Effektive Mikroorganismen

Als Effektive Mikroorganismen () und EM werden kommerzielle Mischungen aus verschiedenen, universell vorkommenden aeroben und anaeroben Mikroorganismen aus der Lebensmittelindustrie bezeichnet,<ref name="TeraGanixIncHiga" /> die unter anderem zur Verbesserung der Kompostierung, des Stallklimas oder der Tiergesundheit beitragen sollen. Unabhängige wissenschaftliche Studien bestätigen die beworbenen Wirkungen nicht. Wirkungen, die von EM ausgehen, beruhen auf dem Nährlösungs-Substrat (Melasse) des Produkts.<ref name="Mayer et al." /><ref name="golec" /><ref name="schenck" /><ref name="schenck2" />

Effective Microorganisms und EM sind registrierte Warenmarken der Em Research Organization, Inc. (EMRO) mit Sitz in Uruma in Okinawa, Japan.<ref name="TeraGanixIncHiga" /><ref>Learn how to live sustainably using EM microbial technology on agriculture and environment. Abgerufen am 25. Oktober 2020 (). </ref> EMRO hat kommerzielle Lizenznehmer und Hersteller weltweit. Im deutschen Sprachraum wird es als „Effektive Mikroorganismen“ oder kurz „EM“ verkauft.<ref name="emropartners">Was ist EM? • EMIKO. In: EMIKO. Abgerufen am 25. Oktober 2020. </ref>

Konzept

Das kommerzielle Konzept Effective Microorganisms wurde Mitte der 1980er Jahre von Teruo Higa, japanischer Professor für Gartenbau, bekannt gemacht. Higa hat die Hypothese publiziert, nach der im Boden zwischen positiven (aufbauende/regenerative), negativen (abbauende/degenerative) sowie opportunistischen Mikroben unterschieden werden könne. Die Zugabe von (relativ zur Gesamtmasse) wenigen regenerativen Mikroorganismen könne ein insgesamt günstiges Milieu schaffen, welches die Nährstoffe aus dem erzeugten Substrat im Boden nutzbar mache.<ref name="higa">Teruo Higa: Eine Revolution zur Rettung der Erde: mit effektiven Mikroorganismen (EM) die Probleme unserer Welt lösen. 6. Auflage. OLV, Organischer Landbau-Verlag, Xanten 2004, ISBN 3-922201-35-0.</ref> Haltbare Belege der Hypothesen Higas fehlen bis heute, was dieser selbst einräumt.<ref name="golec" /><ref name="schenck" /><ref name="emproducts.co.uk" /><ref name="mayer" /><ref name="vliet" /><ref name="priyadi" /><ref name="khaliq" /><ref name="KleiberKlama" /><ref name="DaissN" />

Werbeversprechen

Die effektiven Mikroorganismen sollen das Substrat zersetzen und beim Verstoffwechseln Stoffwechselendprodukte abgeben, die dann anderen Mikroorganismen wiederum als Nahrung dienen. Die Purpurbakterien werden nicht wegen ihrer Photosynthesefähigkeit (Phototrophie), sondern wegen ihrer Fähigkeit zur Chemo- und Heterotrophie eingesetzt.<ref name="Szymanski, Patterson" /> Die Produktwerbung<ref>Vgl. etwa Hofgut Stöckig: EM (Effektiven Mikroorganismen®).</ref> geht jedoch über einhaltbare Werbeversprechen hinaus.

Produkte

Produkte, die unter dem Namen EM verkauft werden, umfassen sowohl eine nicht genauer ausgezeichnete Mikrobenmischung in Nährlösung selbst,<ref name="EMRAKO-ProdInfo" /> als auch damit hergestellte („aktivierte“) Fertigprodukte. Die Mikroben-Urlösung wird als EM-1 bezeichnet und unter diesem geschützten Namen (registered trademark) von der EM Research Organization Inc. Japan (EMRO) vertrieben.

