1996) сообщает о положительном влиянии ЭМ-препаратов на работу лимфосистемы птицы и на иммунитет в целом. По данным этого исследования, ЭМ-препараты поддерживали работу лимфоидных органов, которые вырабатывают жизненно важные компоненты гуморального и клеточного иммунитета.
В то же самое время у птиц, на которых был опробован ЭМ-препарат, наблюдалось увеличение живого веса. Это указывает на то, что ЭМ могут способствовать росту птиц без всякого связанного с этим риска.
Продукты птицеводства могут служить источником инфекции сальмонеллы и других болезней человека (Stern, 1994). Сальмонеллез - наиболее часто упоминаемое заболевание, так как прослеживается явная связь случаев заражения людей этой болезнью с потреблением яиц и мяса домашней птицы (Sainsbury, 1992).
Согласно Edens ef аl. (1997), присутствие молочнокислых бактерий в кишечном тракте цыплят, очевидно, ограничивает численность патогенных микроорганизмов типа сальмонеллы, энтерококков и кишечной палочки. Молочнокислые бактерии способствуют образованию противобактериальных веществ, например таких, как Reuterin (антимикробное вещество, производимое лактобациллой Reuteri в процессе ферментации глицерина). У антимикробной деятельности Reuterin широкий спектр. Оно препятствует росту бактерий, грибов и простейших.
ЭМ-препараты состоят из разнообразных микроорганизмов, среди них наибольшей численностью обладают молочнокислые бактерии (Higa и Parr, 1994). Информация относительно эффективного воздействия молочнокислых бактерий на патогенные микроорганизмы дает основания надеяться на положительный результат при использовании ЭМ-пробиотиков.
Другим подтверждением эффективности ЭМ-препаратов против указанных типов патогенных микроорганизмов служат результаты исследований, проведенных при обработке городского мусора в Японии. Опыт в Naha (Япония) показывает существенное сокращение численности E.Coli после применения ЭМ-препаратов в системе очистки (Higa, 1995).
Согласно Higa (1995), через 30 дней после обработки с помощью ЭМ-препарата сточных вод в Городской библиотеке г. Гуашикава (Окинава) E.Coli не были обнаружены.
Улучшение внешнего вида домашней птицы в результате использования ЭМ-препарата - это доказательство улучшения условий содержания и здоровья птиц. В результате регулярного использования ЭМ-препаратов для обработки помещений на птицеферме в штате Техас было достигнуто значительное улучшение внешнего вида цыплят. Средний вес цыплят увеличился, и вследствие этого был снижен процент цыплят, не подходящих по нормам рынка для поставок. Очевидно, причиной этого стали более здоровые условия содержания, созданные с помощью ЭМ-препарата (King, 1998).
Другим объяснением улучшения внешнего вида цыплят после использования ЭМ-препаратов может быть попадание полезных микроорганизмов в желудочно-кишечный тракт.
Согласно Yongzhen и Weijiong (1994), ЭМ-пробиотик улучшает коэффициент поглощения азота животными. Вот результаты, полученные после 45-дневного введения ЭМ-препарата в рацион цыплят бройлеров, предназначенных для продажи. Живой вес бройлеров, употреблявших ЭМ с питьевой водой, составил в среднем 2004 г. Вес бройлеров, которым давали ЭМ-ферментированный корм, был равен 1978 г. Бройлеры, которым добавляли ЭМ-препарат и в питьевую воду, и в корм, весили приблизительно 2022 г; вес бройлеров в контрольной группе составлял 1690 г.
ЭМ-препараты улучшают качество кормов для птиц. После процесса ЭМ-ферментации было обнаружено увеличение концентрации аминокислот в корме на 28 % (Yongzhen и Weijiong, 1994). В префектуре Aichi в Японии на птицеферме, содержащей 80000 бройлеров, в течение двух лет исследовали эффективность применения ЭМ-препаратов. Исследование показало улучшение степени переваривания корма и ежедневное увеличение веса. Средний вес бройлеров был от 2,68 до 2,9 кг. Раз в неделю они получали ЭМ-препараты с питьевой водой и прежде, чем их размещали в курятниках, в помещениях и снаружи проводили распыление ЭМ-препаратов (Kitazato Environmental Science Center, 1994).
