HOMEPAGE
EMRO Nederland
Agriton.com
Gezond en veilig voedsel

Nuttige & effectieve Micro-organismen
voor een duurzame landbouw en een gezond milieu
Gezond en veilig voedsel
Handleiding EM Effectieve Micro-organismen
Bereidingswijze en toepassing
door
Dr. Teruo Higa
Professor of Horticulture
University of the Ryukyu
Okinawa, Japan
vertaling & bewerking: Frits van den Ham, Albert de Puijsselaar & Ton Nicola
AGRITON
Industriestraat 1-B
8391 AG Noordwolde Fr.
telephone ++31(0)561-433115
telefax ++31(0)561-432677
E-mail: info@agriton.nl
Inhoud
Gezonde voeding en schadelijke voeding. *
Duurzame landbouw. *
Milieuproblemen en de agrarische sector. *
Actieve zuurstof als vervuiler. *
Oxidatieve stoffen. *
Micro-organismen en de bodem. *
Conclusie *
Figuren
fig.1: Het basisconcept voor de behandeling van micro-organismen in de bodem. *
fig.2: Zuiveringsbacteriën. *
fig.3: Stikstofbindende micro-organismen. *
fig.4: Eumycota die worden gebruikt voor een nuttige fermentatie. *
fig.5: Soorten en eigenschappen van fotosynthetische bacteriën. *
fig.6: Pijldiagram over het hergebruik van afgebroken organisch materiaal en de werking van de micro-organismen in de bodem. *
Deel I; Nuttige & Effectieve Micro-organismen
Als men spreekt van gezonde voeding, betekent het dat er ook schadelijke voeding bestaat. Voeding is van essentieel belang als energiebron voor het leven. De meeste ziekten van de mens ontstaan door verkeerde voeding. Afhankelijk van de wijze van consumeren kan elke soort voeding schadelijk zijn. Vaak denkt men dat bepaalde voeding gezond is, alhoewel deze schadelijke stoffen bevat.
Gewasbeschermingsmiddelen kunnen schadelijke stoffen bevatten, die een giftige werking hebben in het menselijke lichaam. Indien deze middelen volgens de aangegeven gebruiksaanwijzing worden toegepast, worden ze als veilig beschouwd. Testresultaten echter, ontkennen deze veronderstelling.
Kunstmeststoffen worden bij normaal gebruik niet als giftig beschouwd. Het is echter bekend, dat ophopingen van amiden, nitraten en ammonium in het gewas kunnen worden omgezet in carcinogene stoffen tijdens bijvoorbeeld het koken.
Andere ernstige schadelijke problemen worden veroorzaakt door de residuen van gewasbeschermingsmiddelen, die gebruikt worden ter bestrijding van parasieten, schimmels en virussen en om de houdbaarheid van de gewassen tijdens de opslag te verhogen.
Sommige voedingsadditieven kunnen onder bepaalde omstandigheden ook worden omgezet in carcinogene stoffen of verminderen de immuniteit. Oververhitte frituuroliën zijn bijvoorbeeld zeer schadelijk. Een groot deel van onze voeding kan niet langer als veilig worden beschouwd.
De consument prefereert voeding, die zonder kunstmest en chemische bestrijdingsmiddelen wordt geproduceerd. De gangbare methoden voor de produktie van voedsel, worden geteisterd door problemen met betrekking tot de gezondheid en veiligheid.
Het wereldberoemde boek Dode Lente van Rachel Carson en het opzienbarende boek Zilveren Sluiers van Prof. Dr. C.J. Briejèr hebben de consument wakker geschud ten aanzien van de gevaren verbonden aan het gebruik van chemische gewasbeschermingsmiddelen en kunstmeststoffen in de land- en tuinbouw.
Met deze gegevens als achtergrond, wordt hierna aandacht besteed aan de produktie van gezond en veilig voedsel.
Duurzame landbouw als basis voor het bestaan van de mens voldoet aan de volgende vijf beginselen:
- Duurzame landbouw verhoogt de produktie van gezonde en veilige voeding zonder gebruik te maken van kunstmeststoffen en chemische gewasbeschermingsmiddelen.