Zusammensetzung

Produkte, die unter den Namen „EM“ und „Effektive Mikroorganismen“ verkauft werden, enthalten verschiedenen Taxa von Mikroorganismen, die aus der Lebensmittelindustrie stammen.

Die von Teruo Higa entwickelte Mischung<ref name="TeraGanixIncHiga">“” Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [ Effective Microorganisms - A Holistic Technology for Humankind.] , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 25. Oktober 2020 (). Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref><ref>Ladino-Orjuela, G.; Rodríguez-Pulido, J. A.: The effect of Lactobacillus casei, Saccharomyces cerevisiae, Rhodopseudomona palustris (beneficial and effective microorganisms - EM) and molasses on tilapia (Oreochromis sp) weight-gain in laboratory conditions. Revista Orinoquia 2009 Vol. 13 No. 1 pp. 31-36</ref> enthielt:

• Purpurbakterien, wie das Sumpfpurpurbakterium Rhodopseudomona palustris,
• Milchsäurebakterien, wie das Käsebakterium Lactobacillus casei und
• Hefepilze, wie die Bierhefe Saccharomyces cerevisiae.

Heutige Kulturen, die unter den kommerziellen Namen „EM“ und „Effektive Mikroorganismen“ laufen, enthalten:<ref name="Szymanski, Patterson">Nathan Szymanski, Robert A Patterson: Effektive Microorganisms (EM) and Wastewater Systems. (PDF) Future Directions for On-site Systems: Best Management Practice. Proceedings of On-site ’03 Conference, Oktober 2003, abgerufen am 3. August 2018 (). </ref>

• Purpurbakterien, wie Rhodopseudomonas palustrus, Rhodobacter spaeroides,
• Milchsäurebakterien, wie Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Streptococcus lactis,
• Hefepilze, wie Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis zusätzlich
• Schimmelpilze, wie Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis und
• Strahlenbakterien, wie Streptomyces albus, Streptomyces griseus.

Diese werden zunächst in Kulturen vermehrt, dann in einer Nährlösung bei pH 3,5 bis 3,8<ref name="EMRAKO-ProdInfo">Vorlage:Cite book/Name: [ Produktdefinitionen der EM Technologie.] In: em-rako.de. EM-RAKO GmbH & Co. KG, 32369 Rahden, Germany, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 1. Dezember 2015. Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref> vermischt und schließlich als Impflösung (engl.: microbial inoculant) verkauft.

Anwendung

Zur Boden- oder Güllezugabe soll die als Stammlösung bezeichnete EM-1 zunächst zu einer zuckrigen Melasselösung gegeben und ungefähr 7 Tage bei etwa 25–45 °C anaerob inkubiert werden. Die so gewonnene Nährlösung mit Mikroben wird als „aktiviertes EM“ (EM-A) bezeichnet und kann entweder direkt in den Boden verbracht, auf Pflanzen aufgesprüht oder mit organischen Abfällen vermischt und kompostiert werden. Die zur luftabgeschlossenen Kompostierung mit EM angesetzten organischen Abfälle werden als EM Bokashi bezeichnet.<ref name="higa" />

Wissenschaftliche Studien

Studienlage

Kritisiert wird, dass viele Informationen, die sich über EM finden lassen, unzuverlässig sind und auf Arbeiten basieren, die wissenschaftlichen Standards nicht genügen.<ref name="golec">Cóndor Golec, Aníbal F., P. González Pérez, C. Lokare: Effective Microorganisms: Myth or reality? Rev. peru. biol., 14(2), 315–319 (2007) (PDF-Datei, 308 kB)</ref> Es wurde des Weiteren gezeigt, dass positive Wirkungen nicht direkt von lebenden EM-Mikroorganismen verursacht werden, sondern primär vom nährstoffreichen Lösungs-Substrat herrühren.<ref name="Mayer et al." /><ref name="golec" /><ref name="schenck">Schenck zu Schweinsberg-Mickan, M. & Müller, T.: Impact of effective microorganisms and other biofertilizers on soil microbial characteristics, organic-matter decomposition, and plant growth. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 172, 704–712 (2009) doi:10.1002/jpln.200800021</ref> Higa selbst räumt ein, dass die schwierige Reproduzierbarkeit einer wissenschaftlichen Akzeptanz entgegenstehe.<ref name="emproducts.co.uk">Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref>

