Эм-технология — история создания и развития в России

ЭМ-технология или технология Эффективных Микроорганизмов (ЭМ) в настоящее время считается одним из наиболее эффективных и актуальных способов решения вопросов восстановления окружающей среды и увеличения урожайности.

Для сельского хозяйства это направление связано с новой эрой удобрений на основе микроорганизмов. Под микробиологическими удобрениями понимают – чистые культуры бактерий, жизнедеятельность которых способствует образованию в почве соединений, усвояемых растениями.

Жизненные процессы в почве играют ключевую роль для ее строения, плодородия, роста и развития растений. В садовой почве с глубиной пахотного слоя до 0,2м количество микроорганизмов может составлять 7%, что означает 42 кг органической массы на каждые 100 квадратных метра. Почвенная микрофлора разлагает органические субстанции и разрабатывает ценные формы гумуса. При этих процессах освобождаются наряду с углекислотой минеральные вещества для питания растений [Почва и компост. — М.: Изд-во ЭКСМО-Пресс, Изд-во Лик пресс, Московская с/х Академия им. Тимирязева, 2001.-144с.].

Известно, что один из первых микробиологических препаратов был приготовлен в 1896 году в Германии на основе клубеньковых бактерий, которые обладают способностью фиксировать азот. Эти микроорганизмы стали использовать и в других странах [Егоров Н.С. Микробы антагонисты и биологические методы определения антибиотической активности. -М., Высшая школа.-1965].

Масштабное применение ЭМ было начато в Японии в 80-е годы прошлого века доктором Теруо Хига. К ним он отнес около 80 видов микроорганизмов, принадлежащих к пяти семействам (молочнокислые бактерии, фотосинтезирующие бактерии, дрожжи, актиномицеты, грибы) и 9 родам. Эта технология позволяет обеспечить высокую продуктивность сельского хозяйства и получить качественную экологическую продукцию.

В Советском Союзе первоначальная идея создания препаратов на основе почвенных микроорганизмов появилась в 20-30-е годы. Занимались разработкой препарата для восстановления плодородия Вавилов и под его руководством Тимофеев-Ресовский и Тюрюканов.

Первый отечественный микробиологический препарат со сложным комплексом разных агрономически ценных физиологических групп микроорганизмов был разработан Н.М.Лазаревым и др. еще в 30-40 годах 20 века. Этот препарат включал: аммонифицирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие, минерализаторы гуматов, целлюзоразрушающие, аэробные азотофиксирующие бактерии и др.

В Европе первое коммерческое средство на основе микроорганизмов «Nitragin» было запатентовано в Великобритании Ноббе и Хилтнером в 1986 году. Для разных бобовых в то время выпускали 17 вариантов культуры. В 20-е годы выпускалось много разновидностей инокулятов, среди них были чистые культуры азотфиксирующих организмов, смеси бактерий с песком или торфом, а также культуры, выращенные на агаре или в жидкой среде.

В России многие годы в сельском хозяйстве господствовали направления по внедрению монокультуральных препаратов, таких как азотобактерин, фосфобактерин и др. Работы по многокомпонентным микробным удобрений в СССР на некоторое время были прекращены. Продолжились они в 1960-1970 годы под руководством к.б.н., ст.н.с. И. А. Мазилкина зав. лабораторией микробиологии Биологического института СО АН СССР (будущий СИФИБР СО АН СССР). Эти исследования проводились с целью изучения влияния минеральных удобрений – фосфорных, калийных, азотных и др.- на видовой состав и структуру микробных комплексов, их биохимическую активность и ферментативную активность разных типов почв Прибайкалья. В целом, результатом этих исследований было точное определение того, что широкое применение многокомпонентных микробиологических препаратов ведёт к оздоровлению окружающей среды. На основе хемоорганотрофных микроорганизмов и других групп с высокой биохимической активностью ферментов: протеазы, фосфатазы, нуклеазы и др.- был создан в 1975г многокомпонентный микробиопрепарат «Приангарье-7».