- Duurzame landbouw behartigt de belangen van producent en consument.
- Duurzame landbouw is praktisch uitvoerbaar en dient voortdurend de bodemvruchtbaarheid te verbeteren.
- Duurzame landbouw beschermt het milieu.
- Duurzame landbouw voorziet een groeiende wereldbevolking van voldoende, gezonde en veilige voeding.
De landbouw wordt tegenwoordig een agrarische industrie genoemd, die gebruik maakt van de natuur. Hierdoor wordt de indruk gewekt, dat de landbouw een positieve rol speelt bij het behoud van de natuur. Het gangbare landbouwsysteem, dat zich verlaat op het gebruik van kunstmeststoffen, chemische gewasbeschermingsmiddelen en van zwaar mechanisch materieel, is eigenlijk één van de belangrijkste bedreigingen van de natuur.
De vervuiling en afbraak van het milieu veroorzaakt door de gangbare landbouw wordt geaccepteerd en beschouwd als een noodzakelijk kwaad. Vervuiling veroorzaakt door chemische gewasbeschermingsmiddelen en kunstmeststoffen kunnen niet ongedaan gemaakt worden. Deze stoffen veroorzaken niet alleen vervuiling en afbraak van het ecosysteem in bodem en water, maar zijn ook de oorzaak van secundaire vervuilingsproblemen, door de aanmaak van carcinogene stoffen.
Andere takken van industrie zijn zich inmiddels bewust geworden van de verantwoordelijkheid voor de milieuvervuiling. Door een toenemende publieke druk, grove boetes en de ontwikkeling van preventieve technologieën tracht de niet-agrarische industrie inmiddels adequaat te reageren op de problematiek met betrekking tot het milieu.
INHOUD


Fig 1. Het basisconcept voor de behandeling van micro-organismen in de bodem
Door het gebruik van kunstmest worden organische meststoffen, zoals dierlijke mest, gewasresten groente-, fruit- en tuinafval niet langer als een waardevolle bemesting beschouwd. Overschotten van deze produkten vormen een inmiddels secundair milieuprobleem in rivieren, ander oppervlaktewater en grondwater. Nog meer milieuproblemen worden veroorzaakt door de afbraak van de ozonlaag, het broeikaseffekt en de erosie van de bodem. Doordat kunstmeststoffen geconcentreerde zouten bevatten en tevens verzurend werken, worden landbouwgronden uitgeloogd, en het evenwicht in de bodemflora tussen de nuttige en schadelijke micro-organismen ernstig verstoord. Een ziekteverwekkende bodem is het gevolg; we kunnen stellen dat 90% van alle landbouwgronden in de wereld ziekteverwekkend zijn.
In Nederland bijvoorbeeld is ca. 2 miljoen hectare landbouwgrond, per hectare wordt per jaar ca 275 kg stikstof toegediend in de vorm van kunstmest. Het stikstofgehalte in de meeste kunstmeststoffen is ca. 27%, waardoor er per ha. dus 1000 kilo kunstmest wordt gebruikt. Dit vermenigvuldigd met 2 miljoen maakt 2 miljard kilo kunstmest per jaar.
Zuurstof is noodzakelijk voor het leven, we kunnen niet zonder. We hebben het niet alleen nodig voor de ademhaling; zuurstof zet ook het verbrandingsproces in de cellen in gang. Door die verbranding komt energie vrij. Bij een verbrandingsproces in een organisme ontstaan echter ook de z.g. vrije radicalen. Wat zijn precies vrije radicalen? Vrije radicalen zijn kleine, uiterst agressieve zuurstofdeeltjes (ionen), die in een organisme thuishoren, maar bij een overdaad ervan schadelijk zijn. Ze zijn nodig, omdat ze een rol spelen in een goed functionerend afweersysteem. Maar ze kunnen ook cellen beschadigen en daardoor laten afsterven. Ze zijn de oorzaak van het verouderingsproces.
