Micro-organismes Efficaces (EM)

Intrants

Fertilité biologique du sol Santé des élevages Amendement Qualité des sols

Micro-organismes

Intrant

C'est un mélange composé de bactéries, de champignons et de levures. La décomposition de la matière par cet ensemble microbien a des effets positifs sur l'environnement : la vie du sol, la santé des plantes et des animaux et la qualité de l'eau.

Présentation

L'EM® (Effective Micro-organism) est une technologie développée dans les années 80 au Japon par le professeur Teruo Higa, basée sur un ensemble de micro-organismes qui vont contribuer aux pratiques d'agriculture durable, améliorer la santé et l’hygiène animale et humaine, la valorisation organique par le traitement des biodéchets, la purification des eaux et des sols. En ajoutant une flore microbienne, le but est de restaurer la microbiologie du sol, pour rétablir un équilibre des bons organismes du sol et inhiber le développement des agents pathogènes. Son rôle principal est la décomposition qui va permettre de rendre assimilable la matière organique et libérer (par la fermentation) des antioxydants, des vitamines et des oligo-éléments.

Lexique

EM® :  Technologie qui est basée sur des micro-organismes efficaces vendus dans le commerce (marque déposée par EMRO, EM Research Organization, dont le siège est à Uruma au Japon).

EM1 : "Solution mère" des EM®. C’est une solution concentrée, composée de différents micro-organismes comme des bactéries lactiques, des bactéries photosynthétiques, des levures, des champignons et des actinomycètes. On l'utilise pour produire de l'EMA.

EMA : Solution d'EM1 activée et diluée. La dilution se fait avec de l'eau non chlorée et l'activation grâce à de la mélasse. On peut ensuite l’utiliser sur le sol, les plantes ….

Les micro-organismes du sol selon leur fonctionnement

Les décomposeurs

• Oxydants : Ils exercent une décomposition aérobie par l’oxydation complète du substrat. Le produit final obtenu est du dioxyde de carbone, de l’eau et l’émission de grandes quantités d’énergie (chaleur), ce qui peut créer un milieu propice au développement d’agents pathogènes responsables des maladies. C'est une réaction qui demande beaucoup d’énergie, donc induit une forte perte au sein de la matière. On retrouve ce processus dans le compostage.
• Fermenteurs : Ils provoquent une décomposition anaérobie par la fermentation. Il en existe deux types :
  • Ceux qui provoquent une fermentation utile (maturation), ils transforment les molécules organiques complexes en composés organiques simples, directement assimilables par les plantes. En parallèle, les micro-organismes produisent des substances métaboliques (antibiotiques naturels, hormones, vitamines, antioxydants…) assimilables par les plantes. Ces éléments stimulent la croissance des plantes (meilleure fertilité et la rétention d’eau du sol), leur capacité de résistance et leurs défenses naturelles. Cette famille de micro-organismes est présente dans les EM®.
  • Ceux qui provoquent une putréfaction, ils décomposent des protéines en substances métaboliques malodorantes, insuffisamment décomposées (ce qui engendre de mauvaises odeurs et de la toxicité) et ils oxydent des métabolites (ammoniac, mercaptans, indole…) souvent toxiques pour les plantes et les animaux.

Les synthétiseurs

• Les fixateurs d’azote atmosphérique.
• Les photosynthétiques (fixateurs de carbone atmosphérique).

Les micro-organismes dits efficaces (EM®) appartiennent aux groupes des fermenteurs utiles et des synthétiques, les bénéfiques. Dans la nature, une lutte constante s’opère entre les micro-organismes bénéfiques et néfastes. Les micro-organismes néfastes sont favorisés par les méthodes de l'agriculture conventionnelle et l'usage des EM® va permettre de rétablir cet équilibre (ils freinent le développement et l'activité des micro-organismes néfastes).

Qu’est ce qu’un EM® ?

