MAKLEN Zupančič, urejanje – vzdrževanje vrtov in parkov, k.d.

 

TEL.:

0590 37897

GSM:  

041 378705

 e-mail:

vrtinmi@t-2.net

 

EMTM TEHNOLOGIJA – UPORABA KORISTNIH MIKROORGANIZMOV V EKOLOŠKI PRIDELAVI HRANE




METABOLIZEM

 

Članek je bil objavljen v reviji Biobrazda, 15. julija 2013, avtor: Matjaž Zupančič, Maklen Zupančič, k.d.;

strokovni recenzent: Klemen Božnik, dipl. mikrobiolog, Micronatura d.o.o.

 

 


Čeprav smo si organizmi med seboj zelo različni, bodisi enocelični ali mnogocelični, si delimo nekaj podobnih, za življenje ključnih molekul. Med njimi je DNK, ki je nosilec genetske informacije v vseh živih organizmih, tudi tiste, ki določa, kako organizem izvaja temeljni proces pridobivanja in porabe energije. Določa torej metabolizem.

Vsa živa bitja potrebujemo hrano, snovi, ki jih razgradimo, da pridobimo energijo za rast novih celic in druge življenjske funkcije. Tudi mikroorganizem, vseeno v kakšnem okolju je, vedno izvaja ta osnovni proces: metabolizem ali presnovo, da lahko raste in živi.To je pretok snovi in energije, ki obsega množico zapletenih kemijskih reakcij in fizičnih procesov v vsaki živi celici.
Žive celice so kot kemijski obrati: proizvajajo energijo v obliki ATP (adenozintrifosfata), ki jo potem uporabijo v različnih kemijskih in fizikalnih procesih METABOLIZMA, pri katerih se tuje makromolekule iz hrane razgrajujejo na manjše in enostavnejše - pri tem pa sprostijo energijo. Te enostavnejše molekule se lahko nadalje razgradijo za energijo, potrebno za druge življenjske funkcije ali pa tvorijo nove, organizmu lastne makromolekule, gradnike novih celic. Pri slednjem pa se energija porablja. Metabolizem se tako deli v dva procesa: razgradnjo organskih molekul ali KATABOLIZEM ter njihovo gradnjo ali ANABOLIZEM.
Katabolizem torej energetsko poganja procese anabolizma.

Življenjski prostor, habitat, v katerem organizmi živijo in dostopni viri energije odločilno vplivajo, katere strategije pridobivanja energije iz okolja bodo uspešne in kateri organizmi bodo sploh lahko preživeli.

Organizmi lahko pridobivajo potrebno energijo na različne načine, iz različnih virov:

s fotosintezo – pretvorbo svetlobne energije sonca v kemično energijo ogljikovih hidratov, to so fotoavtotrofni organizmi,
s kemolitotrofijo – s pretvorbo v anorganskih molekulah ( npr. v žveplovodikih) vezane kemične energije v lastni ATP, to so kemolitotrofni organizmi in
s fermentacijo in respiracijo – s pretvorbo v organskih molekulah vezane kemične energije v lastni ATP, to pa so heterotrofni organizmi.

 

Načini pridobivanja energije so torej različni, a lahko potekajo v istem okolju, včasih celo v istem organizmu (mikrobi) ob različnem času in v različnih okoliščinah.

Osnovni (avtotrofni) proizvajalci – fototrofni in kemolitotrofni organizmi, porabijo del svoje enegije ATP za izgradnjo z ogljikom bogatih spojin. Drugim organizmom, potrošnikom ali heterotrofom, so te spojine hrana, vir energije. V procesih metabolizma - fermentacije in respiracije,  razgradijo njihove vezi in tako sprostijo v njih shranjeno energijo za lastne potrebe. Tako razgrajene enostavne molekule spet porabijo osnovni proizvajalci za ponovno izgradnjo z ogljikom bogatih spojin in krog snovi v naravi je sklenjen.

Mikrobi, ki so na svetu najdlje, so razvili več načinov metabolizma, sesalcem pa je na voljo samo aerobna respiracija, ob izrednih naporih pa zaradi pomanjkanja kisika v mišicah prihaja tudi do anaerobne mlečnokislinske fermentacije glukoze, ki tako sprosti nekaj malega energije.