Studien zur Bodenverbesserung und Ertragssteigerung

In einer breit angelegten Studie, die die Effekte von EM im Feldversuch unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus im Langzeitversuch über vier Jahre bei verschiedenen Kulturen (Kartoffeln, Gerste, Weizen, Alfalfa) untersuchte, konnte eine direkte Wirkung von EM Produkten nicht bestätigt werden. Die im Agroscope in der Schweiz durchgeführte Studie untersuchte sowohl die Auswirkungen von EM allein als auch in Verbindung mit organischem Dünger (Bokashi). Alle Effekte auf Boden und Ertrag konnten allein auf die Düngerwirkung der aufgebrachten Nährsubstrate zurückgeführt werden, da neben den Kontrollgaben (ohne EM) auch mit sterilisiertem EM-A getestet wurde. Veränderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung des Bodens konnten nicht bestätigt werden.<ref name="mayer">Mayer, J., Scheid, S., Widmer, F., Fließbach, A. & Oberholzer, H.-R.: How effective are “Effective microorganisms® (EM)”? Results from a field study in temperate climate. Applied Soil Ecology 46, 230–239(2010) doi:10.1016/j.apsoil.2010.08.007</ref><ref name="Mayer et al.">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Wirkungen von ‚Effektiven Mikroorganismen EM’ auf pflanzliche und bodenmikrobiologische Parameter im Feldversuch, Zürich, Schweiz. In: orgprints.org. https://orgprints.org/9691/. Jahrgang, Vorlage:Cite book/Date (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am 21. August 2016]). Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2</ref>

Zu ähnlichen Resultaten kommt eine frühere experimentelle Studie, die Bodenveränderungen und Ertragssteigerungen anhand von Inkubations- und Topfversuchen ermittelt hat. Auch hier wurde mit sterilisierten EM-A der Effekt der reinen Substratzugabe untersucht. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass die Wirkungen, die von EM ausgehen, nur auf der Zugabe von organischem Dünger, der immer mit der Gabe von EM verbunden ist, und nicht auf die Einbringung lebendiger Mikroorganismen beruhten.<ref name="schenck2">Schenck zu Schweinsberg-Mickan, M. & Müller, T. Impact of effective microorganisms and other biofertilizers on soil microbial characteristics, organic-matter decomposition, and plant growth. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 172, 704–712 (2009) doi:10.1016/j.apsoil.2010.08.007</ref>

Eine weitere Untersuchung, die Bokashi – hergestellt aus Bananenstauden einmal mit EM, ohne EM (Wasser) und sterilisiertem EM – zur Düngung von Bananenpflanzen unter tropischen Bedingungen verwendet, stellte in den Bananenblättern Kalium-Konzentrationen fest, die signifikant höher waren als bei der Behandlung mit Bokashi aus sterilisierten EM.<ref name="formowitz">Formowitz, B., Elango, F., Okumoto, S., Müller, T. & Buerkert, A.: The role of “effective microorganisms” in the composting of banana (Musa ssp.) residues. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 170, 649–656 (2007) doi:10.1002/jpln.200700002</ref>

Weitere Studien, die keine Vergleiche mit sterilisierten EM durchführen, kommen zu unterschiedlichen Ergebnissen. In diesen Studien kann nicht unterschieden werden, ob eine Beeinflussung von Bodenparametern und Ertragsveränderungen bei Pflanzen aufgrund eingebrachter lebender Mikroorganismen oder aufgrund des eingebrachten organischen Düngers (Substrateffekt) erfolgt.