В нашей стране в 90-е годы появилось много аналогов японской разработки Терио Хиго: «Байкал ЭМ-1», «Возрождение», «Стимулин», «Зорька», «Сияние», «Восток ЭМ1», «Стимакс» и др. Эффективность каждого препарата зависит от использованных местных культур микроорганизмов, адаптированных к климатическим условиям региона, и их физиологической активности. Многокомпонентные препараты, как правило, более эффективны.

В 90-х годах исследования ЭМ-технологии активно велись врачом и предпринимателем Шаблиным П.А. Съездив в Японию он рассказал о широком применении ЭМ и идее внедрить подобный препарат в массовое производство доценту кафедры микробиологии ИГУ Р.В. Булгадаевой и ее мужу О.И. Нечесову, сотрудникам Института геохимии. Они уже занимались до этого много лет научными исследованиями (1970-2008 гг) по прикладным разделам сельскохозяйственной, почвенной, водной микробиологии и биотехнологии, касались также одной из важных проблем: «Разработка консорциума эффективных микроорганизмов для повышения биологической продуктивности с/х культур, продуктивности животноводства и улучшения экологии водных экосистем».

Все их научные исследования легли в основу разработки микробиоудобрения «Байкал ЭМ-1» в 1996-1998годах, многокомпонентного удобрения «Нива ЭМ-1» в 2000 году и затем в 2004г многофункционального экологически безопасного консорциума эффективных микроорганизмов «КЭМ БИН БАЙКАЛ», а также микробиопрепарата «Эмбионик -08» в 2008 г.На разработанный микробный состав, который был взят за основу приготовления микробиоудобрения «Байкал ЭМ-1» (1996-1998гг) ими был получен патент в Украине: «Микробный инокулят почвы»: Украина (UA), (Киев, 2002 г), Нечёсов И.А., и др.

Разработка многокомпонентного, многофункционального консорциума эффективных микроорганизмов «Биопрепарат для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур» также подтверждена полученным патентом //Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. РФ; г. Москва, 2003. Нечёсов И.А. и др. экосистем».

Масштабное производство в России «Байкала ЭМ-1» организовал Шаблин П.А., учредив в 1999г предприятие «ЭМ-кооперация» в г. Москва и «ЭМ-центр» в г. Улан-Удэ. Позднее им были разработаны такие продукты как «Тамир», «Ургаса», серия продукции «Курунговит», в соавторстве с профессором Кутушевым (Израиль) «Курунговиты Кутушева» и др.

В 2001г получены документы для полученя «ЭМ – Курунги» в с.Оса, Иркутской области. Правообладателем технической документации является индивидуальный предприниматель Иванова М. А. Изготовление осуществляется путём сквашивания коровьего молока естественным симбиозом микроорганизмов (ВПКМ-8129, Патент на изобретение за № 2524437 зарегистрирован в государственном реестре изобретений РФ от 04.06.2014г).

Благодаря образованию фирмы «НПО АРГО ЭМ-1» (генеральный директор Халтурин Е.В.) в 1998г. «Байкал ЭМ-1», а затем и «ЭМ-курунга» попали в сетевую компанию «РПО АРГО» и началось его серийное производство, распространение и масштабные испытания по всей России.

Широкую известность получили научные разработки и исследования ЭМ-технологии в различных аспектах д.м.н., профессора Саратовского аграрного университета им Н.И. Вавилова Блинова В.А., д.в.н., профессора Новицкого А.А., институт ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает два вида препаратов клубеньковых бактерий: нитрагин и ризоторфин. Оба препарата производятся на основе активных жизнеспособных клубеньковых бактерий из рода Rhizobium. Эти бактерии в симбиозе с бобовыми культурами фиксируют свободный азот из атмосферы, превращая его в соединения, которые легко усваиваются растением. Обработка семян бобовых культур довольно-таки прочно вошла в мировую сельскохозяйственную практику. Крупнейшими производителями таких препаратов являются США и Австралия.