Dode en levende materie hebben de neiging om te oxideren en uiteen te vallen. Oxydatie is het aangaan van een verbinding met zuurstof. Als een appel een tijdje blijft liggen dan wordt deze op een gegeven moment vanzelf bruin en rimpelig. Als er geen verbinding met zuurstof tot stand komt, blijft de appel intakt.
Het is nu mogelijk om ziekten in de bodem, plant, dier en mens te verklaren op basis van oxydatie en het uiteenvallen van de DNA-structuur. Zuurstof in zijn moleculaire toestand, heeft niet direkt het vermogen om materie te oxideren. Om dit te bewerkstelligen moet zuurstof in een aktieve toestand komen. Een dergelijke actieve zuurstof wordt een vrije radicaal genoemd. Eenvoudig gezegd; de reaktie van een vrije radicaal is te vergelijken met verbranding. Levende organismen gebruiken de hierdoor vrijgekomen warmte. Levende organismen hebben het vermogen om deze reaktie te controleren en kunnen daartoe antioxidanten produceren. Antioxidanten kunnen een overmaat aan actieve zuurstof omzetten in water. Oxidatieve weerstand is het vermogen om de overmaat aan aktieve zuurstof te weerstaan.
Fig. 2. Zuiveringsbacteriën: | Figuren
|
Type aanduiding | Voornaamste geslachten |
| Fotosynthetische (gram positieve).......................................... | Rhodopseudomonas Rhodospirillum Chromatium, Chlorobium |
Gram-negatieve, aërobe staafvormige en bolvormige bacteriën.............................. | Pseudomonas, Gluconobacter Acetobacter, Azotobacter Rhizbium, Methylomonas |
| Gram-positieve bolvormige bacteriën................................................. | Micrococcus, Streptococcus Leuconostoc, Pediococcus |
| staafvormige en bolvormige bacteriën met endosporen ............................ | Bacillus, Clostridium Desulfotomaculum |
| Gram-positieve staafvormige bacteriën zonder sporen............................ | Lactobacillus |
| Gram-positieve, Actinomyceten en aanverwante bacteriën....................................... | Corynebacterium Arthrobacter Propionibacterium Frankia Streptomyces |
|
Over het algemeen hebben levende organismen een anti-oxidatief vermogen, daarentegen hebben thermofiele en putrificerende bacteriën en pathogenen een oxidatieve weerstand. Andere bekende bacteriën hebben een hoge oxidatieve weerstand en kunnen zeer aktief zijn onder hoge oxidatieve omstandigheden. Echter, hogere levensvormen zijn alleen aangewezen op de eigen anti-oxidatieve werking om de zuurstofreacties te reguleren en ondervinden verschillende verstoringen door een overmaat van oxidanten. Een te snelle verbranding is een gevolg van een overmaat aan oxidatie. Een dergelijke verbranding veroorzaakt niet alleen de afbraak van de DNA, maar van het gehele systeem, dat daardoor niet meer in staat is naar behoren te functioneren.
Als we op deze manier naar verschillende ziekten kijken, veroorzaakt de afbraak van de DNA uiteindelijk de dood en wordt kanker veroorzaakt door beschadiging van kankerdragende genen. Vele ziekten kunnen worden verklaard in termen van oxydatie van het DNA.
Er is uitgebreid onderzoek gedaan naar ziekten en immuniteit. Echter, het is nog niet goed bekend dat immuniteit en anti-oxidatie twee zijden zijn van dezelfde medaille. Het wordt steeds duidelijker, dat de weerstand tegen ziekten, ouderdom en vitaliteit van levende organismen afhankelijk is van het vermogen tot anti-oxidatie.
Alle stoffen die als vervuilers worden gekenmerkt, zijn sterk oxidatief. Zelfs kleine hoeveelheden van deze stoffen zijn in staat om grote hoeveelheden van vrije radicalen te produceren. Chemische gewasbeschermingsmiddelen, kunstmeststoffen, agressieve reinigingsmiddelen, chemische onkruidverdelgers, voedingssupplementen, uitlaatgassen van verkeer en industrie, niet hergebruikte organische materialen en andere verrotte substanties, zoals dierlijke mest, zijn allen verwekkers van oxidatie. Indien de milieuvervuiling niet wordt opgelost, dan blijven de problemen met betrekking tot oxidatie bestaan en dientengevolge wordt de oorzaak van onveilig en ongezond voedsel niet weggenomen.
