ช่วยพืชให้โตไว ด้วย แบคทีเรีย ตรึงไนโตรเจน

ช่วยพืชให้โตไว ด้วย แบคทีเรีย ตรึงไนโตรเจน

การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเป็นปัจจัยสำคัญในภาคการเกษตร ปัจจุบันวิธีการเกษตรแบบเดิมได้ถูกลดทอนลงในอัตรามากแล้ว รัฐก็มุ่งเน้นไปในเรื่องของการเกษตรอินทรีย์ ซึ่งต้องใส่ใจกับสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของผู้เป็นเกษตรกรเป็นสำคัญแต่ก็คงผลผลิตไว้ด้วย การผลิตด้วยแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการเพิ่มผลผลิตให้แก่เกษตรกรเป็นอย่างดี

ช่วยพืชให้โตไว ด้วย แบคทีเรีย ตรึงไนโตรเจน

แนวทางหนึ่งในพัฒนาการผลิตทางการเกษตร คือการประยุกต์ในการใช้ แบคทีเรีย ในกลุ่มส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช (plant growth promoting rhizobacteria) โดยเฉพาะอย่าง ยิ่งในกลุ่มแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนบริวณราก (diazotrophic N2 – fixing bacteria) งานวิจัยเรื่องนี้มีวัตถุประสงค์ก็เพื่อเป็นการศึกษาผลของการปลูกเชื้อแบคทีเรียสังเคราะห์แสง Rhodopseudomonas palustris และเชื้อผสมของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน Azospirillum brasilense และ Azospirillum amazonense ตลอดจนศึกษาการประยุกต์ใช้แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนและแบคทีเรียสังเคราะห์แสงในรูปจุลินทรีย์ท้องถิ่น (indigenous microorganism, IMO) ต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของข้าว ได้ทําการทดลองศึกษาข้อมูล typical time course ของการเตรียมหัวเชื้อจุลินทรีย์ท้องถิ่น (indigenous microorganism, IMO) เพื่อใช้เป็นต้นแบบในการเตรียมหัวเชื้อผสมของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน และแบคทีเรียสังเคราะห์แสงเพื่อใช้ในการทดสอบเชื้อในระดับกระถาง จากผลการทดลองพบว่า การเตรียมหัวเชื้อต้นแบบจุลินทรีย์ท้องถิ่นมีกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีบทบาทหลัก 4 กลุ่ม

บทความนี้จากการเรียบเรียงใหม่ จากต้นฉบับหลายๆ แห่ง ถูกรวบรวมไว้ในเนื้อหาสำคัญภายใต้หัวข้อ ช่วยพืชให้โตไว ด้วย แบคทีเรีย ตรึงไนโตรเจน ที่มาจาก www.kasetorganic.com เท่านั้น

  • กลุ่มแบคทีเรีย motile spirilla
  • กลุ่มแบคทีเรียแลคติก พวก lactobacilli
  • กลุ่มยีสต์พวก fission yeast ในจีนัส Schizosaccharomyces
  • กลุ่มยีสต์พวก budding yeast

โดยมีลําดับการเจริญเติบโตของแต่ละกลุ่มอย่างมีแบบแผน จากการศึกษาเชื้อบริสุทธิ์ต่อการเจริญเติบโตของข้าวที่ปลูกในสารละลายอาหาร ให้ผลการทดลองพบว่าเมื่อทําการปลูกเชื้อบริสุทธิ์ของ Rhodopseudomonas palustris ในสารละลายอาหาร เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุมและสามารถพบว่าจะให้ผลดีกว่าควบคุม ต่อเมื่อปลูกเชื้อในสารละลายอาหารที่ไม่ใส่แอมโมเนียมไนเตรท ส่วนการปลูกเชื้อ Azospirillum brasilense และ Azospirillum amazonense เมื่อเปรียบเทียบแล้ว พบว่าให้ผลดีกว่าทั้งควบคุมและให้ผลดีกว่าการปลูกเชื้อแบบ Rhodopseudomonas แก่ทั้งข้าวที่ปลูกในสารละลายอาหารในสภาพที่ใส่แอมโมเนียมไนเตรทและไม่ใส่แอมโมเนียมไนเตรท

ผลการทดลองการทดสอบการปลูกเชื้อในข้าวที่ปลูกในระดับกระถางดินเหนียว พบว่าเมื่อเปรียบระหว่างการปลูกเชื้อผสมของเชื้อแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน Azospirillum brasilense และ Azospirillum amazonense กับเชื้อจุลินทรีย์ท้องถิ่น (IMO) สามารถพบว่าในแง่ของการเจริญเติบโตและพัฒนาการกลุ่มเชื้อ แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน Azospirillum ให้ผลดีที่สุดกว่าเชื้อจุลินทรีย์ท้องถิ่น (IMO) และควบคุม อย่างชัดเจน ส่วนจุลินทรีย์ท้องถิ่นเมื่อเทียบกับควบคุมนั้นในแง่การเจริญเติบโตพัฒนาการแล้ว ให้ผลไม้แตกต่างจากควบคุมนัก แต่เมื่อเปรียบเทียบปริมาณไนโตรเจนทั้งหมดในใบตลอดอายุการปลูกข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 พบว่า การปลูกเชื้อจุลินทรีย์ท้องถิ่น (IMO) ส่งผลใหมีปริมาณไนโตรเจนในใบสูงอย่างชัดเจน

