Effect of Lactic Acid Fermentation

Effect of Lactic Acid Fermentation Bacteria on Plant Growth and Soil Humus Formation
T. Higa and S. Kinjo
University of The Ryukyus, Okinawa, Japan
Abstract
A study was conducted to determine if lactic acid bacteria, when inoculated into soil amended with
organic materials, could enhance decomposition and the release of plant nutrients, and increase soil
humus formation. The addition of EM 4 to soil amended with fresh green grass increased the
growth of cucumber over that of the unamended and fertilized controls, while woodchips appeared
to suppress growth. The yield of mustard and radish (tops and roots) were significantly higher with
EM 4 at all dilution levels than either of the controls. However, mustard yield was highest at the
1:500 dilution, while there was little difference in radish yield for the dilutions used. Populations of
fungi, lactobacilli, aerobic bacteria, and actinomycetes were generally higher in soil treated with
EM 4 than for the unamended controls. Results indicate that EM 4 can accelerate the decomposition
of organic amendments in soils and the release of their nutrients for plant growth. The soil humus
content, even from addition of woodchips, was increased considerably from treatment with EM 4.
Introduction
Decomposition of organic matter in soil results in gas and heat production which are lost energy to
the cultivated crop. This kind of decomposition can result in products that are harmful to plant
growth (Gussin and Lynch, 1981). Nutrient recycling in terrestrial environments would be more
efficient if this energy loss could be avoided. Fermentation pathways provide a more efficient
means for utilizing organic substrates during their decomposition in soil.
Fermentation is a process that is often used in producing and preserving foods and beverages such
as yogurt, cheese, and beer. In Japan, soy sauce (shouyu) and soybean paste (miso) are just two of
many examples of fermentation. The fermentation process not only preserves foods from spoilage,
but may even increase the nutrient value of the product.
Lactic acid fermentation bacteria are also responsible for the preservation of vegetable products for
human consumption and silage for animals. There is some indication that lactic acid can inhibit the
growth of microorganisms that are responsible for spoilage (Lynch, 1988). Nevertheless, high
concentrations of lactic acid can provide good preservation (Langston and Bouma, 1960). Lactic
acid bacteria have also been used for treatment of cattle manures and sewage for odor abatement,
and as an inoculant to accelerate the composting of organic wastes (Okada, 1988).
The possibility of using this fermentation process in a soil environment has been of great interest,
When green plant material is incorporated into the soil there is little loss of energy as gas and heat,
and the phytotoxic effect that usually follows the decomposition of plant materials is minimized
(Lynch, 1977).
The purpose of this study was to determine whether lactic acid bacteria inoculated into soil
amended with different organic materials as substrates, could provide a more effective means for
recycling plant nutrients and for increasing soil humus formation.
Materials and Methods
Experiment 1
A greenhouse pot experiment was conducted in October 1987 to determine the effect of EM on
plant growth and soil humus formation. Soil was mixed with chopped crabgrass (Digitaria
ascendens Henri) or woodchips at rates of 0, 0.5, 2.0, and 4.0 Mg 10 are-1 (10 are is 0.1 hectare), i.e.,
0, 5, 20, and 40 Mg ha-1, and placed in vinyl pots (20 cm diameter and 25 cm depth). Cucumber
seeds were sown and EM 4 was applied to the soil each week at dilutions of 1:500, 1:1000, and
1:2000. EM 4 is comprised mainly (more than 90 %) of lactobacillus bacteria, but also contains
photosynthetic bacteria, ray fungi, and yeasts. During the initial growth period, each pot received 45
mg of nitrogen, 25 mg of phosphoric acid, and 51 mg of potassium. Plant growth was recorded four
times and soil samples were collected three times for analysis of NO3
-
, NH4
+
, pH, P2O5, K2O, and
humus.
Experiment 2
A greenhouse pot experiment was conducted in November 1988 in much the same manner as
Experiment 1, except green (fresh) chopped rose grass was mixed with soil at a rate of 40 Mg ha-1.
Mustard seeds were then sown at 0, 1, 2, 3, and 5 weeks after addition of the organic amendment. A
culture of lactobacillus plantarum was applied to the pots each week at dilutions of 1:500, 1:1000,
and 1:2000.
