บทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์ในการเกษตร

 

 

บทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์ในการเกษตร

             เกษตรธรรมชาติ  ถือว่า  “ดินดี  คือ  ดินที่มีชีวิต”  เป็นดินที่มีความสมดุลของสิ่งมีชีวิตในดินรวมถึงจุลินทรีย์ที่อยู่ในดิน  สมดุลของจุลินทรีย์ที่อยู่ในดินสภาพธรรมชาติก็คือ  ความเหมาะสมในด้านของจำนวนจุลินทรีย์  และความหลากหลายของจุลินทรีย์  ดินที่เหมาะสมที่สุดในการทำการเกษตรคือ  ดินที่มีจุลินทรีย์อยู่หลายกลุ่ม  ตัวอย่างของดินดีชนิดหนึ่งคือ  “ดินป่า”  นั่นเอง
             ในอดีตสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมจะมีอยู่ในดินป่า  ในป่าซึ่งมีสารอินทรีย์ในรูปใบไม้หรือซากพืชซากสัตว์ที่เพิ่มลงไปกับประมาณธาตุอาหารพืชที่ถูกนำไปใช้และถูกเก็บเกี่ยวเป็นผลผลิตออกไปจากพื้นที่ที่สมดุลกัน  ก็คือ  มีธาตุอาหารพืชที่ถูกใช้ไปกับส่วนที่เพิ่มเติมลงมาในดินเท่ากัน  จากการที่มีเศษซากอินทรียวัตถุหล่นลงดินหรือที่พืชตรึงไนโตรเจนจากอากาศลงสู่ดิน  โดยมีจุลินทรีย์เป็นตัวช่วยในกระบวนการย่อยสลายและเปลี่ยนรูปธาตุอาหารให้เป็นประโยชน์  เป็นกระบวนการที่เรียกว่าการนำกลับมาใช้ใหม่  ทำให้พืชมีการเจริญเติบโตและสร้างผลผลิต  ผลิดอกออกผลเป็นดอกไม้ ผัก ผลไม้ และอื่นๆ  ส่วนสิ่งที่ถูกนำออกมาจากพื้นที่นั้นๆ  คือธาตุอาหารพืชที่สูญเสียไปจากดิน  ซึ่งในพื้นที่ทำการเกษตรส่วนใหญ่  เกษตรกรมักจะนำผลผลิตทางการเกษตรที่ได้ออกมาจากพื้นที่  โดยไม่ได้คำนึงถึงปริมาณธาตุอาหารพืชที่จะเพิ่มเข้าไปในพื้นที่  ทำให้พื้นที่ที่ทำการเกษตรส่วนใหญ่ในปัจจุบันเกิดความไม่สมดุลกัน  จึงมีผลทำให้ความอุดมสมบูรณ์ของดินเสื่อมโทรมลงเป็นลำดับ
             จุลินทรีย์มีบทบาทอย่างมากในกระบวนการนำกลับมาใช้ใหม่หรือการแปรสภาพอินทรียวัตถุในดินให้กลายเป็นธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์กับพืช  โดยจุลินทรีย์จะมีขั้นตอนของความหลากหลายในกระบวนการนำกลับมาใช้ใหม่  เพราะมีวงจรชีวิตที่สั้น  และมีหลายชนิด  แต่ละชนิดก็มีปริมาณที่มาก  ซึ่งมีหน้าที่และบทบาทต่อกระบวนการต่างๆ ในดินแตกต่างกันไป  เพราะฉะนั้นจึงถือได้ว่าจุลินทรีย์ก็คือ  ตัวการที่จะทำให้สารอินทรีย์จากซากพืชซากสัตว์ย้อนกลับไปเป็นธาตุอาหารพืชใหม่ได้อีกครั้ง  นั่นคือทำให้เกิดการหมุนเวียนธาตุอาหารพืชในดิน  ดังนั้นดินป่าจึงมักมีอินทรียวัตถุอยู่สูงมีการหมุนเวียนในระบบนิเวศอย่างสมดุล  