Da molti anni si parla di microrganismi effettivi e, sebbene neanche la comunità scientifica capisca ancora molti dei processi interessati, alcuni dicono che gli EM (Effective Microorganism) siano la panacea per tutti i mali; altri dicono che praticamente non servano a nulla. Personalmente credo che la verità stia un po’ nel mezzo e che gli EM possano essere un buon aiuto per chi volesse praticare un’agricoltura biodinamica o comunque per chi abbia una visione olistica dell’ambiente agricolo.
Con questo articolo spero di fare un po’ di chiarezza. Non pretendo di farlo io personalmente, userò un testo scientifico molto chiaro, mettendone a disposizione altri in coda all’articolo. Tradurrò le parti per me più esplicative e interessanti.
Per parlare di microrganismi effettivi bisogna partire dal lavoro del dr. Teruo Higa e James F. Parr del 1994: BENEFICIAL AND EFFECTIVE MICROORGANISM for a SUISTAINABLE AGRICULTURE AND ENVIRONMENT:
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Introduzione
L’unicità dei microrganismi effettivi e la loro imprevedibile natura di sintetizzatori biologici, date specifiche condizioni ambientali e colturali, gli ha resi buoni candidati per la risoluzione di alcuni problemi nelle scienze della vita e in altri settori. Gli EM sono stati usati, negli ultimi 50 anni, per migliorare la tecnologia medica, la salute dell’uomo e degli animali, per la sicurezza e la qualità dei nostri cibi, per l’ingegneria genetica, per la salvaguardia dell’ambiente e per lo smaltimento dei rifiuti agricoli. Molti dei successi che hanno raggiunto i microrganismi non sarebbero stati possibili utilizzando metodi ingegneria chimica e fisica o, dove fosse stato possibile, hanno permesso di abbassare notevolmente il costo.
Ad ogni modo, nonostante le tecnologie microbiologiche siano state applicati in vari settori agricolturali e ambientali con successi considerevoli, non sono ancora state ampiamente accettate dalla comunità scientifica a causa della difficoltà a replicare costantemente gli effetti positivi. I microrganismi sono efficaci solo se sono presenti le condizioni favorevoli: disponibiltà di acqua, ossigeno (optimum diverso per microrganismi aerobi obbligati o facoltativi), pH e temperatura dell’ambiente. Da quando i microrganismi si sono rivelati utili nel eliminare problemi associati all’uso di fertilizzanti chimici e pesticidi, sono ora ampiamente applicati nella agricoltura naturale e organica.
L’inquinamento ambientale, causato dall’eccessiva erosione del suolo, dai fertilizzanti chimici e pesticidi sulla superficie e sulle acque, dall’improprio smaltimento di rifiuti umani e animali, ha causato seri danni ambientali e sociali in tutto il mondo. L’ingegneria non è riuscita a risolvere alcuni problemi utilizzando metodi chimici o fisici; Invece alcuni di questi problemi si sono potuti risolvere con l’uso dei Microrganismi Efficaci.
Già da molti anni i microbiologi del suolo e gli ecologi tendono a differenziare i microrganismi del suolo fra “benefici” o “dannosi” sulla base della loro ruolo nel costituire la qualità del suolo, la resa produttiva delle piante e la loro salute:
Microrganismi “benefici”: fissano l’azoto atmosferico, decompongono rifiuti organici e residui, detossificano i pesticidi, sopprimono le malattie delle piante e del terreno, alimentano il ciclo dei nutrienti e producono composti bioattivi come le vitamine, ormoni ed enzimi che stimolano la crescita delle piante.
Microrganismi dannosi: possono indurre malattie delle piante, possono stimolare patologie presenti nel suolo, immobilizzano nutrienti e producono sostanze tossiche e putrescenti che sfavoriscono la crescita delle piante.
I microrganismi “benefici” sono quelli che il dottor Higa chiamò Effective microorganism e per i quali ha realizzato una classificazione specifica. Questo lavoro presenta nuove prospettive sul ruolo e l’applicazione degli EM come prodotti per cambiare l’equilibrio dei suoli per una migliore qualità del suolo come: resa agricola a lungo termine e conservazione delle risorse naturali al fine di favorire un’agricoltura sostenibile.
Il concetto di microrganismi effettivi: il loro ruolo e la loro applicazione
Il concetto di microrganismi effettivi fu sviluppato dal dottor Teruo Higa. Gli EM consistono in un mix di colture di microrganismi naturali e “benefici” che possono essere utilizzate come incubatori (“inoculants”) per la diversità microbiologica dei suoli e delle piante. La ricerca ha dimostrato che queste colture microbiologiche possono migliorare la qualità suolo, la sua salute, la crescita e la produttività delle piante.