So zeigte sich in einer Studie, die im Topfexperiment die Ertragsleistung von Deutschem Weidelgras (Lolium perenne) unter dem Einfluss von fermentierter Gülle (mit und ohne EM) untersuchte, kein Unterschied in der Stickstoffaufnahme und der Biomasse zwischen den Behandlungen, diese waren nur ohne Düngergabe signifikant.<ref name="vliet">Van Vliet, P. C. J., Bloem, J. & De Goede, R. G. M. Microbial diversity, nitrogen loss and grass production after addition of Effective Micro-organisms® (EM) to slurry manure. Applied Soil Ecology 32, 188–198 (2006) doi:10.1016/j.apsoil.2005.07.001</ref>

Eine Untersuchung hat beim Vergleich von Hühnermist und EM auf den Ertrag von Mais und die chemischen sowie mikrobiellen Eigenschaften von Schwemmlandböden keinen klaren Effekt feststellen können.<ref name="priyadi">Priyadi, K., Hadi, A. & Siagian, T.: Effect of soil type, applications of chicken manure and effective microorganisms on corn yield and microbial properties of acidic wetland soils in Indonesia. Soil Science & Plant 51 (5), 689–691 (2005) doi:10.1111/j.1747-0765.2005.tb00092.x</ref>

Eine Studie in Pakistan hat einen positiven Effekt von EM auf Baumwollpflanzen festgestellt, der auf die erhöhte Effizienz sowohl von Mineraldünger als auch von Kompost zurückgeführt wurde, wobei sich jedoch beim alleinigen Einsatz von EM keine Ertragssteigerungen zeigten.<ref name="khaliq">Khaliq, A., Abbasi, M. K. & Hussain, T.: Effects of integrated use of organic and inorganic nutrient sources with effective microorganisms (EM) on seed cotton yield in Pakistan. Bioresource Technology 97, 967–72 (2006) doi:10.1016/j.biortech.2005.05.002</ref>

Eine elfjährige Untersuchung in China beschreibt einen positiven Effekt von EM beim Ertrag von Weizen, welcher nicht allein auf den Düngeeffekt des Kompost-Substrates zurückgeführt wird.<ref name="hu">Hu, C. & Qi, Y. Long-term effective microorganisms application promote growth and increase yields and nutrition of wheat in China. European Journal of Agronomy 46, 63–67 (2013) doi:10.1016/j.eja.2012.12.003</ref>

Die Autoren einer Studie zum Einsatz von EM-A in verschiedenen Applikationsformen bei Basilikum halten den Einsatz von EM bei Pflanzen mit kurzer Vegetationsperiode, die in Boden mit viel Humus und Makroelementen wachsen, für nicht gerechtfertigt.<ref name="KleiberKlama">Kleiber, T. & Klama, J.: Impact of effective microorganisms on yields and nutrition of sweet basil (Ocimum basilicum L.) and microbiological properties of the substrate. African Journal of Agricultural Research Vol. 7(43), 5756–5765 (2012) doi:10.5897/AJAR12.145</ref>

In einem Feldversuch auf Teneriffa zeigten sich bei Mangold nach Behandlung mit EM sowie mit EM und Bokashi gegenüber der Kontrolle ohne jegliche Düngergabe nur geringe Unterschiede in den physischen und chemischen Eigenschaften, wobei eine Messung nach 19 Wochen höhere Nährwerte als die erste nach 8 Wochen ergab. Kontrollpflanzen hatten einen höheren Wasseranteil als solche, die mit verschiedenen EM-Produkten behandelt wurden. Letztere zeigten hingegen einen niedrigeren Vitamin-C-Gehalt und höhere Werte beim Phosphor und beim Magnesium. Die Anwendung von EM induzierte ebenso höhere Kalzium-Werte als bei nicht behandelten Pflanzen.<ref name="DaissN">Daiss, N. et al. The effect of three organic pre-harvest treatments on Swiss chard (Beta vulgaris L. var. cycla L.) quality. European Food Research and Technology 226, 345–353 (2007) doi:10.1007/s00217-006-0543-2</ref>