แต่ในปัจจุบันการทำการเกษตรมีการใช้ปุ๋ยเคมีกันมากเพราะความต้องการผลผลิตที่มากขึ้น  เมื่อต้องการผลผลิตมากขึ้นก็จำเป็นต้องนำเอาปัจจัยการผลิตอื่นๆ  ใส่เข้าไปเพิ่มมากขึ้น  ทำให้เกิดปัญหาการใช้อย่างไม่สมดุล  เป็นการใช้อย่างทำลายมากกว่า  จะเห็นได้จากกรณีการเปิดป่า  หรือการนำพื้นที่มาใช้จะเริ่มต้นด้วยการเผา  ซึ่งทำให้จุลินทรีย์ส่วนหนึ่งตายไป  และอินทรีย์วัตถุส่วนหนึ่งหายไป  ส่วนทีเคยอยู่ในระบบก็หายออกไปอยู่นอกระบบ  เมื่อจุลินทรีย์หลายชนิดตายไปอีกหลายชนิดก็ลดจำนวนลง  อัตราการเกิดกระบวนการหมุนเวียนย้อนกลับไปเป็นปัจจัยการผลิตก็ลดน้อยลง
             ทันทีที่เปิดหน้าดินทำลายพืชที่ปกคลุมผิวดิน  เกษตรกรก็จะเริ่มทำการเผาก่อน  สิ่งทีหายไปคืออินทรียวัตถุในดิน  ชนิดของจุลินทรีย์และปริมาณของจุลินทรีย์  เมื่อปลูกพืชต่อเนื่องไปได้ 2-3 ปี  จะสังเกตเห็นได้ว่าผลผลิตที่ได้เริ่มลดลงและเพาะปลูกไม่ได้ผล  ต้นทุนการผลิตสูงขึ้นเพราะดินไม่ดี  โรคแมลงศัตรูพืชมากขึ้นต้องใช้ปัจจัยการผลิตที่สูงมากขึ้น  นั่นคือการขาดความสมดุลในพื้นที่  การทำการเกษตรในบางพื้นที่จะทิ้งพื้นที่บริเวณนั้นไว้ 3-5 ปี  จนกระทั่งอินทรียวัตถุเพิ่มมากขึ้นพื้นดินจึงฟื้นกลับมามีความสมดุลอีกครั้ง  ที่เป็นเช่นนั้นเพราะการปล่อยพื้นที่ไว้โดยไม่เข้าไปยุ่ง  จะทำให้พืชพันธุ์ต่างๆ  เจริญเติบโต  และตายลงสลายตัวกลายเป็นธาตุอาหารพืชย้อนกลับสู่ดิน  และจากสารอินทรีย์ที่รากพืชปลดปล่อยออกมาในบริเวณใกล้ๆ ราก  สิ่งเหล่านี้จะชักนำให้จุลินทรีย์เพิ่มจำนวนขึ้นและเกิดความหลากหลายของจุลินทรีย์อีกครั้ง  นอกจากนี้ยังชักนำให้มีสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในดินตามมา  ทำให้ดินในพื้นที่นั้นกลับมาสมบูรณ์อีกครั้ง   ฉะนั้นถ้าให้เวลาธรราชาติสัก 3-5 ปี   ทุกอย่างจะพื้นคืนสภาพได้เอง   แต่ในปัจจุบันเกษตรกรไม่สามารถรอเวลานั้นได้  เนื่องจากพื้นที่มีจำกัดและความต้องการผลผลิตที่รวดเร็วและปริมาณมากขึ้น  เพื่อตอบสนองความต้องการทางเศรษฐกิจ  ดังนั้นระบบเกษตรแผนปัจจุบันจึงเลือกใช้ปุ๋ยเคมีและสารเคมีกำจัดศัตรูพืชในการแก้ปัญหานี้  ในขณะที่ระบบเกษตรธรรมชาติและเกษตรอินทรีย์จะใช้วิธีการที่ดีกว่าคือ   เติมปุ๋ยอินทรีย์ที่ผลิตจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรหรือขยะอินทรีย์ต่างๆ   ที่สามารถนำมากลับมาใช้ได้ใหม่  และเพิ่มจุลินทรีย์ธรรมชาติเข้าไปด้วย