Микробиологическая промышленность России выпускает несколько видов «Азотобактерина»: сухой, почвенный и торфяной. Бактерии рода Azotobacter являются свободноживущими азотфиксирующими организмами и обладают высокой продуктивностью азотфиксации. Помимо связывания атмосферного азота, эти бактерии продуцируют биологически активные соединения (витамины, гиббериллин и др.). Инокуляция азотобактерином стимулирует прорастание семян и рост растений. Для улучшения питания сельскохозяйственных культур фосфатами эффективен метод применения фосфобактерина. Этот препарат получают на основе спор культуры Bacillus megaterium var. рhosphaticum. Бактерии обладают способностью превращать сложные фосфорорганические соединения (нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды) и трудноусвояемые минеральные фосфаты в доступную для растений форму.

Позднее в институте микробиологии ВАСХНИЛ были разработаны препараты «Фосфобактерин» и «АМБ». В настоящее время наиболее широко применяют такие микробиологические удобрения как нитрагин, азотобактерин, АМБ. АМБ представляет собой произвесткованный торф в котором размножены микроорганизмы. В состав средства входят аммонифицирующие бактерии, нитрификаторы, целлюлозоразлагающие бактерии, денитрофикаторы и азотфиксаторы. Это сообщество названо автором Н.М. Лазаревым ВАСХНИЛ) аутохтонной микрофлорой Б, отсюда и название препарата.

Все эти препараты сейчас условно относят к «ЭМ-технологическим», но они значительно различаются по составу и функциональной направленности. Монобактериальные препараты отбираются, как правило, по одной положительной функции. Например, нитрагин (ризоторфин), азотобактерин повышают биологическую фиксацию азота в почве, фосфоробактерин улучшает фосфорное питание растений. Поставленные опыты на черноземе выщелоченном и черноземе южном Новосибирской области в 60-е годы освоения целинных и залежных земель показали их эффективность на культуре яровой пшеницы. Повышение урожайности составляло 10–18%.

С 2001 г. кафедра агроэкологии и микробиологии НГАУ совместно с корпорацией «ЭМ-Биотех» проводит хоздоговорную научно- исследовательскую работу по микробиологическим препаратам. Из различных почв Сибири и из ризосферы растений было выделено 134 культуры микроорганизмов разных видов. Из них отобрано по активности и в препарат включено 8 видов. Выделенные культуры отнесены к родам Bacillus, Bacterium, Azotobacter, Cytophaga, Vibrio. Среди них по физиологическим показателям есть аммонификаторы, улучшающие азотное питание растений, фосфатмобилизующие, разрушающие труднодоступные фосфаты, азотфиксаторы, молочно-кислые бактерии и др.

В Новосибирском аграрном университете за 10 лет исследовано действие микробиологического препарата «БакСиб» и других микробных препаратов на сельскохозяйственных культурах. Отрицательного эффекта ни в одном случае не отмечалось. Что касается степени влияния, то она была неоднозначна, встречались культуры растений, невосприимчивые к интродукции микробного препарата. Всего изучено действие «БакСиб» и других препаратов на 24 сельскохозяйственных растениях. Испытаны монобактериальные препараты: бактофит, азофит, фитоспорин. Из полимикробных препаратов были изучены «Кюссей», «Байкал ЭМ-1», «БакСиб».

Исследования в Омской, Новосибирской и Кемеровской областях показали, что многократные химические обработки можно заменить на обработки микробиологическими препаратами. Так, в системе защиты огурца основное внимание уделяется контролю численности наиболее распространенного на этой культуре вредителя – обыкновенного паутинного клеща. Из грибных препаратов продемонстрирована достаточно высокая эффективность в отношении этого фитофага такого препарата, как вертициллин на основе гриба Lecanicillium muscarium, выделенного из паутинного клеща. На 5-е сутки гибель фитофага составляла 84 и 98 % соответственно.