В префектуре Gifu (Япония) в течение двух лет применяли ЭМ-препараты на птицеферме, содержащей 30000 взрослых птиц и 20000 цыплят. Им давали ЭМ-ферментированный корм (1%). При этом проверялось воздействие ЭМ-препаратов и на качество яиц. У группы птиц, получавших ЭМ-препараты, наблюдалось явное улучшение следующих показателей: повысился средний вес яйца, увеличились твердость яичной скорлупы, плотность яичной скорлупы и содержание белка, улучшился цвет желтка. На этой же ферме птичий помет опрыскивали ЭМ-препаратом и создавали из него ЭМ-ферментированный компост, повышающий урожайность сельскохозяйственных культур (Kitazato Environmental Science Center, 1994) .
Птичий помет - очень полезное сырье для производства органических удобрений. Было установлено, что после компостирования с добавлением ЭМ-препарата содержание азота в птичьем помете увеличивается. Согласно Hussein et al. (1994), время, необходимое для изготовления компоста, значительно сокращается при использовании ЭМ-препаратов.
С помощью ЭМ-препаратов компостируются органические отходы. К числу органических отходов могут быть причислены бобовые, непригодное зерно, рыбная или пшеничная мука, рисовая шелуха, опилки, уголь и зола.
Дальнейшие инструкции по приготовлению ЭМ-бокаши из твердых отходов на птицеводческих фабриках - это результаты двухлетних исследований, проведенных в полевых условиях сельскохозяйственным колледжем в г. Лимоне (Коста-Рика) при участии Исследовательского центра им. Mokichi Okada в г. Сан-Паулу, Бразилия.
Изготовление бокаши из твердых отходов должно проходить под пленкой или другим покрытием, которое защитит компоненты от воздействия прямого солнечного света и осадков.
Чтобы подготовить ЭМ-раствор для обработки, надо мелассу (патоку) растворить в воде и в этот раствор добавить ЭМ-препарат в соотношении 1 часть ЭМ на 100 частей воды. Этот раствор распыляют на подготовленные материалы, чтобы влажность достигла 30-40%.
Чем больше площадь поверхности материалов, тем меньше времени потребуется микроорганизмам на заселение большей части органических материалов. Кроме того, очень важно продумать способ измельчения материалов. Выбор способа измельчения зависит от типа и качества отходов. Измельчение птичьего помета необязательно из-за его сравнительно небольшого размера.
Для процесса ферментации очень важно, чтобы у материалов был подходящий уровень влажности. Наилучший уровень влажности 30-40%. При такой влажности запах значительно слабее и заселение субстратов полезными почвенными микроорганизмами происходит быстрее.
Если материалы мелко порезаны, хорошо перемешаны, обработаны эффективными микроорганизмами и процесс ферментации проходит при необходимой влажности, то получится хороший компост ЭМ-бокаши. Хороший бокаши узнают по сладкому запаху и белой пленке мицелия на поверхности компоста.
Для изготовления полуаэробного компоста бокаши (неполностью накрытого) следует выдерживать температуру не выше 50 °С, так как слишком высокая температура приводит к потере питательных веществ, появлению маслянокислого брожения и других нежелательных процессов (Phillips, 1995).
Процесс изготовления ЭМ-ферментиро-ванного корма прост. Добавьте в корм ЭМ-препарат, хорошо перемешайте и затем ферментируйте при анаэробных условиях в течение двух суток. Когда процесс завершен, ЭМ-ферментированный корм готов к использованию в рекомендуемом соотношении.
Ниже приведена рецептура для производства ЭМ-ферментированного корма (порция 100 кг):
1) корм для ферментации - 4 кг;
2) раствор, предназначенный для обработки 4 кг корма, - 1200 мл. Раствор
готовится следующим образом:
4 кг ЭМ-ферментированного корма равномерно перемешиваются с 96 кг необработанного корма. Срок хранения свежеприготовленного ферментированного корма без доступа воздуха приблизительно две недели. Срок хранения высушенного ферментированного корма в герметичной упаковке не более 2 месяцев.