In de natuur bestaan twee processen, namelijk die van opbouw en afbraak van het leven. Omdat van micro-organismen het vermogen om stoffen af te breken zeer goed bekend is, wekken deze organismen de indruk, dat zij alleen betrokken zijn bij het afbraakproces. Echter wanneer men het opbouwproces nader bekijkt, dan zijn de micro-organismen wel degelijk betrokken bij de synthese van organisch materiaal. De kracht van dit opbouwproces ligt in het anti-oxidatieve vermogen en het immuunsysteem van de levende stof.
Oxiden en bepaalde micro-organismen, die een snelle oxidatie en decompositie bewerkstelligen, zijn de veroorzakers van het afbraakproces. Fig. 6 geeft een overzicht van de relatie tussen het afbraak- en opbouwproces. Micro-organismen zijn de kleinste levensvormen onzichtbaar voor het blote oog. Het begin van afbraak en/of opbouw wordt door micro-organismen bepaald.
Zoals aangegeven in fig. 6 vormen de meeste micro-organismen, die de opbouw bewerkstelligen antioxidanten. Voorbeelden van dergelijke micro-organismen zijn melkzuurbacteriën, fotosynthetische bacteriën, gisten, schimmels en Gram-positieve actinomyceten.
Antioxidanten zijn stoffen die vrije radicalen remmen. Er zijn verschillende soorten antioxidanten zoals meerdere organische zuren, esters, enzymen (proteïnen) en polysacchariden. Hun rol is echter nog niet geheel duidelijk. De nuttige micro-organismen bevorderen het opbouwproces, waarbij antioxidanten worden geproduceerd. De schadelijke micro-organismen bevorderen het afbraakproces, waarbij oxidanten worden gevormd, die vrije radicalen kunnen voortbrengen.
Micro-organismen zijn levende wezens en reageren zeer snel op veranderingen in hun leefomstandigheden. De samenstelling en de populaties van micro-organismen in de bodems van gecultiveerde gronden zijn niet te vergelijken met die van de bodemflora in ongecultiveerde bodems. Landbouwactiviteiten, zoals bodembewerking, onkruidbestrijding, irrigatie, monocultures en kunstmestgebruik hebben grote invloed op de leefomstandigheden van de micro-organismen in de bodem.
De voortplanting van micro-organismen in de vrije natuur is verschillend van aard. De aërobe bacteriën worden eenvoudig door de lucht overgebracht; de anaërobe bacteriën daarentegen verplaatsen zich moeilijker en zij vermenigvuldigen zich ook beduidend langzamer. De meeste nuttige micro-organismen, die antioxidanten produceren, zijn ongelijkmatig verdeeld en vormen op zich een minderheid. Deze nuttige micro-organismen kunnen, afhankelijk van de soort gewassen, het verliezen van de schadelijke micro-organismen, indien de mens niet te hulp komt.