Опыт использования экзотоксинсодержащего препарата битоксибациллин в хозяйствах Иркутской, Кемеровской и Новосибирской областей показал, что при неоднократном опрыскивании растений суспензией в концентрации 0,7–1,0 % гибель вредителя достигает 70 %. Для контроля численности сосущих насекомых в теплицах пригодны также метаболитные препараты. Использование препарата фитоверм против паутинного клеща приводило к быстрой гибели вредителя с биологической эффективностью от 83 до 99 %.

Исследовано на древесных культурах что фитоспорин повысил укореняемость саженцев рябины в 2,5, «БакСиб» и «Байкал ЭМ-1» – в 3,5 раза. «БакСиб» и «Байкал ЭМ-1» достоверно повышали укореняемость двухлетних саженцев березы – на 26–20 %, их прирост в высоту – на 10–7 %, диаметр корневой шейки – с 1,95 до 2,67–2,61 мм.

В 2007 г, в г. Хабаровск получен патент РФ №66886 на изготовление ЭМ-пластмассы (Разработчик Шевцов В.А., компания «Баск-Пластик»). Она производится на основе измельченной керамики, которая ранее подвергается длительной ферментации в ЭМ – растворе. В Государственном Дальневосточном ордена научно-исследовательском институте сельского хозяйства на базе отдела биотехнологий и защиты растений в 2005-2007 гг. проводился мониторинг антистрессовых, иммуно- и ростостимулирующих свойств пластиковых изделий и керамических изделий для использования их в области растениеводства (овощеводство, цветоводство, питомниководство). Руководитель НИР – заведующий отделом, доктор с.-х. наук, член-корреспондент РАСХН и действительный член АНИРР Б.Г. Анненков. В 2006 году исполнителем исследований являлся кандидат с.-х. наук А.К. Рог-Кустов.

В 2010 году предприятия «НПО АРГО ЭМ-1» совместно с «ЭКОЭМ» и Бурятским научным центром начало осуществлять самостоятельные исследования в различных направлениях. Ими был создан ЭМ-реактор — ноу-хау предприятия являющееся технологическим оборудованием, обеспечивающим проведение процесса по выращиванию полезных микроорганизмов в насыщенной цеолитной или гуминовой среде в условиях воздействия энергии ЭМ-балланса. Были разработаны препараты на основе гуминовых соединений подвергнутых длительной ферментации — «ГуматЭМ». Внесение данных удобрений значительно влияет на плодородные и водно-физические свойства почв.

Позднее «НПО АРГО ЭМ-1» были проведены исследования возможности преобразования цеолитов Холинского месторождения, которые показали способность обогащать питательную среду микроэлементами и значительно активизировать почвенные микроорганизмы – так появились «ЭМИКС минеральный концентрат» и «ЭМИКС сухая подкормка для растений». Эксперименты показали, что цеолит, подвергнутый ферментации в ЭМ-реакторе, прекращает вымывание микроорганизмов из почвы, восстанавливает и увеличивает способность земли к обмену питательных веществ. Ферментированный цеолит вносится методом мелкодисперсного напыления вторым слоем в состав «ЭМИКС-наклейки», в результате получается материал, которой более активно запоминает свойства эффективных микроорганизмов и генерирует электромагнитные волны с частой 8 Гц.

В 2013 году коллектив ученых «НПО АРГО ЭМ-1» завершил разработку и клиническую апробацию серии пробиотических продуктов на кобыльем молоке «КуЭМсил» и средств гигиены полости рта «ДентаЭМ». Продукты готовят исключительно на кумысном симбиозе определенных видов бактерий с использованием кобыльего молока и уникальных функциональных растительных ингредиентов и биологически активных веществ на основе вакуумной лиофилизации.

В настоящее время ЭМ-технология получила признание во всём мире и интенсивно внедряется во многих странах. Главной причиной исключительной многофункциональности ЭМ-препаратов является широчайший диапазон действия входящих в их состав микроорганизмов и биологически активных веществ.