Lactobacillus plantarum (IFO 3070) was cultured at 30o
C in GYP + 1 % skim milk liquid medium
(Okada, 1988); 1 ml of the culture contained approximately 1.2 x 109
bacteria. The culture was
suspended in distilled water at a dilution of 1:10 and then further diluted, as previously described,
for application to soil. Both fresh and dry weight crop yields were recorded. Soil microorganisms
were enumerated by the plate count method using modified GYP agar (Okada, 1988) fo

Kết quả (Việt) 1:

Tác động của vi khuẩn lên men lactic tăng trưởng thực vật và đất mùn hình thànhT. Higa và S. KinjoTrường đại học của đảo Ryukyu, Okinawa, Nhật bảnTóm tắtMột nghiên cứu được tiến hành để xác định nếu vi khuẩn axit lactic, khi tiêm chủng vào đất sửa đổi vớivật liệu hữu cơ, có thể tăng cường phân hủy và phát hành các chất dinh dưỡng thực vật và tăng đấthình thành mùn. Việc bổ sung các EM 4 đến đất sửa đổi với cỏ xanh tươi tăng cácsự phát triển của dưa chuột qua đó điều khiển unamended và thụ tinh, trong khi woodchips xuất hiệnđể ngăn chặn sự tăng trưởng. Sản lượng của mù tạt và củ cải (ngọn và rễ) đã cao hơn đáng kể vớiEM 4 tại tất cả các cấp độ pha loãng hơn so với một điều khiển. Tuy nhiên, sản lượng mù tạt là cao nhất tại cácpha loãng 1: 500, trong khi có rất ít sự khác biệt trong năng suất củ cải cho dilutions được sử dụng. Quần thểnấm, lactobacilli, vi khuẩn hiếu khí và actinomycetes đã thường cao hơn trong đất được điều trị bằngEM 4 hơn cho các điều khiển unamended. Kết quả cho thấy EM 4 có thể thúc đẩy sự phân hủyhữu cơ sửa đổi trong đất và phát hành các chất dinh dưỡng cho sự phát triển của thực vật. Đất mùnnội dung, ngay cả từ các bổ sung của woodchips, được tăng lên đáng kể từ điều trị với EM 4.Giới thiệuKết quả phân hủy các chất hữu cơ trong đất trong sản xuất khí đốt và nhiệt đang mất năng lượng đểCác cây trồng được trồng. Loại phân hủy có thể kết quả trong các sản phẩm có hại cho cây trồngtốc độ tăng trưởng (Gussin và Lynch, 1981). Các chất dinh dưỡng tái chế trong các môi trường trên trái đất sẽ nhiều hơnmất mát năng lượng hiệu quả nếu điều này có thể tránh được. Quá trình lên men đường cung cấp một hiệu quả hơnphương tiện để sử dụng các chất hữu cơ trong quá trình phân hủy của họ trong đất.Quá trình lên men là một quá trình thường được sử dụng trong sản xuất và bảo quản thực phẩm và đồ uống như vậynhư sữa chua, pho mát, và bia. Tại Nhật bản, xì dầu (shouyu) và đậu nành dán (miso) là chỉ là hai trong sốnhiều ví dụ của quá trình lên men. Quá trình lên men không chỉ bảo quản thực phẩm từ hư hỏng,nhưng thậm chí có thể làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.Vi khuẩn lên men lactic cũng chịu trách nhiệm cho việc bảo tồn của các sản phẩm rau chocon người tiêu thụ và silage cho động vật. Đó là một số dấu hiệu cho thấy lactic acid có thể ức chế sựsự phát triển của vi sinh vật chịu trách nhiệm về hỏng (Lynch, 1988). Tuy nhiên, caonồng độ của lactic acid có thể cung cấp bảo quản tốt (Langston và Bouma, 1960). Lacticvi khuẩn axit cũng đã được sử dụng để điều trị của phân gia súc và nước thải abatement mùi,và như là một inoculant để đẩy nhanh phân compost của hữu cơ chất thải (Okada, 1988).Khả năng sử dụng quá trình lên men này trong một môi trường đất đã quan tâm rất lớn,Khi nguyên liệu thực vật màu xanh lá cây được tích hợp vào trong đất có chút cân lượng năng lượng như khí đốt và nhiệt độ,và hiệu quả phytotoxic thông thường theo sự phân hủy các vật liệu thực vật được tối thiểu hoá(Lynch, 1977).Mục đích của nghiên cứu này là để xác định vi khuẩn axit lactic tiêm chủng vào đấtSửa đổi với vật liệu hữu cơ khác nhau như là chất nền, có thể cung cấp một