C'est un mélange de micro-organismes, d'espèces aérobies (qui vivent avec de l'oxygène) et d'espèces anaérobies (qui vivent sans oxygène). Par la dégradation des résidus, ils ont un effet bénéfique sur les plantes (en rendant les éléments plus facilement assimilables), sur les animaux (sur leur flore et leurs aliments), sur l’activité biologique et la structuration du sol.

Composition

• Les bactéries acido-lactiques : Leur rôle est de supprimer des micro-organismes pathogènes et d'accélérer la dégradation de la matière organique (ce qui empêche la putréfaction). Ils représentent la masse la plus importante de cette microfaune. Elles ont aussi un rôle de probiotique pour l’alimentation animale.
• Les bactéries photosynthétiques : Elles ont la propriété de produire de l'énergie et de la biomasse qui favorisent la croissance des plantes et des autres micro-organismes, elles co-existent avec les bactéries fixatrices d’azote. C'est l’axe central de l’activité des EM®.
• Les bactéries actinomycètes : Ce sont des maillons importants dans la décomposition de la matière organique (cellulose, chitine). Elles produisent des substances antimicrobiennes qui éliminent les champignons nocifs et les bactéries pathogènes.
• Les levures : Leur rôle est de produire des substances bioactives (hormones, enzymes, vitamines) et des antioxydants, des substances anti-microbiennes utiles, utilisées ensuite par les bactéries acidolactiques et les actinomycètes. Elles ont pour effet, chez les plantes, de favoriser la division cellulaire et la croissance racinaire, et chez les monogastriques et ruminants, de jouer un rôle de probiotique pour l’alimentation animale (contrôle du pH du rumen).
• Les champignons décomposeurs : Ils ont plusieurs rôles, équilibrer la flore bactérienne, éliminer certains organismes pathogènes, décomposer rapidement la matière organique pour produire des alcools, des esters et des substances antimicrobiennes, ils préviennent de la multiplication d’insectes ravageurs et de nématodes ainsi que de l’apparition de mauvaises odeurs.

Mode d'action

Les EM® ont comme action directe de favoriser la décomposition de la matière par la fermentation (par maturation) et non par l'oxydation. Ils permettent aussi de dépolluer les sols des molécules chimiques qu'ils contiennent (herbicides, insecticides, fongicides…), ils accélèrent la dégradation naturelle des dioxines. Ainsi l'assimilation par les plantes des métaux lourds est limitée.

Différentes solutions de micro-organismes

• Les EM® sont réalisés à partir d'une recette protégée et élaborée au Japon.
• La lifofer est une solution inspirée des EM®, réalisée à partir de litière forestière fermentée. La principale différence avec les EM® est qu'elle se compose des micro-organismes spécifiques au lieu de prélèvement de la litière :  micro-organismes locaux et mieux adaptés.

Dans quel cas les utiliser ?

Pour la production végétale

Pour les sols et les résidus de culture

• En théorie : Les EM® améliorent la structure et l’agrégation des particules du sol (réduisent sa compaction, augmentent sa porosité et améliorent l’infiltration et la rétention d’eau), ils améliorent la disponibilité en nutriments du sol (les solubilisent et facilitent ainsi leur absorption par le système radiculaire).

• En pratique : Lors de la préparation des sols, au moins 15 à 20 jours avant le semis, on peut asperger 10 litres/ha d'EMA, pour ensemencer le sol en micro-organismes et accélérer la décomposition des résidus de récolte. L’efficacité est assurée avec une température du sol supérieure à 8°C, et un repos du sol pendant une semaine. A la fin, on peut remarquer une odeur agréable et sucré du sol qui rappelle par exemple les carottes fraîchement récoltées.