Gli EM contengono una selezione di microrganismi inclusi popolazioni predominanti di batteri dell’acido lattico e lieviti, e un minore numero di batteri fotosintetizzatori come i cianobatteri, attinomiceti e altri tipi di microrganismi. Tutti questi possono coesistere e riprodursi in soluzioni acquose. Gli EM non sono sostituiti delle più basilari pratiche agricole come le bagnature o la concimazione. Essi possono tuttavia aggiungere una dimensione di ottimizzazione del suolo e una gestione delle risorse sostenibile. Se usati correttamento possono migliorare significativamente l’efficacia delle pratiche agricole.
Utilizzo degli EM in agricoltura
Conservazione dell’ambiente e delle risorse naturali
L’eccessiva erosione del suolo causata dalla coltivazione intensiva ha causato una estensiva degradazione del suolo e ha contribuito all’inquinamento delle acque superficiali e sotterranee. Questo fenomeno è stato favorito soprattutto dalla pratica di dissodamento profondo del terreno. Questo processo è stato anche associato alla produzione di gas serra in atmosfera che influisce sul cambiamento climatico.
L’attuale modello agricolo, basato sulle sostanze chimiche artificiali, ha originato diverse forme di inquinamento che, direttamente o indirettamente, hanno contribuito alla degradazione dell’ambiente e alla distruzione di risorse naturali di base. La situazione potrebbe cambiare drasticamente se questi inquinanti potessero essere utilizzati come fonti di energia.
Sarà fondamentale per il futuro che le tecnologie agricole possano essere compatibili con l’ecosistema globale e locale. Da questo punto di vista gli EM rappresentano una grande risorsa per il futuro.
EM per la qualità del suolo e un’agricoltura più sostenibile
La crescita e lo sviluppo di un raccolto è strettamente collegato alla microflora del suolo, specialmente a quella che si sviluppa in prossimità dell’apparato radicale delle piante, questo ambiente è noto come rizosfera. Sarà difficile poter superare i limiti della attuale agricoltura senza considerare i microorganismi del suolo. La maggior parte delle attività biologiche sono influenzate dall’attività di queste piccole unità biologiche. I sistemi agricoli più avvantaggiati dalla tecnologia EM saranno quelli sotto un particolare stress ambientale (pioggia abbondante, alte temperature, mancanza di nutrienti e aggressività delle erbe spontanee). Bisogna considerare che una bassa produzione è legata ad una bassa efficienza energetica del sistema agricolo, gli EM possono contribuire ad aumentare l’efficienza energetica del sistema al fine di migliorare la qualità e la quantità del raccolto. Questo diventa chiaro quando si osserva lo sviluppo di patogeni in sistemi poco produttivi.
Controllare i microorganismi del suolo: principi e strategie
L’abuso e l’eccessivo utilizzo di fertilizzanti chimici e di pesticidi ha impattato negativamente sull’ambiente e ha creato molti problemi associati a: 1) la qualità e la sicurezza del cibo 2) la salute degli uomini e degli animali. Conseguentemente ci sono stati interessi crescenti sull’agricoltura biologica e naturale. Nuovi concetti come: “agricoltura alternativa”, “agricoltura sostenibile”, “qualità del suolo”, “gestione integrata dei parassiti”, “gestione integrata dei nutrienti” e anche “microrganismi effettivi” sono stati esplorati dalla ricerca scientifica. A questi concetti sono associate nuove e considerabili speranze. Purtroppo questo nuovo tipo di approccio ha dei limiti scientifici. Il maggiore problema con l’uso di microrganismi è la difficoltà nel riprodurre esperimenti alle medesime condizioni e la mancanza di risultati costanti.
L’uso di un mix di colture microbiologiche in agricoltura è stato criticato per la difficoltà nel dimostrare: quali microrganismi fossero responsabili di quale effetto osservato, come i microrganismi introdotti interagiscono con le specie indigene e come queste nuove associazioni impattino sul suolo e sulle piante.
L’uso di un mix di colture di microrganismi effettivi come risorsa per il suolo si basa sul principio degli ecosistemi naturali che sono sostenuti dai loro costituenti. Più grande e diverso è il numero degli abitanti dell’ecosistema maggiori saranno le interazioni e maggiore sarà la stabilità dell’ecosistema. L’uso di EM asseconda anche questo principio, applicandolo al suolo, e cambiando l’equilibrio dei costituenti, in favore piante, della produttività e della difesa della natura. è importante sapere che il suolo varia notevolmente a seconda del tipo di microrganismi che lo abitano. Deve anche essere enfatizzato che i terreni più fertili e produttivi hanno alti contenuti di materiale organico e, generalmente, hanno grandi popolazioni microbiologiche con un’alta diversità.