phương tiện hiệu quả nhấttái chế chất dinh dưỡng thực vật và gia tăng sự hình thành đất mùn.Vật liệu và phương phápThử nghiệm 1Một hiệu ứng nhà kính nồi thử nghiệm được tiến hành vào tháng 10 năm 1987 để xác định hiệu quả của EM trêntrồng đất mùn hình thành và phát triển. Đất được trộn lẫn với xắt nhỏ crabgrass (Digitariaascendens Henri) hay woodchips ở mức 0, 0.5, 2.0 và 4,0 Mg 10 là-1 (10 là 0.1 ha), ví dụ,0, 5, 20 và 40 Mg ha-1, và được đặt trong chậu nhựa vinyl (đường kính 20 cm và 25 cm sâu). Dưa chuộthạt giống được gieo và EM 4 được áp dụng cho đất mỗi tuần tại dilutions 1: 500, 1:1000, và1:2000. EM 4 bao gồm chủ yếu là (hơn 90%) của vi khuẩn lactobacillus, nhưng cũng chứavi khuẩn quang hợp, ray nấm và nấm men. Trong giai đoạn phát triển ban đầu, mỗi nồi nhận được 45mg của nitơ, 25 mg axit photphoric và 51 mg kali. Tốc độ tăng trưởng thực vật là ghi bốn thời gian và đất mẫu đã được thu thập ba lần để phân tích của NO3-, NH4+, độ pH, P2O5, K2O, vàmùn.Thử nghiệm 2Một thử nghiệm nồi nhà kính được tiến hành vào tháng 11 năm 1988 trong nhiều cách tương tự nhưThử nghiệm 1, ngoại trừ màu xanh lá cây (tươi) xắt nhỏ hồng cỏ được trộn lẫn với đất tại một tỷ lệ 40 Mg ha-1.Hạt mù tạt thì được gieo tại 0, 1, 2, 3 và 5 tuần sau khi bổ sung hữu cơ sửa đổi. Avăn hóa của lactobacillus plantarum được áp dụng cho các chậu mỗi tuần tại dilutions 1: 500, 1:1000,và 1:2000.Lactobacillus plantarum (IFO 3070) được nuôi cấy lúc 30oC trong GYP + 1% sữa skim lỏng trung bình(Okada, 1988); 1 ml của nền văn hóa có khoảng 1,2 x 109 vi khuẩn. Văn hóa làbị đình chỉ trong nước cất ở một pha loãng 1:10 và sau đó pha loãng hơn nữa, như đã được mô tả,nhằm ứng dụng vào đất. Cả hai trọng lượng tươi và khô sản lượng cây trồng đã được ghi lại. Vi sinh vật đấtđược liệt kê theo phương pháp tính mảng bằng cách sử dụng sửa đổi GYP agar (Okada, 1988) fo

Kết quả (Việt) 2:

Ảnh hưởng của vi khuẩn Lactic Acid lên men về tăng trưởng thực vật và đất mùn Formation
T. Higa và S. Kinjo
University of The Ryukyu, Okinawa, Nhật Bản
Tóm tắt
Một nghiên cứu được tiến hành để xác định xem vi khuẩn axit lactic, khi cấy vào đất sửa đổi với các
vật liệu hữu cơ, có thể tăng cường phân hủy và giải phóng các chất dinh dưỡng thực vật, và tăng đất
hình thành mùn. Việc bổ sung EM 4 đến đất sửa đổi với cỏ xanh tươi làm tăng
tốc độ tăng trưởng của dưa chuột trên đó các điều khiển không sửa đổi và được thụ tinh, trong khi dăm gỗ xuất hiện
để ngăn chặn sự tăng trưởng. Sản lượng của cải và củ cải (ngọn và rễ) đều cao hơn đáng kể với
EM 4 tại tất cả các cấp độ pha loãng hơn một trong các điều khiển. Tuy nhiên, sản lượng mù tạt là cao nhất ở
1: 500 pha loãng, trong khi có rất ít sự khác biệt trong sản lượng củ cải cho các dung dịch pha loãng sử dụng. Quần thể
nấm, lactobacilli, vi khuẩn hiếu khí, và xạ khuẩn nói chung cao hơn trong đất được xử lý với
EM 4 so với các điều khiển không sửa đổi. Kết quả chỉ ra rằng EM 4 có thể tăng tốc độ phân hủy
của các sửa đổi hữu cơ trong đất và giải phóng các chất dinh dưỡng của họ cho sự phát triển của thực vật. Các mùn đất
nội dung, thậm chí từ thêm dăm gỗ, đã được tăng lên đáng kể từ việc điều trị bằng EM 4.
Giới thiệu
phân hủy các chất hữu cơ trong các kết quả của đất trong sản xuất khí đốt và nhiệt bị mất năng lượng cho
vụ canh tác. Đây là loại phân hủy có thể dẫn đến các sản phẩm có hại cho cây trồng
tăng trưởng (Gussin và Lynch, 1981). Dinh dưỡng tái chế trong các môi trường trên cạn sẽ được nhiều
hiệu quả nếu tổn thất năng lượng này có thể tránh được. Cách lên men cung cấp một hiệu quả hơn
phương tiện cho việc sử dụng các chất hữu cơ trong quá trình phân hủy của họ trong đất.