Pour la germination des plantes

• En théorie : Les EM® accélèrent la germination des semences et améliorent le taux de germination, par leur action hormonale similaire à celle de l’acide gibbérellique, ils augmentent la vigueur et la croissance des tiges et racines et améliorent les chances de survie des plantules.
• En pratique : On peut appliquer les EM® sur le substrat du semis ou inoculer directement les semences avec des EM®. Pour cela tremper les semences dans une solution d’EMA diluée à 2% pendant 15 minutes pour les boutures, rhizomes…, 30 minutes pour les graines tendres de tomate, carotte, radis… ou 1 à 2 heures pour les grains durs de maïs, haricots… Lors du repiquage de jeunes plants, on peut également tremper les racines dans une solution d’EM® activés à 2%. L’inoculation peut également se faire avec du Bokashi détrempé.
• Dans le cas d'un semoir équipé d'un dispositif d'engrais liquide, cela permet de placer la solution sous le pied de la plante. Chaque grain de semence est ainsi entouré de micro-organismes favorisant la croissance et repoussant les maladies.

Pour la croissance/productivité des cultures

• En théorie : Par leurs actions hormonales, ils promeuvent la floraison, la fructification et la maturation des fruits. Ils améliorent la capacité photosynthétique en favorisant la croissance foliaire et en améliorant les apports en nutriments des plantes. Ils favorisent également l’activité protéique et la résistance au stress.
• En pratique : Les meilleurs résultats ont été obtenus par application foliaire. Dans le cas de système d’irrigation au goutte-à-goutte, la solution d’EM®, légèrement acide, va aider à éviter que les goutteurs ne se bouchent.

Préconisation des doses d'EM® en pulvérisation foliaire (source : )

	EM® (L/ha)	Dilution	Fréquence (en jours)
Maraîchage	20	2 à 10%	4 à 15
Grandes cultures	20	1 à 5%	15 à 60
Fruitiers	20	2 à 10%	30 à 60

Pour la santé des plantes

Les EM® permettent de limiter le développement et l’impact de ravageurs et de maladies (mildiou ...), par leurs composés bioactifs (antibiotiques, hormones…) qui renforcent la résistance des plantes. Aussi, en consommant les exsudats des racines, feuilles, fleurs et fruits, ils évitent la propagation d’organismes pathogènes.

Traitement post-récolte

En particulier pour les fruits périssables, l’aspersion d’une solution d’EM® activée et diluée à 2% va permettre d’allonger le temps de conservation des récoltes, par l’action antioxydante et antagoniste des organismes pathogènes. On peut aussi les utiliser pour nettoyer les caisses et autres récipients servant au transport et au stockage des fruits.

En vigne

• En vigne, des effets sur la croissance végétative, le rendement et la résistance au stress hydrique, une réduction de la mortalité des complants, ont été démontrés après 2 années d'expérimentations menées dans le Var. En effet, une réduction significative de la mortalité des complants, un débourrement plus tardif, des rameaux plus longs et un poids des grappes supérieur ont été observés. Au cours de cette expérimentation, ils ont utilisé une préparation développée en France, inspirée de la solution EM®, la Lifofer.
• Pour la mise en pratique, deux applications au printemps et une en automne ont été faites, à la dose de 20 litres par hectare.

Pour le compost

Pour enrichir le compost, réduire la présence de métaux lourds et accélérer la décomposition par le processus de maturation (peut réduire par 3 le temps de compostage).

Pour l'élevage

Pour l'alimentation animale

• Ils peuvent être utilisés sur la pâture pour avoir une meilleure pousse.
• Ils améliorent le processus de fermentation des ensilages :
  • Améliorent la stabilité du tas : chute rapide du pH sans augmentation de la température (par les bactéries lactiques homo et hétérofermentaires).
  • Augmentent la valeur énergétique et la digestibilité (enrichit la microfaune de l’estomac) de l'aliment avec une production de substances bioactives intéressantes.
• Ils peuvent être utilisés pour la digestion : comme probiotiques (levures et lactobacilles) en complément de l’alimentation animale (incorporés dans l’eau ou dans l’aliment à une concentration de 1:1000 à 1:5000), pour favoriser l’absorption des nutriments (accélèrent la croissance des monogastriques et des ruminants), et améliorer l’action digestive du cæcum (cécum) chez les porcs, avec un meilleur engraissement.
• Ils jouent un rôle dans le rumen, en contrôlant le pH et en étant source de vitamines et d'acides organiques pour la population microbienne du rumen.
• Ils limitent la production de gaz nocifs dans l’intestin.
• Ils limitent les émissions de méthane par les bovins, contribuant ainsi à limiter les émissions de gaz à effet de serre.
• Ils permettent de limiter les apports en calcium des poules pondeuses.