L’idea di controllare e manipolare la microflora del suolo attraverso l’uso di “incubatori” biologici, ammendanti organici e determinate pratiche agricole non è nuova. Da secoli contadini e agricoltori sanno che i rifiuti organici e i residui vegetali contengono popolazioni indigene di microrganismi in grado di migliorare le loro pratiche. è anche risaputo che questi residui se introdotti nel terreno possono controllare le patologie nelle piante andando ad avere un’azione antagonista e competitiva rispetto ai patogeni del suolo. Da molti anni i microbiologi tentano di coltivare microrganismi efficaci da usare come “incubatori” biologici al fine di contrastare gli effetti di organismi fitopatogeni come: batteri, funghi e nematodi.
Ci sono però dei problemi nel controllare la microflora dei terreni agricoli. I microbiologi hanno studiato accuratamente solo pochi microrganismi rispetto a quelli che esistono nei suoli agricoli, soprattutto perchè non sappiamo ancora come coltivarli. Sappiamo, in effetti, ancora molto poco sulla loro crescita, sul loro nutrimento e sui loro bisogni ecologici. Molti addetti del settore credono che gli EM che sono “aggiunti” al terreno siano relativamente troppo pochi rispetto alle specie indigene, e che vengano rapidamente sovrastati dall’equilibrio precedente.
In realtà è noto che la maggior parte dei microrganismi che si incontrano nei suoli agricoli sono innocui per le piante e solo relativamente pochi microrganismi fungono da patogeni o da potenziali patogeni. I microrganismi dannosi diventano predominanti in condizioni di sviluppo favorevoli (crescita, metabolismi, riproduzione). Sotto queste condizioni, i patogeni del suolo possono rapidamente aumentare le loro popolazioni con effetti distruttivi sui raccolti. Se queste condizioni cambiano le popolazioni di patogeni decrescono velocemente al loro stato originario. Il moderno sistema di coltivazioni basato sulla monocultura o su poca rotazione, necessita un massiccio uso di fertilizzanti e pesticidi. Questo, in generale, accresce la probabilità che si manifestino patologie. Altro effetto è che i microrganismi patogeni diventano più dominanti nei suoli agricoli.
Un esempio: le varietà di vegetali sono spesso selezionate sulla loro capacità di produrre in un grande “range” di temperature. Quando il tempo è fresco ci sono generalmente pochi problemi coi patogeni. Con l’avanzare della stagione calda invece c’è un contemporaneo aumento delle malattie e con l’arrivo degli insetti diventa sempre più difficile ottenere un raccolto soddisfacente senza l’uso di pesticidi. Con le temperature più alte il totale delle popolazioni microbiche aumenta, allo stesso modo aumentano la loro presenza anche i microrganismi dannosi per le piante come Fusarium , ovvero uno dei più grandi funghi patogeni che causano putrefazione al suolo. L’incidenza e la distruttività di questo patogeno può essere molto contenuta adottando metodi di coltivazioni ridotti (ridurre la quantità di concime esterno al sistema naturale) e usando tecniche che consentano di mantenere il suolo fresco durante il periodo più caldo. Un altro approccio è quello di introdurre nel terreno microrganismi efficaci, antagonisti, con attività antibiotiche come attinomiceti e alcuni funghi.
I microrganismi sono utilizzati in agricoltura per vari scopi; come importanti componenti degli ammendanti organici, come fissatori di azoto atmosferico, come soppressori di malattie delle piante, per migliorare l’assorbimento di nutrienti e per ridurre il lavoro manuale. Tutte queste funzioni sono correlate tra loro e non possono essere considerate in maniera isolata. Un’importante considerazione nella applicazione di EM nel suolo è l’aumento delle interazioni fra organismi e ambiente fisico, migliorando i rapporti di sinergia. Questo effetto invece è molto difficile da raggiungere utilizzando metodi chimici, come fertilizzanti o pesticidi di sintesi. Se i microrganismi “positivi” risultassero davvero efficaci per la nuova agricoltura naturale sarà importante che queste colonie introdotte, una volta stabilizzate mantengano le loro popolazioni al di sopra di un certo livello critico. Questo aiuterebbe ad assicurarsi che l’ammontare di sostanze bioattive da loro prodotte sia sufficiente a raggiungere l’effetto positivo desiderato sulla produttività e la salute del raccolto. Se queste condizione non vengono rispettate, non importa quanto efficaci siano gli organismi, avranno un effetto molto piccolo o nullo.