Ekosistemi v naravi so kompleksne mešanice organizmov z različnimi načini presnove, ki ne samo sobivajo, ampak povezano sodelujejo v simbiozah, se dopolnjujejo in skupaj ustvarjajo presežke energije. Obstaja na milijone izmenjav hranil in energije med milijoni vrst. Vsak organizem nekaj proizvaja, vsak nekaj potrebuje, vsak dobi, kar potrebuje in odda, česar ne. V biosferi kot celoti pa se izmenjave uravnotežijo.

Simbioze so v naravi prej pravilo kot izjema! Temeljijo predvsem na prehrani in obojestranskih koristih vpletenih. Čeprav obstajajo od nekdaj, se šele začenjamo prav zavedati razsežnosti in pomembnosti takih odnosov v naravi! Isto velja za delovanje mikrobov in njihov izjemni vpliv na vzdrževanje ekološkega ravnovesja, podnebja in življenja na planetu sploh.

Simbioze niso nekaj, kar se dogaja samo nekje zunaj, v naravi. Dogajajo se tudi v nas! Našim mikrobnim simbiontom nudimo »streho nad glavo«, hrano, vodo in toploto, oni pa v zameno branijo svoj življenjski prostor – to smo, seveda, mi – pred zajedalskimi mikrobi, ki povzročijo bolezen, če v tem boju prevladajo. To je prvi, tako imenovani pasivni nespecifični del našega imunskega sistema. 

Neko vrsto mikrobne presnove  ljudje s pridom uporabljamo že stoletja: anaerobno fermentacijo! Peka kruha, sirarstvo, pivovarstvo, vinarstvo, kisanje zelenjave, mleka in izdelava sojine omake so zelo različni habitati in sistemi, z različnimi mikrobi, a s podobnim presnovnim procesom, ki ga ljudje že dolgo uporabljamo, ne da bi do nedavna sploh vedeli, kaj povzroči vzhajanje testa, luknje v kruhu in siru, spreminjanje sladice in mošta v pivo in vino. Zdaj vemo, da izkoriščamo mikrobni metabolizem in uživamo proizvode mikrobne anaerobne fermentacije, ki je eden najstarejših presnovnih procesov na planetu. Tudi to je simbioza: brez nas se ti mikrobi ne bi nikdar tako obilno hranili in množili, mi pa brez njih tudi ne, saj gre proizvodnja fermentirane hrane v milijone ton. Korist je torej obojestranska!

Anaerobna fermentacija je preprosta presnovna strategija, pri kateri mikrobi s pomočjo svojih encimov preproste organske spojine: sladkorje v sadju, laktozo v mleku, ipd., razgradijo na enostavnejše organske spojine: alkohol, organske kisline in ogljikov dioksid in pri tem sprostijo  energijo, ki jo potrebujejo za rast. Rast pa pri mikrobih pomeni razmnoževanje. V fazi eksponentne rasti je vsaka nova generacija dvakrat večja kot prejšnja, sledijo pa si na vsakih 12 do 30 minut, odvisno od okoljskih pogojev, količine hrane in vrste mikroba.

  

Radič sorte Milanski in nizki fižol v oktobru 2012, oba tretirana z EM pripravki  za zdrav in obilen pridelek

 

V EM tehnologiji nas zanimata dva anaerobna fermentacijska procesa s fermentacijsko potjo glikolize, ki sta osnova predelave organskih odpadkov v uporabno gnojilo in kasneje v humus.To sta alkoholno vrenje, ki ga povzročajo glive kvasovke in mlečno kislinsko vrenje, ki je domena mlečno kislinskih bakterij. Najobičajnejši fermentacijski substrati so sladkorji, fermentacijski proizvodi pa alkohol, ogljikov dioksid, mlečna kislina, laktoza in vodik. Fermentirana organska masa vsebuje tudi veliko mineralov, vitaminov, aminokisline, encime in hormone, ki so rastlinam takoj dostopni.

Pomembno je tudi, da tako preprečimo fermentacijsko pot hidrolize, torej gnitja bioloških odpadkov, ki ga povzročajo čisto druge anaerobne vrste mikrobov, ki pa jih ljubijo lastniki bioplinarn. Pri tem nastajajo strupeni : metan, fosfin, žveplovodik in amoniak.
V bioplinarnah se procesi gnitja odvijajo v neprodušno zaprtih anaerobnih digestorjih in plini so pod kontrolo. Nasprotno pa je povsem druga pesem gnitje na prostem, v kupih odkošene trave z naših zelenic ali gospodinjskih odpadkov in zavržene hrane na odlagališčih smeti. Na ta način nastane 15% vsega metana na svetu, ki se sprošča v ozračje in vpliva na njegovo segrevanje petkrat močneje kot ogljikov dioksid! Če bi z manj potratnim ravnanjem s hrano pridelali manj odpadkov, preostale pa bi fermentirali in porabili za gnojilo, bi bil vpliv na segrevanje ozračja enak, kot če bi opustili vsak drugi avto na svetu!