Doses d’EMA recommandées comme probiotiques pour les porcs et les bovins (source :).

Catégorie	Dose/animal /jour
Porcelets (première semaine)	5 ml
Porcelets après la première semaine de traitement	2.5 ml
Engraissement des porcelets	5 ml
Truies allaitantes	8 ml
Veau/génisse	150ml
Vache ou taureau	200 à 300 ml

Doses d’EMA recommandées comme probiotiques pour les volailles (source :).

Catégorie	Dose (% du poids de l’aliment sec)
Poussins (jusqu’à 2 semaines)	6%
Engraissement (plus de 2semaines)	4%
Renouvellement	4%
Pondeuse	3%

Pour la santé animale

Les EM® sont également utilisés pour :

• Limiter la mortalité des porcelets et des jeunes bovins.
• Le traitement des problèmes digestifs, ils limitent les diarrhées et permettent de contrôler le météorisme intestinal bovin (maladie causée par l’ingestion d’un excès de certains fourrages légumineux, provoque des gonflements et peut entraîner la mort de l’animal).
• Éviter l’usage d’antibiotiques ou d’autres médicaments, par le développement d'un phénomène d’exclusion compétitive avec des organismes pathogènes comme Escherichia coli, salmonelle, et par l'apport de composés organiques qui peuvent jouer un rôle immunostimulant.
• Désinfecter et accélérer la cicatrisation de petites plaies.
• Contrôler la loque américaine (Paenibacillus larvae). Le traitement consiste à pulvériser les cadres des ruches avec une solution d’EM® activés à 5% (inoffensif pour les abeilles), ce qui limite de manière significative la sporulation de cet agent pathogène.

Pour les bâtiments

• Les EM® peuvent être utilisés pour contrôler les odeurs dans les bâtiments d’élevage (porcs, volailles…), dans les laiteries. Pour les utiliser, on peut les vaporiser au sol ou les incorporer à l’eau de lavage. Il est recommandé de pulvériser une solution diluée de 1,5 à 5% (de 50 à 500 mL/m²). La réduction des odeurs est très rapide, elle commence à se sentir au bout d’une demi-heure.
• Ils permettent de réduire considérablement les quantités d’eau de nettoyage et d’inoculer les fumiers, pour ensuite un compostage plus rapide et l’obtention d’un engrais de meilleure qualité (sans mauvaises odeurs et sans augmentation de la température qui peut engendrer le développement de pathogènes).
• Ils accélèrent le processus de traitement des boues résiduelles des lagunes d’oxydation (ils limitent les mauvaises odeurs et le développement d’organismes nocifs), on peut y appliquer les EM® de façon trimestrielle, à raison d’1 litre d’EMA par m3 de lagune.
• Ils permettent de réduire la poussière (liée au foin).

Autres utilisations

Assainissement des eaux

Les propriétés des EM® permettent de dépolluer de nombreuses surfaces d'eau contaminées par l’industrie et/ou l’agriculture (très utilisé au Japon). Les EM® contribuent à convertir de la matière organique (vase, algue, excréments, végétaux…) et autres substances (nitrate, ammoniac) en éléments nutritifs, ce qui empêche la putréfaction de cette matière.

Les indicateurs d'un milieu d'eau pollué sont : un manque d'oxygène, un pH anormal et la présence d’agents pathogènes.

Production de biogaz

Introduire des EM® dans un biodigesteur permet d’augmenter et d’accélérer la production de biogaz (le processus de fermentation est accéléré), d'obtenir des engrais organiques plus efficaces et de diminuer les concentrations de sulfure d’hydrogène (H2S) jusqu’à moins 30%.

Durée de l’intégration ?