L’applicazione di EM è maggiormente efficace dove vi sia anche una grande quantità di diversità vegetale e di macrorganismi. Chiaramente il beneficio maggiore si avrà nel ripristino di aree degradate verso aree naturali, colonizzate da vegetazione spontanea. Nei sistemi agricoli ne beneficeranno di più i sistemi in cui è garantita una grande varietà vegetale. Anche l’uso di diversi tipi di compost e ammendanti organici può migliorare la loro efficacia. Ad esempio l’uso di una combinazione di residui dei raccolti, deiezioni animali, erba sfalciata, residui organici domestici, applicati periodicamente al suolo aiuteranno ad instaurare una grande diversità microbica. Questo perchè ogni materiale organico ha la sua microflora indigena che interagirà differentemente col nuovo ambiente e con gli EM.
Classificazione dei suoli basata sulle proprietà biologiche
Generalmente i suoli sono caratterizzati sulla base di una serie di parametri chimico-fisici. Per classificare i suoli si tiene conto della tessitura, della quantità di sostanza organica, dell’infiltrazione dell’acqua, della compattezza, della composizione chimica delle rocce e dei minerali ecc. Queste caratteristiche sono molto importanti e spesso è piuttosto facile misurare molti di questi parametri. Esse non possono però spiegare la qualità di un terreno agricolo senza tenere conto della sua attività biologica.
I microrbi che si trovano nel suolo possono essere divisi in microrganismi decompositori e microrganismi sintetizzatori. I decompositori possono essere divisi in due gruppi: quelli che attuano una decomposizione ossidativa e quelli che attuano la fermentazione. I microrganismi che attuano la fermentazione possono essere divisi in organismi che svolgono una fermentazione “utile” (nota semplicemente come fermentazione) e microrganismi che svolgono una fermentazione che blocca momentaneamente le sostanze nutritive (putrefazione). I microrganismi sintetizzatori si dividono in organismi che fissano il carbonio atmosferico (organismi autotrofi) e/o organismi che fissano l’azoto atmosferico. Da qui in poi la classificazione in gruppi diventa più complessa ed è, ancora oggi, aperta a discussioni in merito. Ad ogni modo, classificare i suoli sulla base dell’attività biologica è una frontiera importante per l’agricoltura biologica del futuro.
Conclusioni
Controllare la microflora del suolo per aumentare la predominanza dei microrganismi effettivi può aiutare a migliorare e/o mantenere le caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente. Anche l’appropriata dose di concime organico è spesso importante come parte di una strategia per esercitare tale controllo.
I precedenti sforzi per cambiare significativamente la microflora indigena in un determinato suolo introducendo singole colture di microrganismi esterni hanno spesso avuto poco successo. Le popolazioni introdotte artificialmente sono immediatamente soggette a competizione e antagonismo dalle popolazioni indigene e il loro numero diminuisce rapidamente. Tuttavia, la probabilità di cambiare l’equilibrio microbiologico di un suolo e controllarlo a favore della crescita e della salute delle piante è molto maggiore se il mix di colture di microrganismi effettivi introdotti sono ecologicamente compatibili gli uni con gli altri. Quando queste colonie di microrganismi “compatibili” si instaurano il loro effetto sinergico diventa molto efficace.
Attualmente, coltivare una microflora capace di sopprimere le malattie delle piante è possibile abbastanza facilmente coltivando un certo tipo di batteri gram-positivi che producono antibiotici è che hanno una grande range di funzioni specifiche e sinergiche. Questi organismi comprendono anaerobi facoltativi, aerobi obbligati, microbi acidofili e basofili.
Un’altro metodo per aumentare la probabilità dell’attecchimento delle popolazioni microbiologiche introdotte nel suolo è la ripetitività del trattamento. Ripetere la somministrazione di EM al suolo ad intervalli regolari in una fasi iniziale della coltivazione può sicuramente aumentare l’efficacia degli EM.
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Spero che questo articolo possa avere fatto un po’ di chiarezza sull’argomento e, partendo da questi informazioni, ecco la mio opinione:
Il principio che rimane sempre valido è quello della biodiversità negli ecosistemi. Più c’è diversità in un ecosistema, più questo è stabile. La diversità da questo punto di vista non si intende solo a livello microbiologico, cercare di avere un sistema agricolo con una grande diversità sia a livello di specie coltivate, sia a livello di macro e microrganismi, può garantire la stabilità del sistema.
Se un ecosistema è stabile nessun organismo può prevalere, nemmeno i patogeni e ogni elemento del sistema trae beneficio dai meccanismi di sinergia e di complementarietà del sistema. Gli EM sicuramente saranno uno strumento utile per ripristinare una micro-biodiversità del suolo che si è persa con gli attuali modelli su base chimica.
Concludo con i Link dai quali scaricare la pubblicazione che ho riassunto e tradotto e altre due pubblicazioni sull’argomento:
http://www.emro-asia.com/data/66.pdf
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1161030112001566
http://www.scielo.org.pe/pdf/rpb/v14n2/a26v14n02
