Prof. T. Higa z Japonii opracował dla rolnictwa nowoczesną technologię użyźniania gleby przez Efektywne Mikroorganizmy (EM). EM hamuje gnicie i proces degradacji, inicjuje zaś korzystne procesy przemiany materii. Bakterie fototropowe zaszczepione przez EM, dzięki fotosyntezie i wykorzystaniu szerokiego spektrum energii słonecznej (od ultrafioletu do podczerwieni) są jednym z głównych producentów biomasy w glebie i bazą dla rozwoju innych mikroorganizmów. EM przywracają roślinom wiele substancji pokarmowych z form dotychczas nieprzyswajalnych. EM jest biologiczną substancją naturalnego pochodzenia, nie szkodliwą dla ludzi, zwierząt i środowiska.

Degradacja gleby wskutek stosowania nawozów sztucznych, pestycydów, zbyt głębokiej orki, monokultury, przy jednoczesnym ograniczeniu chowu bydła, powoduje wzrost zakwaszenia. Wraz z obniżającym się pH ubożeje różnorodność mikroorganizmów zasiedlających glebę. Przy pH <5,8 mikroorganizmy wytwarzające humus obumierają w sposób nieodwracalny.

Wapnowanie w celu odkwaszenia, powoduje dalsze niszczenie życia mikrobiologicznego gleby, ponieważ wapno powoduje koagulację śluzu ryzosfery, stanowiącej obszar bytowania organizmów symbiotycznych. Z powodu braku struktury gruzełkowatej koszty uprawy gleby są zbyt wysokie a nawozy sztuczne mało skuteczne.1 Zdegradowana gleba nie zapewnia roślinom makro i mikroelementów. Za przykład można podać zawartość selenu w żywności, która w 1960 r. przeciętnie wynosiła niezbędną ilość 200 ug, a w 1990 spadła do mniej niż 1/10 tej ilości.2 Z tego powodu w żywności otrzymujemy zbyt mało selenu, który jest nieodzownym elementem prawidłowego funkcjonowania systemu immunologicznego. Jest to przykład na to, jak bardzo zdrowie człowieka jest ściśle związane z biologicznym życiem gleby, a więc z jej żyznością.

Do największych szkód w życiu glebowym dochodzi wskutek gnicia substancji organicznych. Powoduje to straty masy organicznej, a produkty gnicia (trujące związki) szkodzą glebie i roślinom. Im młodsze są formy białka, im bardziej skoncentrowane, tym szybciej następują procesy gnilne. Podobne działanie mają także masy organiczne zaatakowane przez grzyby, np. Fusarium stanowiące do 20% mikroflory. Zahamowanie procesów gnilnych jest najistotniejszym zadaniem rolnictwa3, którym można zapobiegać już w obiektach inwentarskich, stosując nowoczesne preparaty z mikroorganizmów EM. Dzięki EM proces gnicia jest powstrzymany w ciągu kilku dni, a wraz z nim znika uciążliwy zapach.

Rozmnożone mikroorganizmy po uzyskaniu ilościowej przewagi przywracają w glebie pożądaną symbiozę organizmów tworzących próchnicę. Do tego potrzebna jest substancja organiczna, która stanowi pożywienie mikroorganizmów dla ciągle rozkładającej się i tworzącej na nowo próchnicy. Dzięki wewnętrznej wymianie między wszystkimi mikroorganizmami i fauną gleby rośliny otrzymują optymalną ilość składników odżywczych, zarówno pod względem ilościowym i jakościowym. Jednocześnie roślina podtrzymuje życie glebowe dzięki dużej ilości wydzieliny korzeniowej, do 45% węgla asymilowanego przez roślinę podczas całej wegetacji. W ten sposób gleba utrzymuje się na wysokim poziomie „zdrowotności", czego konsekwencją jest zdrowie roślin, zwierząt i ludzi. Skomplikowany proces symbiozy posiada zdolność samoregulacji dopiero od pewnego poziomu. Pfeiffer ustanawia dolną granicę zawartości węgla na poziomie ok. 1% (zawartość próchnicy ok. 2%). Dopiero przy takim poziomie węgla w próchnicy azot może być wykorzystany do wzrostu roślin. Optymalna regulacja zaczyna się od ok. 2,5% węgla (zawartość próchnicy ok. 5%).4 Jednocześnie stosunek węgla do azotu musi wynosić między 7/1 a 10/1. W produktywnej ożywionej glebie, którą z reguły należy odtworzyć, zawartość organicznie związanego azotu w warstwie Ap wynosi ok. 19 t/ha, przy prawidłowej pielęgnacji uwalniane jest z gleby przynajmniej 300 kg/ha azotu. Jest to dolna granica przy plonie pszenicy ok. 10 t/ha. Ponadto taka gleba nie potrzebuje wapnowania, ponieważ sama utrzymuje się w równowadze chemicznej.