Fig. 3: Stikstofbindende micro-organismen | Figuren
|
|
Symbiotisch | Voornaamste micro-organismen |
Algen | Anabena, Nostoc (leven in symbiose met Azolla) |
Actinomyceten | Frankia (leven in symbiose met de els) |
Bacteriën | Rhizobium (leven in symbiose met leguminosen) |
|
Onafhankelijk |
aëroob | Algen | Anabena, Nostoc sp |
| | Azotobacter | Azotobacter sp |
| | Methaanoxiderende bacteriën | Methylomonas sp |
| | Zwavelbacteriën | Thiobacillus thiooxidans |
| | aërobe fotosynthetische bacteriën | Erythrobacter longus |
Micro-aërofiel | Bolvormige bacteriën met endosporen | Bacillus, Polymyxa |
| | Darm bacteriën | Klebsiella, Pneumonia |
| | Actinomyceten | Propioxibacterium shermarii |
anaëroob | Bolvormige bacteriën met endosporen | Clostridium, Pasteurianum Desulfotomaculum ruminis |
| | Zwavel reducerende bacteriën | Desulfouibrio vulgaris |
| | Groene zwavelbacteriën | Chlorobium linicola |
| | Bruin-groene fotosynthetische bacteriën | Heliobacterium chlorum |
Bacteriën, die zowel aërobe als anaërobe eigenschappen bezitten. Afhankelijk van lucht en voeding | Non-Purper Zwavelbacteriën
Purper zwavelbacteriën | Rhodospirillum rubrum Rhodopseudomonoas sp Chromatium sp |
| | Algen | Plectonema boryanum |
|
Om de enting van nuttige micro-organismen in de bodem succesvol te laten verlopen, dienen wij het zaad van de micro-organismen in de bodem aan te brengen en ervoor te zorgen, dat de populaties toenemen door een juiste organische voeding. De werkwijze van het enten van micro-organismen is vergelijkbaar met het zaaien of planten, dat wil zeggen: eerst een juiste bodembewerking, dan zaaien of planten, en vervolgens bemesten.
Fig. 2. geeft een overzicht van de voornaamste bacteriën, die een fermentatieve synthese bewerkstelligen.
In fig. 3 worden de micro-organismen vermeld, die stikstof binden en van vitaal belang zijn voor de groei van gewassen.
Gisten en schimmels zijn onontbeerlijk in het effektief gebruik van organische stoffen. In fig. 4 worden de nuttige groepen van de Eumycota vermeld.
Een sterke toename van de verschillende soorten fotosynthetische bacteriën is een belangrijke faktor voor de vorming van stabiele ecosystemen door nuttige micro-organismen, zo blijkt uit onderzoek in het verleden. Fotosynthetische bacteriën worden vermeld in fig. 2 en 3. Fig. 5 op pag. 9 vermeldt de verschillende soorten en hun eigenschappen.
De hierboven vermelde micro-organismen hebben de tendens om een bijdrage te leveren aan het opbouwproces, doordat zij de omstandigheden van elk groeistadium kunnen beheersen. Normaliter worden deze samengestelde micro-organismen gebruikt als het zaad. Ook worden de afzonderlijk gekweekte micro-organismen gebruikt en worden deze pas gemixed op het moment van toediening. Het zaad van deze micro-organismen worden Effectieve Micro-organismen (EM) genoemd. EM dient volgens de in de handleiding aangegeven dosering te worden gebruikt. De voeding voor deze Effectieve Micro-organismen is organisch materiaal, zoals b.v. tarwezemelen, vismeel en/of ander vers organisch materiaal. Het kan worden ondergeploegd in de bodem met organische meststoffen, zoals b.v. gewasresten (verhouding; 1000 kg/ha d.i. slechts 100 gram per vierkante meter).
Door deze manier van toediening, neemt de populatiedichtheid van de nuttige micro-organismen sterk toe over het gehele perceel. Deze werkwijze maakt het composteren bovengronds overbodig. Dierlijke mest, keukenafval, gewasresten en ander organisch materiaal mogen alleen tesamen met deze micro-organismen in de bodem onder geploegd worden. Als dit namelijk niet het geval is, dan gaat het verse organische materiaal verrotten en dat is schadelijk voor het bodemleven.
Het resultaat van deze werkwijze is een toename van de natuurlijke bodemvruchtbaarheid waardoor er verbazingwekkende opbrengsten worden behaald.
Verhoging van de opbrengst met 150 tot 200 %, t.o.v. de gangbare landbouw, is mogelijk. Tevens kunnen de kosten, met 6 tot 50 %, worden teruggebracht.
