EM Konzept
Der japanische Agrarwissenschaftler Teruo Higa von der Ryukyu Universität auf Okinawa berichtete
in den 1970er Jahren, dass eine Kombination von etwa 80 verschiedenen
Mikroorganismen in der Lage sei, faulende (aus seiner Sicht lebensfeindliche)
organische Substanz so zu beeinflussen, dass daraus ein lebensfördernder
Prozess entstehe mit einer zusätzlichen Anreicherung mit Vitaminen, Enzymen und
weiteren Wirkstoffen. Seine Mikroorganismenstämme
nannte er Effektive Mikroorganismen. Higa
befasste sich überwiegend mit Kulturen, die bei der
Herstellung von milchsauren Lebensmitteln verwendet werden. Higa lehrte die EM-Technologie an der Universität Ryukyu auf Okinawa, Japan. Higa erklärt die vielfältigen Wirkungen mit dem Dominanzprinzip:
Es gebe drei Gruppen von Mikroben.
Nach Higas Ansicht können die beiden ersten
Gruppen dominant sein. Derjenigen dominanten Gruppe, die in der Überzahl ist,
folgten die Opportunisten und unterstützen deren Wirkung. Das heißt, ob Fäulnis
oder aufbauende Prozesse ablaufen, werde von einer mengenmäßig kleinen Gruppe
von Mikroorganismenarten bestimmt. Daher könne man
mit relativ kleinen Mengen an zusätzlich zugeführten Mikroorganismen die
Prozessrichtung in einem Milieu (Boden, Wasser, Luft, Darm, usw.) festlegen. Da
die von Higa genannten Effektiven Mikroorganismen von
ihm als dominant regenerativ angesehen werden, könnten mit ihrer Hilfe
natürliche Milieus günstig beeinflusst werden. 10
Gattungen, 80 Arten. Die fünf Gruppen sind: Milchsäurebakterien,
Photosynthesebakterien, Hefen, Actiomyceten, (Edel-)Schimmel Wirkungsweise der Effektiven Mikroorganismen (EM)Die
EM-Technologie besteht aus zwei Wirkungsprinzipien: 1. Das
dominante Prinzip (Verdrängungs Prinzip) Es werden selektierte Mikroben angesiedelt, um anderen Organismen den Lebensraum zu nehmen. Im Allgemeinen
kommen drei Kategorien (abbauende, neutrale, aufbauende) Mikroorganismen vor;
sie arbeiten nach dem so genannten dominanten Prinzip, und zwar wie folgt: Die
neutralen Mikroorganismen sind die
größte Gruppe und folgen immer den dominanten und vorherrschenden
Mikroorganismen (also entweder den aufbauenden oder den abbauenden
Mikroorganismen; es kommt ganz darauf an, welches Umfeld gerade besteht).
Beispiel: Sobald die abbauenden Mikroorganismen die Oberhand haben, folgen die
neutralen Mikroorganismen diesem Prozeß. Es entsteht ein Umfeld, in dem die
abbauenden Mikroorganismen vorherrschen. Sobald die aufbauenden Mikroorganismen
vorherrschen, folgen die neutralen Mikroorganismen diesen ebenso. Welche
Mikroorganismen die Oberhand haben, hängt vom Umfeld ab, in dem sie leben. In
der heutigen Landwirtschaft schaffen wir beispielsweise durch den übermäßigen
Gebrauch von schlechter Gülle, Mineraldünger und chemischen Mitteln ein Umfeld
in dem die abbauenden Mikroorganismen die Oberhand haben. Dadurch erzeugen wir
wiederum ein Umfeld, in dem sich Krankheiten entwickeln und langfristig
bleiben. 2.
Das Fermentationsprinzip Überall
finden mikrobielle Prozesse statt. So werden
Abfallstoffe aufgeschlossen und zu nützlichen Stoffen umgebaut. Diese Prozesse
können nur unter bestimmten Voraussetzungen stattfinden. Sie sind davon
abhängig, welche Mikroorganismen dominieren, aber auch von den vorhandenen
Nährstoffen, der Temperatur usw.
Dadurch werden bestimmte Stoffe produziert und Energien gehen verloren.