Zdrowa, aktywna gleba o odczynie pH=7 zatrzymuje metale ciężkie tak, że nie przedostają się do roślin. Również organiczne trucizny (toksyny) są rozkładane przez aktywne organizmy żyjące w glebie. Jakość produktów roślinnych z tak ożywionych gleb będzie przewyższała obecną jakość produktów rolnictwa ekologicznego.5 Najważniejszym zadaniem rolnictwa powinna być odbudowa naturalnej żyzności gleby (trwałej próchnicy). Prof. Higa mówi, że indywidualny proces odbudowy próchnicy może trwać 5-30 lat i jest uzależniony przede wszystkim od nawożenia, hodowli bydła, uprawy gleby i płodozmianu, a w dalszej kolejności od lokalnego klimatu, stosunków wodnych i typu gleby. Jest to zatem proces dość długi. Zastosowanie rozwiniętych kultur EM przyspiesza ożywienie gleby i zwiększa plony. Jest to możliwe nawet w ciągu 2 lat, co uzasadnia zastosowanie preparatu EM. Tworzenie próchnicy wymaga nawożenia organicznego. Nawozy zielone, resztki pożniwne, słomę, obornik, gnojowicę, torfy, organiczne odpady komunalne przekompostowane z dodatkiem preparatu EM, który zapobiega gniciu i uruchamia pożądane procesy przemiany materii, są źródłem próchnicy w glebie. Na zdegradowane gleby corocznie powinno się stosować 10 t/ha dojrzałego kompostu. To wystarcza do ożywienia od 5 do 10 cm warstwy gleby w zależności od stopnia degradacji. Podobne efekty można uzyskać stosując corocznie preparat EM na pociętą słomę lub inne nawozy organiczne bezpośrednio na polu. Większą skuteczność i przyspieszenie regeneracji gleby osiągamy zwiększając dawkę EM proporcjonalnie do stopnia degradacji i do głębokości uprawy. Po odbudowie próchnicy zapotrzebowanie na nawóz zmniejszy się przeciętnie do V* ww. ilości. Wraz ze wzrastającą żyznością gleby i wzrastającą odpornością roślin zmniejsza się ich zapotrzebowanie na ochronę. Dopóki nie zostanie osiągnięty optymalny poziom żyzności gleby i odporności roślin, konieczne będzie wzmacnianie procesów zachodzących w glebie, jak i wzmacnianie samych roślin, stosując preparaty mikrobiologiczne, które są bezpieczne i skuteczne, zwłaszcza po połączeniu z wyciągami roślinnymi.
Próchniczna, gruzełkowata gleba dzięki stabilności agregatowej nie ulega erozji przez wodę ani przez wiatr. Gdy spulchniona warstwa osiągnie przynajmniej 50 cm (co jest jak najbardziej możliwe, np. w Australii w ciągu 5 lat na piaszczystej glinie udało się utworzyć spulchnioną warstwę o głębokości 1 m przy zawartości próchnicy >5% w warstwie Ap), może zatrzymywać do 250 mm opadów więcej w porównaniu z glebą ubogą w próchnicę. Woda ta, o ile nie zostanie zużyta przez rośliny, gromadzi się w glebie, łagodząc skutki nadmiernych opadów, jak i ich niedoboru.
                                                                    
Dlatego powinno się konsekwentnie dążyć do odbudowania próchnicy w glebie. W miarę odbudowywania się życia glebowego wzmocni się działanie Azotobactera, a dzięki próchnicy rozpocznie się intensywniejsze zaopatrzenie roślin w azot, dodatkowo prawidłowy płodozmian z udziałem roślin strączkowych wprowadza duże ilości azotu do gleby. Stopniowa rezygnacja z nawożenia azotem pochodzącym z nawozów sztucznych, a także z zastosowania pestycydów przy wzrastającej żyzności gleby może trwać przeciętnie ok. 5 lat. Zastosowanie preparatów mikrobiologicznych EM pozwala również na rezygnację z nawozów fosforowych i potasowych, co znacznie obniża koszty przy jednoczesnym zachowaniu poziomu plonów. Większość gleb zawiera tyle fosforu i potasu, że wystarcza na 300 - 1000 lat uprawy, o ile można go udostępnić roślinom. Dzięki EM jest to możliwe w bardzo krótkim czasie. Tab.l pokazuje wzrost dostępności NPK w eksperymencie laboratoryjnym na ciężkiej glebie z Oakland w Kalifornii.

Preparat EM stosujemy, gdy temperatura gleby wynosi powyżej 4°C, co stanowi minimum dla rozwoju mikroorganizmów (im wilgotniej i cieplej, tym lepiej). Preparat EM to żywe kultury bakteryjne, które muszą być wprowadzone w wilgotne środowisko glebowe, np.: podczas uprawek przedsiewnych, pielęgnacyjnych lub pożniwnych. Korzystne jest również stosowanie EM w okresie wegetacji bezpośrednio przed lub w trakcie deszczu, który wprowadza szczepionkę w głąb gleby. Jeśli efekty stosowania nie są widoczne, dawkę EM należy zwiększyć i utrzymać do widocznej poprawy. Niektóre gleby są tak bardzo zdegradowane, że potrzebują więcej czasu na uaktywnienie procesów biologicznych, zaopatrujących rośliny w substancje odżywcze. Jak pokazano na powyższych przykładach obserwacja zmian zachodzących na polu i umiejętne dostosowanie się do nich daje duże oszczędności. Ponadto uzyskując przyzwoite plony, o wysokiej jakości biologicznej bez użycia nawozów mineralnych i pestycydów możemy ubiegać się o atest rolnictwa ekologicznego. Pozwoli nam to uzyskać dodatkowe dochody w postaci subwencji, jak również łatwość zbytu naszych płodów często po wyższej cenie, co jest niezmiernie ważne przy światowej nadprodukcji żywności.

Literatura

JHennig, E.: Die Geheimnisse der fruchtbaren BOden.
Xanten 1995.
Kuklinsky, B.: Gesund ernahren stett verzehren. In:
Vom Lebendigen in Lebensmitteln. 1997.
Meyer, B.: Personliche Mittelung. GOttingen 1984.
Pfeiffer, E.: Die Fruchtbarkeit der Erde. Dornach 1977.
Rhode, G.: Lehrbuch der nattlrlichen Kompostierung.
Berlin 1957.

Gotthard Stielow, Żyzna gleba nie wymaga nawożenia,  "Raport Rolny" nr 2/2003 r.