L’intégration doit se faire continuellement et selon la richesse du sol. Si le sol est déjà vivant, ajouter des EM® permet de dynamiser les microorganismes. Si le sol est dégradé, ça permet de réensemencer le sol. La réintégration d’organismes bénéfiques se fera dans le temps, selon la situation de départ et les opérations réalisées.

Recettes

Les EM® s’obtiennent dans des conditions de culture qui favorisent la croissance des micro-organismes bénéfiques (anaérobie, nutriments équilibrés, obscurité, température stable…), lesquels doivent dominer les micro-organismes néfastes et les faire disparaître du milieu. La multiplication des populations bactériennes est limitée par l’épuisement des nutriments ou par l’accumulation de produits toxiques (acides organiques: acide acétique, acide lactique...).

C'est une solution qui s'obtient par fermentation. Il est possible d’utiliser un fermenteur (peut-être construit à partir de conteneurs, des tubes composites pour le chauffage, d’une vanne thermostatique pour réguler la température) ou plus simplement d'un récipient (bidon, IBC) muni d'un système de chauffe pour une température entre 25 à 35°C (plaque/couverture chauffante, étuve : 400€ d'occasion, polystyrène et un radiateur) et d'une sortie d'air (sans échanges gazeux).

Recette artisanale

Une recette a été élaborée, utilisant les micro-organismes locaux, à partir de litière forestière fermentée. Elle est élaborée à partir de litière de forêt, de lactosérum (pour un apport de bactéries lactiques et de lactose), de son de blé (pour un apport en fibres), de mélasse de canne à sucre ou de betterave (pour un apport de sucres complexes et rapidement fermentescibles, un apport d'acides aminés et de minéraux).

L’association Terre & Humanisme a élaboré un guide pour réaliser la recette.

Préparation à partir d'EM® achetés

En France, EM Agriton est le distributeur agréé par EMRO (EM Research Organization), organisation créée autour du Professeur Teruo Higa, inventeur de la technologie EM®, c'est donc un gage de qualité. Les produits peuvent également être achetés par d'autres entreprises (non agréées par EMRO) qui les fabriquent en France. Brochure d'utilisation.

Activateur EM (fermenteur)

La préparation, prête à l’emploi (EMA), s’obtient en activant et diluant une solution concentrée du commerce (EM1). Pour activer la solution EM1 (solution mère) on utilise de la mélasse (solution A+ : mélasse de sucre de canne, commercialisé par Agriton), pour 5% du volume (même quantité que l'EM1) et on la dilue avec de l'eau non chlorée, pour obtenir la concentration souhaitée (selon le besoin et l'utilisation finale). La mélasse apporte des sucres complexes et rapidement fermentescibles, des acides aminés et des minéraux.

Procédé

Par exemple, pour un fermenteur de 10L de solution concentrée à 5% : il faut 0,5L d’EM1 + 0,5L de mélasse + 9L d’eau (selon l’association EM France).

• Dissoudre la mélasse dans de 1/3 d'eau chaude (40°C).
• Ajouter de le reste d'eau chaude et l’EM1.
• Homogénéiser.
• Fermer et placer dans un endroit entre 25°C et 38°C. Idéalement 38°.
• Pour l'évacuation du gaz, remplir le barboteur (le barboteur permet de suivre le processus de fermentation et empêche les corps étrangers et l'air extérieur d'entrer dans la cuve, tout en permettant de laisser sortir les gaz de la fermentation) ou installer un système d'évacuation des gaz (trou d'1mm dans le bouchon par exemple, assez petit pour ne pas permettre d'échange gazeux).
• Durée de la fermentation dépend de la température de la salle où est placé le récipient :
  • Au dessus de 25°C : 3 semaines.
  • Autour de 30°C : 2 semaines.
  • Entre 38°C et 40°C (température optimal) : 1 semaine.
• Une fois la fermentation terminée, vérifier le pH (il doit être inférieur à 3,5) et vérifier l'odeur (il ne doit pas y avoir d'odeur de putréfaction).
• Conserver dans une endroit froid et à l’ombre.