Produziert werden hierbei verschiedene Nährwerte. Welcher Prozeß stattfindet
ist entscheidend für den Boden und für die Pflanze. Wir unterscheiden zwischen
dem oxidativen (aeroben) und dem fermentativen (anaeroben) Prozeß. Bei den
fermentativen Prozessen unterscheiden wir noch zwischen nützlicher Fermentation
(Reife) und schädlicher Fermentation (Fäule). Viele dieser Prozesse finden zur
gleichen Zeit statt. 2.1. Oxidation
Oxidation
ist der Prozeß, bei dem bestimmte Mikroorganismen auf aerobe Weise organische
Moleküle aufschließen. Hierbei entstehen auflösbare anorganische Nährstoffe,
die direkt durch die Pflanze aufnehmbar sind. Bei diesem Prozeß entsteht viel
CO2 und Wärme. Nachteil: Während dieses Prozesses geht viel Energie
verloren. 2.2 Schädliche Fermentation gleich Fäulnis
Fäulnis ist ein Prozeß, bei dem bestimmte Mikroorganismen Eiweiße anaerob aufschließen, wobei stinkende und nicht komplett aufgeschlossene Stoffwechselprodukte (Ammoniak, Mercaptonen, Wasserstoffsulfide, Methan) entstehen, die meistenteils schädlich für Pflanzen und Tiere sind. Danach werden diese Produkte in andere schädliche Stoffe und relativ unauflösbare, anorganische Stoffe umgesetzt. 2.3. Nützliche Fermentation
gleich Reife ("Sauerkrautprinzip") Wenn
jedoch photosynthetisierende Mikroorganismen vorhanden sind, können diese unter
anaeroben Bedingungen die Fäulnisprodukte benutzen, um wertvolle Stoffe zu
produzieren: der Fäulnisprozeß wird in einen Reifeprozeß umgewandelt. Reife
ist ein anaerober Prozeß, bei den bestimmten Mikroorganismen komplexe organische
Moleküle aufbrechen, die dann als einfache organische und anorganische Stoffe
von der Pflanze direkt aufnehmbar sind. Zugleich werden durch Mikroorganismen
Stoffwechselprodukte hergestellt, wie z.B. Antibiotika, Hormone, Vitamine, Enzyme,
Antioxidantien usw., die durch die Pflanze leicht aufzunehmen sind. Diese
Produkte beeinflussen das Pflanzenwachstum und erhöhen die natürliche
Widerstandskraft des Bodens, der Pflanze und der Tiere; sie beugen auf diese
Weise Krankheiten vor. Die Antioxidantien sorgen dafür, dass weniger Oxidation
auftritt; dadurch wird der Fermentationsprozeß positiv beeinflußt. Diese
Fermentation setzt nur wenig Energie frei, was bedeutet, dass mehr Energie für
die Pflanze zur Verfügung steht und weniger Energie verlorengeht. Dieser
Reifeprozeß findet beispielsweise bei der Herstellung von Gärgemüse (z.B.
Sauerkraut) statt. Der
Weißkohl hat weniger Nährwerte als das fermentierte Sauerkraut. Schlußfolgerung
der EM-Technologie
Die
EM-Technologie beeinflußt die mikrobielle Tätigkeit so, dass die aufbauenden
Mikroorganismen vorherrschend sind. Hierdurch wird ein Umfeld geschaffen, in
die Mikroorganismen durch Fermentation positiv eingreifen, vor allem in Bezug
auf Pflanzenwachstum, Qualität und Bodenfruchtbarkeit. Der fermentative Prozeß
wird stimuliert und Fäulnisbildung wird weitgehend vermieden, wodurch weniger
Energie verloren geht. Ein Boden, in dem die aufbauenden Mikroorganismen
vorherrschend sind, garantiert ein gutes Produktionsniveau, in dem er
Krankheiten unterdrückt und Produkte mit einer besseren Qualität erzeugt. Szymanski und Patterson geben folgende Bestandteile an:
Es gibt weltweit zwei Produzenten von so genannten EM-Seeds.
Eine Firma hat ihren Sitz in Japan (Okinawa), die andere in den USA (Kansas
City). Aus diesen so genannten Seeds stellen diese
Produzenten sowie ihre autorisierten Vertragspartner weltweit so genannte
EM-Mutterkulturen her. Es gibt Unterschiede der Seeds
in der Art und Zusammensetzung der Organismen. Eine der Haupt-EM-Mutterkulturen des amerikanischen Produzenten enthält folgende Organismen: *Bacillus subtilis, *Bifidobacterium animalis,*Bifidobacterium bifidum , *Bifidobacterium longum, *Lactobacillus acidophilus, *Lactobacillus bulgaricus, *Lactobacillus casei, *Lactobacillus delbrueckii, *Lactobacillus fermentum, *Lactobacillus plantarum, *Lactococcus diacetylactis, *Lactococcus lactis, *Rhodopseudomonas palustris, *Saccharomyces cerevisiae, *Streptococcus thermophilus.Eine weitere Haupt-EM-Mutterkultur des
amerikanischen Produzenten enthält folgende Organismen: *Bacillus subtilis var. natto, *Bifidobacterium
animalis, *Bifidobacterium
bifidum, *Bifidobacterium
longum, *Lactobacillus acidophilus, *Lactobacillus
buchneri, *Lactobacillus bulgaricus, *Lactobacillus
casei, *Lactobacillus
delbrueckii, *Lactobacillus
plantarum, *Lactococcus
diacetylactis, *Lactococcus
lactis, *Rhodopseudomonas
palustris, *Rhodopseudomonas sphaeroides,
*Saccharomyces
cerevisia, *Streptococcus
thermophilus. Der europäische Lizenznehmer und Generalimporteur des amerikanischen EM-Seeds-Produzenten hat seinen Sitz in Deutschland. Seine EM-Produkte stehen auf der so genannten Betriebsmittel-Liste des Forschungsinstituts für Biologischen Landbau (FiBL). Die so genannten Photosynthese Bakterien Purpurbakterien
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Suche Unter der Bezeichnung Purpurbakterien werden alle obligat oder
fakultativ phototroph lebenden Proteobakterien zusammengefasst. Sie bilden keine monophyletische
Gruppe sondern enthalten Vertreter aus den Klassen der Alpha-, Beta- und Gammaproteobacteria.