 

จุลินทรีย์ที่มีบทบาทต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน
             จุลินทรีย์มีหลายชนิด   ได้แก่  แบคทีเรีย  เชื้อรา  แอคติโนมัยซีส  และสาหร่าย   แต่ละชนิดจะมีบทบาทและกิจกรรมต่อความอุดมสมบูรณ์   ได้แก่
             1.   แบคทีเรีย (Bacteria)  เป็นจุลินทรีย์ขนาดเล็กที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อรา  โปรโตซัว  และสาหร่าย  มีรูปร่างแบบง่ายๆ 3 รูปร่างคือ   กลม (Cocci)  ท่อน (Rod)  เกลียว (Spiral)  ไม่มีรงควัตถุภายในเซลล์  คือ  เซลล์มักจะใส    มีทั้งเคลื่อนที่ได้และไม่เคลื่อนที่   เราสามารถแบ่งชนิดของจุลินทรีย์ได้หลายประเภทดังนี้
                  1.1   แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามช่วงอุณหภูมิ
                          ก.   พวก Psychophilic Bacteria คือแบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ
                          ข.   พวก Mesophilic Bacteria คือแบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีที่อุณหภูมิปานกลางมีอยู่มากในดินส่วนใหญ่
                          ค.   พวก Thermophilic Bacteria คือแบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีที่อุณหภูมิสูง
                  1.2   แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามความต้องการออกซิเจน
                          ก.   แบคทีเรียพวกที่ต้องการออกซิเจน (Aerobic Bacteria) เป็นแบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีในสภาพที่มีออกซิเจน
                          ข.   แบคทีเรียพวกที่ไม่ต้องการออกซิเจน (Anaerobic Bacteria) เป็นแบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีในสภาพที่ไม่ออกซิเจน
                  1.3   แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามลักษณะทางนิเวศวิทยา
                          ก.   Autochthonous (Indigenous Group) เป็นแบคทีเรียที่มีอยู่ดั้งเดิมในธรรมชาติ ได้รับสารอาหารจากธรรมชาติ อยู่ได้โดยไม่ต้องมีการเพิ่มสารอาหารและแหล่งพลังงานจากภายนอก แบคทีเรียกลุ่มนี้จะมีปริมาณคงที่ทุกฤดูกาล
                          ข.   Zymogenous (Fermentation Producing Group) เป็นแบคทีเรียที่สามารถแปรรูปสารเคมีต่างๆ ได้โดยขบวนการหมัก (Fermentation) ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์หลายอย่าง แต่กลุ่มนี้มีอยู่ตามธรรมชาติน้อยมาก จะเพิ่มจำนวนเมื่อมีการเพิ่มสารอาหารและแหล่งพลังงานจากภายนอก
                  1.4   แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามการสร้างอาหาร
                          ก.   Autotrophic คือ แบคทีเรียพวกที่ได้คาร์บอน (C) จากกาซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ เช่น HCO3
                          ข.   Heterotrophic คือ แบคทีเรียพวกที่ได้คาร์บอนจากอินทรีย์คาร์บอนหรือสารประกอบอินทรีย์ทั่วไป
                          ค.   Chemotrophic คือ แบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีในสภาพขาดแสงสว่างและได้พลังงานจากปฏิกิริยาเคมี และขบวนการออกซิเดชั่นของสิ่งมีชีวิต(Biological Oxidation)
                          ง.   Chemoheterotrophic คือ แบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีในสภาพขาดแสงสว่างและได้พลังงานจากอินทรีย์สาร
                          จ.   Phototrophic คือ แบคทีเรียพวกที่ได้พลังงานจากการสังเคราะห์แสง
แบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์ที่พบเป็นจำนวนมากที่สุดในจุลินทรีย์ทั้งหมด โดยจำนวนแบคทีเรียคิดเป็น 50% ของน้ำหนักจุลินทรีย์ทั้งหมด และมีกิจกรรมคิดเป็น 95% ของจุลินทรีย์ทุกชนิดรวมกัน พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ จัดได้ว่าเป็นจุลินทรีย์ที่มีบทบาทอย่างมากในธรรมชาติ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต
             2.   เชื้อรา (Fungi)
                  2.1   ยีสต์ เป็นเชื้อราซึ่งมีลักษณะแปลกตรงที่ มีการดำรงชีวิตอยู่ในสภาพเซลล์เดียว (Unicellular) แทนที่จะเจริญเป็นเส้นใยเหมือนเชื้อราอื่นๆ ทั่วไป จริงอยู่แม้ยีสต์บางชนิดมีการสร้างเส้นใยบ้าง แต่ก็ไม่เด่นเช่นเชื้อรา ปกติยีสต์เพิ่มจำนวนและแบ่งเซลล์โดยการแตกหน่อ (Budding) เซลล์ยีสต์จะใหญ่กว่าแบคทีเรียและมีนิวเคลียสที่เห็นได้ชัดเจน นอกจากนี้ในเซลล์ยีสต์เรามักจะสังเกตเห็นแวคคูโอล (Vacuole) ขนาดใหญ่ พร้อมทั้งเม็ดสาร (Granule) ต่างๆ ในไซโตพลาสซึม (Cytoplasm) อยู่เสมอ
                  2.2   ราเส้นใย เป็นจุลินทรีย์ที่มีการพัฒนามาดำรงชีวิตอยู่ในสภาพหลายเซลล์ (Multicellular) โดยส่วนใหญ่จะมีลักษณะการเจริญเป็นเส้นใย (Hyphae) ซึ่งอาจมีผนังกั้น (Septate Hypha) หรือไม่มีผนังกั้น (Non Septate Hypha หรือ Coenocytic Hypha) เชื้อราเป็นจุลินทีรย์ที่มีความหลากหลาย มีความแตกต่างกันมากในด้านขนาดรูปร่างของโครงสร้างและระบบการสืบพันธุ์ โดยทั่วไปเชื้อรามีการสืบพันธุ์ด้วยการสร้างสปอร์ ซึ่งมีทั้งสปอร์แบบไม่อาศัยเพศ(Asexual Spores) และสปอร์แบบอาศัยเพศ (Sexual Spores)
             3.   แอคติโนมัยซิท (Actinomycetes) เป็นจุลินทรีย์จำพวกเซลล์เดี่ยวที่มีลักษณะคล้ายคลึงทั้งแบคทีเรียและเชื้อรา โดยมีขนาดเล็กคล้ายแบคทีเรีย แต่มีการเจริญเป็นเส้นใยและสร้างสปอร์คล้ายเชื้อรา มีเส้นใยที่ยาวเรียวและอาจจะแตกสาขาออกไปเส้นใยเรียกว่า Hyphae หรือ Filaments
             4.   สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน (Blue Green Algae หรือ Cyanobacteria) แตกต่างจากจุลินทรีย์ชนิดอื่นตรงที่มีคลิโรฟิลล์มักเห็นเซลล์เป็นสีเขียว เซลล์เป็นProcaryote ซึ่งเหมือนกับแบคทีเรีย และมีสาร Mucopeptide เป็นองค์ประกอบของผนังเซลล์เช่นเดียวกับแบคทีเรีย สาหร่ายพวกนี้ไม่มีคลอโร พลาสต์ ดังนั้นคลอโรฟิลล์จึงกระจายอยู่ทั่วไปในเซลล์