Conseils et erreurs à éviter

• Qualité de l'eau : Il est très important d’utiliser de l’eau de bonne qualité : l’eau de pluie, l’eau de source ou l’eau filtrée sont meilleures que celle du robinet. Le chlore ou d’autres produits chimiques diminuent l’efficacité des EM®.
• Attention à ne pas trop descendre les doses d'ensemencement (dans le cas de 10 mL pour 10 L, il peut y avoir des risques d'échec du développement des micro-organismes souhaités). Plus de garanties avec 100 mL pour 10 L.
• La présence de petits flocons blancs à la surface de l’EMA, l’odeur aigre-douce, sont de bons indicateurs.
• Bien vérifier le pH (inférieur à 3,5).
• Conserver à l'obscurité, dans un contenant hermétique. Il vaut mieux conserver les préparations dans des bouteilles en plastique, plutôt qu’en verre ou en fer (le produit respire et la pression peut briser le verre). Les conserver dans un endroit frais au risque de continuer la fermentation. Plus la conservation est longue, plus l'efficacité de la solution diminue, il est recommandé de les conserver moins d'un mois.
• Si l’EMA sent mauvais (pourriture), il n’est plus bon.
• Bien mélanger la solution finie (EMA) avant son utilisation pour homogénéiser la répartition des micro-organismes qui se déposent au fond du contenant.
• Préférer l'augmentation des fréquences plutôt que l'augmentation des doses (car c'est une solution acide).

Doses et apports

• Fréquences : Réaliser un diagnostic de son sol permet de savoir d'où on part et de définir les fréquences d'apport (par exemple, il peut y en avoir deux au printemps et une à l'automne).
• Doses : Selon Terre et humanisme, ils recommandent 50L de lifofer par ha et par passage. Sur les cultures ou le sol.
• Concentration de produit : La dilution varie selon le mode de préparation et les besoins, elle peut aller de 0.2% à 10%. Attention au sol, la solution est acide.
• Effets: On peut observer une amélioration après plusieurs minutes (par la disparition de mauvaises odeurs), après plusieurs jours (par une meilleure protection des cultures et une amélioration des rendements) et après plusieurs années (par la régénération d’un sol malade ou stérile).
• Les EM® ne peuvent pas être associés avec des produits chimiques de synthèse qui pourraient tuer les micro-organismes.
• Il n’y a pas de risques à les pulvériser avec des systèmes d’aspersion à haute pression, la pression est trop faible pour abimer les micro-organismes.

Bénéfices et limites

Bénéfices sur l’environnement

• Moins de traitements phytosanitaires.
• Moins d'intrants (cuivre ....).
• Des rendements plus stables et plus élevés.
• Plus de vie dans les sols et plus d’humus.
• Meilleure résistance à la sécheresse.
• Les produits à base d’EM® ne sont pas dangereux pour les abeilles (peuvent être utilisés dans les ruches).

Bénéfices sur les conditions de travail

• Rend le sol plus favorable au semis direct.
• Pas besoin d'équipement de protection, EPI.
• Utilisable en Agriculture Biologique.
• Pas chronophage : la préparation n’est pas trop longue (moins d’1h pour préparer 100 L) et leur utilisation permet de réduire les intrants et les traitements.

Bénéfices économiques

• Au niveau du coût, la matière première est peu coûteuse (30 € le litre d’EM1). Dans le cas d’une alternative aux fongicides, le gain hectare peut être de 45€ : 5€/ha au lieu 50 €/ha pour des fongicides.
• Il faut rajouter le coût du système de production : fermenteur (ou contenant) avec un système de chauffe. Sa fabrication artisanale peut réduire davantage les coûts.

Limites

• Il n’y a pas d’outils pour mesurer l’efficacité.
• Mauvais fonctionnement si manque d'eau après application.
• La solution est acide, faire attention aux doses.
• Le travail du sol nuit à cette population.
• Le chlore ou d’autres produits chimiques diminuent l’efficacité.

Sources

• Site internet, EMRO Japan, WHAT is EM ?
• Site internet, EM France, Activer les EM
• Site internet, Agriton
• Documentation et témoignages, Cuba, 2015