Lên men là một quá trình thường được sử dụng trong sản xuất và bảo quản thực phẩm và đồ uống như vậy
như sữa chua, pho mát, và bia. Tại Nhật Bản, nước tương (shouyu) và dán đậu tương (miso) chỉ là hai trong
nhiều ví dụ về quá trình lên men. Quá trình lên men không những bảo toàn thực phẩm từ sự hư hỏng,
nhưng thậm chí có thể làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
Vi khuẩn lên men lactic cũng chịu trách nhiệm về việc bảo quản sản phẩm rau quả cho
con người và thức ăn ủ chua cho gia súc. Có một số dấu hiệu cho thấy axit lactic có thể ức chế sự
tăng trưởng của vi sinh vật chịu trách nhiệm về sự hư hỏng (Lynch, 1988). Tuy nhiên, cao
nồng độ axit lactic có thể cung cấp bảo quản tốt (Langston và Bouma, 1960). Lactic
acid bacteria cũng được sử dụng để điều trị các loại phân gia súc và nước thải cho khử mùi,
và như một inoculant để đẩy nhanh ủ chất thải hữu cơ (Okada, 1988).
Khả năng sử dụng quá trình lên men trong môi trường đất đã được sự vĩ đại lãi suất,
Khi nguyên liệu thực vật màu xanh lá cây được đưa vào đất có rất ít tổn thất năng lượng như khí đốt và nhiệt,
và các hiệu ứng phytotoxic thường sau sự phân hủy của nguyên liệu thực vật được giảm thiểu
(Lynch, 1977).
mục đích của nghiên cứu này là để xác định dù vi khuẩn axit lactic cấy vào đất
sửa đổi với các vật liệu hữu cơ khác nhau như các chất nền, có thể cung cấp một phương tiện hiệu quả hơn đối với
các chất dinh dưỡng nhà máy tái chế và để tăng sự hình thành mùn đất.
vật liệu và phương pháp
thí nghiệm 1
một thí nghiệm nồi nhà kính được tiến hành vào tháng 10 năm 1987 để xác định hiệu quả EM trên
cây phát triển và hình thành mùn đất. Đất được trộn với Crabgrass băm nhỏ (Digitaria
ascendens Henri) hoặc dăm gỗ ở mức 0, 0.5, 2.0, và 4.0 Mg 10 là-1 (10 là được 0,1 ha), tức là
0, 5, 20, và 40 Mg Ha- 1, và được đặt trong chậu nhựa vinyl (20 cm và có đường kính 25 cm chiều sâu). Dưa chuột
Hạt giống đã được gieo và EM 4 được áp dụng cho đất mỗi tuần pha loãng 1: 500, 1: 1000, và
1: 2000. EM 4 bao gồm chủ yếu (hơn 90%) của vi khuẩn lactobacillus, nhưng cũng chứa
vi khuẩn quang hợp, nấm ray, và nấm men. Trong giai đoạn phát triển ban đầu, mỗi nồi nhận được 45
mg nitơ, 25 mg acid phosphoric, và 51 mg kali. Tăng trưởng thực vật được ghi nhận bốn
lần và các mẫu đất được thu thập ba lần để phân tích lượng NO3
-
, NH4
+
, pH, P2O5, K2O, và
mùn.
Thí nghiệm 2
Một thí nghiệm nồi nhà kính được tiến hành vào tháng 11 năm 1988 tại nhiều cách thức tương tự như
thí nghiệm 1 , ngoại trừ màu xanh lá cây (tươi) băm cỏ tăng được trộn với đất với tốc độ 40 Mg ha-1.
hạt mù tạt sau đó đã được gieo từ 0, 1, 2, 3, và 5 tuần sau khi bổ sung sửa đổi hữu cơ. Một
nền văn hóa của lactobacillus plantarum đã được áp dụng cho các chậu mỗi tuần pha loãng 1: 500, 1: 1000,
và 1: 2000.
Lactobacillus plantarum (IFO 3070) đã được nuôi cấy ở 30 o
C trong đánh người nào một trận + 1% sữa tách kem môi trường lỏng
(Okada , 1988); 1 ml của văn hóa chứa khoảng 1,2 x 109
vi khuẩn. Các nền văn hóa đã được
treo lơ lửng trong nước cất ở độ pha loãng 1:10 và sau đó tiếp tục pha loãng, như mô tả trước đây,
áp dụng đối với đất. Cả hai sản lượng cây trồng trọng lượng tươi và khô đã được ghi lại. Vi sinh vật đất
đã được liệt kê theo phương pháp đếm tấm sử dụng sửa đổi đánh người nào một trận agar (Okada, 1988) fo