Ihre für die Photosynthese verwendeten Pigmente
(Bakteriochlorophylle
und Carotinoide) waren namengebend
und verleihen den Purpurbakterien eine auffällige, meist rötliche bis rotbraune
Färbung. Ältere Literatur verwendet die Bezeichnung "Purpurbakterien" oft
synonym für alle Proteobakterien. Dies ist heute
nicht mehr üblich. Die Purpurbakterien führen stets eine anoxygene Photosynthese
aus, bei der im Gegensatz zur oxygenen Photosynthese
von Cyanobakterien und Pflanzen kein Sauerstoff entsteht.
Purpurbakterien sind meist sogar obligate Anaerobier.
Die Bakterien verfügen nur über ein Photosystem.
Sie benötigen für die Photosynthese deshalb Elektronendonoren,
deren Redoxpotential niedriger
liegt, als das von Wasser. Man unterscheidet zwischen Schwefelpurpurbakterien und
Nichtschwefelpurpurbakterien.
Schwefelpurpurbakterien
Die Schwefelpurpurbakterien bilden die zwei Familien Ectothiorhodospiraceae
und Chromatiaceae. Sie verwenden Schwefelwasserstoff (H2S) bzw. Sulfid-Ionen (S2−)
an Stelle von Wasser (H2O) als Elektronendonor
für die Reduktion von CO2, weshalb auch kein
Sauerstoff freigesetzt wird. Bei der Oxidation von Sulfid entsteht stattdessen elementarer Schwefel, den die Bakterien in Form
von Schwefelkugeln im Zellinneren, im periplasmatischen Raum
oder im Außenmedium (extrazellulär) ablagern. Bei Ablagerung im periplasmatischen Raum liegen die Schwefelkugeln somit zwar
innerhalb der Zellwand, aber außerhalb der Zellmembran. Vertreter von Ectothiorhodospiraceae lagern die Schwefelkugeln stets
extrazellulär, die dazugehörige Gattung Thiorhodospira
allerdings sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle ab. Der gespeicherte Schwefel kann bei H2S-Mangel von den meisten
Arten weiter zu Sulfat oxidiert werden. Viele Schwefelpurpurbakterien nutzen
neben Sulfid oder elementarem Schwefel auch Thiosulfat oder Wasserstoff
als Elektronendonor für die Photosynthese.
Nichtschwefelpurpurbakterien
Die Nichtschwefelpurpurbakterien sind physiologisch sehr vielfältig.
Sie gehören stets den Alpha- oder Betaproteobacteria an
und sind in der Lage, Photosynthese mit verschiedenen - darunter auch
organischen - Verbindungen als Elektronendonoren zu
betreiben. Man findet hier den ungewöhnlichen Stoffwechseltyp der Photoheterotrophie.
Anders als ihr Name vermuten lässt, können viele Arten aber auch Sulfid - also
eine Schwefelverbindung - als Elektronendonor für die
Photosynthese verwenden. Die Fähigkeit der phototrophen
Sulfidoxidation wurde lange Zeit übersehen, weil bereits geringe
Sulfidkonzentrationen (< 1 mM) für die
Bakterien toxisch sind. Manche Vertreter sind in der Lage, bei Lichtmangel
durch Atmung
oder auch Gärung
zu wachsen. Die meisten Nichtschwefelpurpurbakterien können Stickstoff fixieren. Die Purpurbakterien sind von den ebenfalls phototrophen
Grünen Schwefelbakterien und den thermophilen Grünen Nichtschwefelbakterien zu
unterscheiden. Gattungen
Gattungen und einige der zur Zeit beschriebenen
Arten der Schwefelpurpurbakterien (alle gehören zu den Gammaproteobacteria):
Gattungen der Nichtschwefelpurpurbakterien:
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