 
Postopek fermentiranja bioloških odpadkov v gospodinjstvu je enostaven in vsakomur dostopen! Potrebujemo le fermentacijsko posodo, ki jo lahko izdelamo sami, lahko pa jo, skorajda že za vsakim vogalom, preprosto kupimo skupaj s posipom 
EM Bokashi Starter Kompostowy.

Kupljene posode so opremljene z vgrajenima cedilom in pipico za odtakanje fermentne tekočine (eksudat), ki vsebuje koristne mikroorganizme, makro in mikroelemente, encime, aminokisline… in je odlično tekoče gnojilo. Razredčenega z vodo brez klora, ga v razmerju 1:100 do 1:1000 lahko uporabljamo za talno ali foliarno dognojevanje naših rastlin. Nerazredčen pa dobro očisti odtočne cevi in zmanjša količino blata v greznicah, če ga redno uporabljamo. Mikroorganizmi imajo pač makro apetit!

Posoda sama pa torej ni kompostnik! Le že popolnoma fermentirano biomaso iz take neprodušno zaprte posode potem lahko kompostiramo na več načinov. Lahko jo zakopljemo neposredno med vrste na gredicah ali v posebej pripravljene kompostne jarke ali pa jo odložimo na običajen kompostni kup. Na slednjem jo pokrijemo, bodisi z zemljo ali zelenim odrezom, najbolje pa s folijo za ribnike, da omejimo dostop kisika, izhlapevanje vode in padavinsko izpiranje dušika in kalija. Na ta način v toplejšem delu leta iz fermentiranca že v 3 –4 tednih nastane humus. Pozimi je proces zaradi nizkih temperatur seveda daljši.

Pri običajnem kompostiranju, kjer prevladujejo metabolni procesi aerobne respiracije, velik del biomase dobesedno izgori, zato se kompostni kup segreje tudi do 70 C. To pa pomeni veliko izgubo energije, ki dobesedno izpuhti v zrak! Nasprotno izgub energije ob fermentaciji biomase skorajda ni, saj se ne segreva. Izgubi se le nekaj ogljikovega dioksida.

 
Kompostnega kupa v tem primeru tudi ni potrebno premetavati, da bi ga zračili. EM je namreč kompleksen mikrobni življenjski splet, v katerem se anaerobni in aerobni mikroorganizmi simbiotsko podpirajo. Nekateri od njih (Rhodopseudomonas palustris,Rhodobacter sphaeroides) lahko celo živijo v vseh pogojih, s kisikom ali brez, saj svoj metabolizem zmorejo prilagajati razmeram v okolju. Tako se lahko hranijo kot fotoavtotrofi, fotoheterotrofi, kemoavtotrofi ali kemoheterotrofi, torej so lahko rastline, lahko živali, lahko so na »kemični« pogon ali pa vse obenem. Lahko vežejo dušik iz zraka v biomaso, ogljikov dioksid iz zraka ali pa sproščajo ogljik iz organske mase.

 

 

Radič sorte Milanski, gojen s pomočjo EM tehnologije, pred koncem svoje poti


Zaradi vsega poprej napisanega je kompostiranje s poprejšnjim fermentiranjem biomase gotovo eden najpomembnejših ukrepov, s katerim lahko vsak od nas pomete pred svojim pragom in pripomore k zmanjšanju izpustov toplogrednih plinov, za nagrado pa pridela še zdravo zelenjavo in sadje!

Tako, toliko o tem za zdaj! Nekaj malega branja o EM tehnologiji pa naj ostane še za nekaj naslednjih številk revije Biobrazda.




Matjaž Zupančič

 





 

 

Maklen Zupančič, urejanje – vzdrževanje vrtov in parkov, k.d. | Cesta Kokrškega odreda 40, 4000 Kranj | Pooblaščene osebe: Matjaž Zupančič, Najla Bahjet Elias