Studien zur Kompostbereitung und zur Schädlingsbekämpfung mit EM

Eine Studie, die die Notwendigkeit der Beimpfung (= Inokulation) mit Cellulose zersetzenden EM-Bakterien und Pilzen der Gattung Trichoderma bei der Kompostierung von Haushaltsabfall in kleiner bis mittlerer Größe untersucht hat, kam zu dem Ergebnis, dass die Beimpfung mit EM und Trichoderma im Blick auf das C/N-Verhältnis keinen signifikanten Unterschied in der Stickstoffverfügbarkeit für Pflanzen und Mikroorganismen zur Folge hatte, die EM Beimpfung jedoch die Reproduktionsrate von Erdwürmern verbessert und somit im Versuch die beste Umgebung für die Wurmkompostierung erschaffen hat.<ref>Nair, J. & Okamitsu, K.: Microbial inoculants for small scale composting of putrescible kitchen wastes. Waste management (New York, N.Y.) 30, 977–82 (2010). doi:10.1016/j.wasman.2010.02.016</ref>

In einer niederländischen Studie wurde die Wirkung von Bokashi-Kugeln (mit EM versetzte Schlammkugeln) auf das Wachstum von Cyanobakterien (Blaualgen) bzw. auf eine Reduktion der Blaualgenblüte untersucht. Nur in sehr hohen Konzentrationen von 5 und 10 g pro Liter, die weit über den empfohlenen Konzentrationen lagen, zeigten die Kugeln eine wachstumshemmende Wirkung auf die Algen, was durch reduzierte Lichteinwirkung erklärt wurde. Die Studie konnte die Hypothese, dass EM das Wachstum von Cyanobakterien verhindern oder deren Blüten beenden könne, somit nicht bestätigen, und sie verneint auch die Möglichkeit, EM-Produkte könnten dauerhaft Phosphor in eutrophierten Systemen binden oder ihn entfernen.<ref>Lurling, M., Tolman, Y. & Oosterhout, F.: Cyanobacteria blooms cannot be controlled by Effective Microorganisms (EM®) from mud- or Bokashi-balls. Hydrobiologia 646, 133–143 (2010). doi:10.1007/s10750-010-0173-3</ref>

Beim Befall von Rhododendron-Pflanzen mit dem pilzartigen Schädling Phytophthora ramorum hatte EM in einer experimentellen Studie keine signifikant präventive oder kurative Wirkung und bewirkte nur eine leichte Verminderung des Befalls.<ref>Nechwatal, J., Haug, P., Huber, C. V. & Jung, T.: Studien zur Bekämpfung von Phytophthora ramorum an Rhododendron im Rahmen der Entwicklung eines Behandlungskonzeptes für Park- und Gartenanlagen. Gesunde Pflanzen 62, 53–62 (2010). doi:10.1007/s10343-010-0221-y</ref>

Literatur

• Teruo Higa: Eine Revolution zur Rettung der Erde. 6. Auflage. OLV Verlag, Heimerzheim 2009, ISBN 978-3-941383-00-5.
• Teruo Higa: Die wiedergewonnene Zukunft. 2. Auflage. OLV Verlag, Xanten 2004, ISBN 3-922201-42-3.
• Teruo Higa: Effektive Mikroorganismen. OLV Verlag, Xanten 2005, ISBN 3-922201-49-0.

Weblinks

• Auskunft zur Unionsmarkennummer 005903281 für EM Effektive Mikroorganismen im Register des Deutschen Patent- und Markenamtes (DPMA)
• EM Research Organization, Inc.
• J. Mayer (Gewässerschutz und Stoffhaushalt, Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Zürich), S. Scheid, F. Widmer, A. Fließbach, H.-R. Oberholzer: Wirkungen von ‚Effektiven Mikroorganismen EM’ auf pflanzliche und bodenmikrobiologische Parameter im Feldversuch. (PDF) Vortrag auf der 9. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau. (45 kB)
• H. Jaksch: Versuch über die abbauende Wirkung spezieller Mischungen von Mikroorganismen in Wasser und Sediment. Studie Biologisches Labor Wien-Ost, 2009.

Einzelnachweise

<references />