ช่วยพืชให้โตไว ด้วย แบคทีเรีย ตรึงไนโตรเจน

แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน

สำหรับวัฎจักรไนโตรเจนแสดงที่แสดงดังรูปด้านบนนั้น เริ่มจากธาตุไนโตรเจนที่ละลายอยู่ในบรรยากาศ (Nitrogen gas in atmosphere) ในรูปของก๊าซไนโตรเจน (N2) จะถูกตรึงโดยแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน (Nitrogen-fixing bacteria) ซึ่งอาศัยอยู่บริเวณรากของพืชเปลี่ยนให้เป็นสารแอมโมเนีย (NH3) ซึ่งจะถูกนําไปใช้สร้างโครงสร้างสารประกอบอินทรีย์ในพืช (Organic compound in Plant) โดยบางส่วนจะถูกเปลี่ยนสารประกอบไนเตรต (NO3-) และที่ละลายอยู่ในแหล่งน้ำธรรมชาติ เมื่อสัตว์มากินพืชก็จะได้รับธาตุไนโตรเจนเข้าสู่ร่างกายสัตว์ ซึ่งสัตว์ก็จะเปลี่ยนธาตุไนโตรเจนที่ได้รับเป็นสารประกอบในร่างกายสัตว์ และขับถ่ายธาตุไนโตรเจนออกมาในรูปของเสีย (Nitrogen waste) ซึ่งธาตุไนโตรเจนจะกลับเข้าสู่วัฎจักรอีกครั้ง

แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนเอนโดไฟท์

เอนโดไฟท์ (Endophyte) หมายถึงสิ่งมีชีวิตบางจำพวกที่อาศัยอยู่ภายในเนื้อเยื่อพืช หรือ สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อพืช อย่างไรก็ตามคำจำกัดความที่ใช้ในปัจจุบันมักหมายถึงทุกๆ สิ่งมีชีวิตที่ใช้ชีวิตทั้งหมดหรือบางช่วงอยู่ในเนื้อเยื่อพืช ที่อาจเป็นอันตรายหรือเกื้อกูลประโยชน์ให้กับพืชอาศัย ปัจจุบันมีสิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่เป็นเอนโดไฟท์ไม่ว่าจะเป็น เชื้อราหรือแบคทีเรีย อาจแบ่งแบคทีเรียเอนโดไฟท์ เป็นหลายกลุ่มเช่น Aerobes เช่น Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Facultative anaerobes เช่น Clostridium, Pseudomonas, Rhizobium, Heterotrophs เช่น Klebsiella, Enterobacter, Phototrophs เช่น. Anabaena, Azospirillum, Nostoc.

ส่วน Diazotrophs หมายถึงจุลินทรีย์ที่สามารถเปลี่ยน di-nitrogen (N2) จากบรรยากาศไปเป็น ammonia (NH3) ด้วย electron reduction และ protonation ของก๊าซ N2 ซึ่งเป็นผลจากกิจกรรมของ nitrogenase enzyme complex ที่อยู่ภายในแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนดังกล่าว ดังนั้นแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนเอนโดไฟท์หรือ endophytic diazotroph bacteria คือแบคทีเรียที่ใช้ชีวิตทั้งหมดหรือบางช่วงอยู่ในเนื้อเยื่อพืช แล้วสามารถตรึงไนโตรเจนและเป็นประโยชน์แก่พืชนั้นได้ โดยไม่ทำอันตราย หรือก่อให้เกิดโรคแก่พืชดังกล่าว

นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งตามความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนและพืช ได้แก่ กลุ่ม associative หมายถึง แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่ใช้ชีวิตส่วนมากอาศัยอยู่ที่บริเวณผิวนอกของเซล์ และบางครั้งจะอาศัยอยู่ที่บริเวณช่องว่างระหว่างเซลล์ ส่วน symbiotic หมายถึง แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่ใช้ชีวิตส่วนมากอยู่ภายในเซลล์ของพืช การ associate หรือ symbiosis ของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนเอนโดไฟท์ กับพืชนั้นไม่มีความจำเพาะเจาะจง อาจพบแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนเอนโดไฟท์ในเนื้อเยื่อหลายชนิดภายในพืชเดียวกันก็ได้

ข้อมูลสําคัญในเรื่องนี้ : แบคทีเรียสังเคราะห์แสง, แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน, จุลินทรีย์ท้องถิ่น Rhodopseudomonas palustris, Azospirillum brasilense, Azospirillum amazonense, การเจริญเติบโตและพัฒนาการของข้าว

อ้างอิง : farmkaset.org / student.sut.ac.th

เกษตรมือใหม่

เกษตรมือใหม่

เริ่มต้นจากการที่อยากปลูกผักกินเอง ปลูกมาเรื่อยๆ จนเกิดเป็นไอเดียที่หลากหลายและอยากนำมาแชร์กันให้รู้ ไม่ได้เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านผักนะเออ