Fig. 4. Eumycota die worden gebruikt voor een nuttige fermentatie | Figuren
|
| | | Schimmels | Gisten |
| | Mastigomycotina | Saprolegnis | |
| | Zygomycotina | Mucor Rhizopus | |
Eumycota | Ascomycotina. | | Saccaromycetaceae |
| | | Emericella Neosartorya Talaromyces Eupenicillium Monascas Neurospora | Saccaromyces Schizosoccharomyas Pichoa |
| | Basidiomycotina. | | Ustilaginaceae |
| | | Flammulina Lentinus | Rhodosporidium Leucosporidium |
| | Deuteromycotina | | Sporobolomycetaceae |
| | | Aspergillus Penicillium Trichodema | Bullera Sporidiobolus Sporobolomyces Cryplococcaceae Torulopsis Candida Kloeckera Rhodotorula |
|
Fig. 5) Soorten en eigenschappen van fotosynthetische bacteriën. (Yamanaka: Energy Metabolism of Micro-Organisms, 1986) | Figuren
|
Fotosynthetische bacteriën | Koolstofbron leverancier | Elektronen | Leefvoorwaarden |
Groene ZwavelbacteriënChlorobium limicola f. thiosulfatophilum |
CO2 | S2-,S0 S2O32- | licht, anaëroob |
| Draadvormige kruipende groene bacteriën | Organische Substanz (CO2) | Organische Substanz (S2-) | licht anaëroob donker, aëroob |
Purperzwavel bacteriën Chromatium vinosum Thiocapsa pfennigii | CO2, Organische Substanz | S2-,S0 S2O32-, H2 | licht anaëroob donker, aëroob |
Nonpurper zwavelbacteriën Rhodopseudomonas sphaeroides Rhodomicrobium vannielii Rhodospirillum rubrum | Organische Substanz (CO2) | Organische Substanz (H2, S2-, S2O32-) | licht anaëroob donker, aëroob donker, anaëroob |
| aërobe fotosynthetische bacteriën |
Organische Substanz |
Organische Substanz |
licht, aëroob donker aëroob |
| anaërobe, bruin-groene fotosynthetische bacteriën |
Organische Substanz |
Organische Substanz |
licht, anaëroob |
|
Zoals is aangegeven in fig. 6 is de sleutel voor dit resultaat, het zelfregulerende recyclingsysteem. De schadelijke afbraak van organisch materiaal wordt door nuttige fermentatieve en synthetische micro-organismen, omgevormd in een effectieve substantie. Tevens wordt hier duidelijk gemaakt dat bij het gebruik van dezelfde hoeveelheid organisch materiaal, afhankelijk van het type afbrekende micro-organismen, het effect op de oogst uitermate verschillend is.
Indien de gehele bodem dit opbouwende karakter krijgt, dan zullen plagen op een natuurlijke wijze verdwijnen. Als een vervanger van chemische gewasbeschermingsmiddelen, kunnen we gebruik maken van een door micro-organsimen gefermenteerd mengsel bestaande uit; alcohol, organisch zuur, honing en water.
In deze beknopte beschrijving is de rol van micro-organismen in het bodemleven verklaard als voorbeeld voor duurzame landbouw. Dit met als uitgangspunt; het produceren van gezond en veilig voedsel en een goede relatie tussen landbouw en milieu.
Het wordt duidelijk dat de toepassingen van micro-organismen oneindig zijn. Positieve resultaten zijn dan ook niet alleen bereikt in de landbouw, maar ook op het gebied van bosbouw, visserij, medicijnen en industrie. Micro-organismen bieden vaak de sleutel voor de oplossing van moeilijke problemen. Door het toepassen van micro-organismen is het mogelijk om weer gezonde voeding te produceren. Echter vanuit het oogpunt van gezondheid, dient het milieuprobleem gelijktijdig te worden aangepakt.
Het gebruik van micro-organismen maakt een nieuw landbouwsysteem mogelijk, waarbij de opbrengst en kwaliteit worden verhoogd en de kosten worden verlaagd. Deze vorm van energiebesparende landbouw is daadwerkelijke een invulling van het begrip duurzame landbouw. Een belangrijk deel van de oplossing van de milieuproblemen hangt af van de toekomstige manier van landbouw.
INHOUD


Fig 6. Pijldiagram hergebruik van afgebroken organisch materiaal en de werking van de micro-organismen in de bodem
HOMEPAGE / Deel I; Nuttige & Effectieve Micro-organismen