 

สรุปบทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์ในการเกษตร

             จุลินทรีย์มีหลายชนิต ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา แอคติโนมัยซิท สาหร่าย โปรโตซัว ไมโครพลาสมาโรติเฟอร์ และไวร้ส เป็นต้น บทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์มีอยู่มากมายดังนี้
             1.   จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญทั้งในแง่การเป็นประโยชน์และการเกิดโรค จุลินทรีย์หลายชนิดอาจเป็น สาเหตุของโรคพืชและสัตว์ ทำให้เกิดความเสียหายแก่ผลผลิตทางการเกษตร แต่ในสภาพธรรมชาติจุลินทรีย์ที่มีอยู่อย่างหลากหลายจะมีการควบคุมกันเองในวัฏจักรของสิ่งมีชีวิต มีจุลินทรีย์หลายชนิดที่ทำหน้าที่ป้องกัน กำจัด และยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ชนิดอื่นรวมทั้งจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุของโรคพืช
             2.   จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนทรัพยากรให้ใช้ประโยชน์ได้ใหม่ในวัฏจักร ของธาตุอาหารโดยจุลินทรีย์ทำหน้าที่ย่อยสลายวัสดุสารอินทรีย์ต่างๆ (Organic Decomposition) ให้เป็นธาตุอาหาร เกิดการหมุนเวียนธาตุอาหารกลับมาใช้ใหม่ของสารอินทรีย์ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือเศษเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมทางการเกษตร ให้กลับอยู่ในรูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืช โดยกระบวนการย่อยสลายหรือสังเคราะห์สารชนิดอื่นๆ ขึ้นมาใหม่ในธรรมชาติ เช่น การย่อยสลายเศษซากพืชซากสัตว์ในดินให้อยู่ในรูปฮิวมัส เปลี่ยนจากรูปสารอินทรีย์ไปเป็นสารอนินทรีย์ (Mineralization) เพิ่มความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารพืชได้แก่ กระบวนการตรึงไนโตเจน (N2 Fixation) โดยจุลินทรีย์บางชนิดที่สามารถสร้างอาหารเองได้โดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ เช่น แหนแดง และจุลินทรีย์บางชนิดที่สามารถดึงไนโตรเจนจากอากาศและสร้างความอุดมสมบูรณ์ให้กับดินได้ เช่น เชื้อไรโซเบียม
             3.   จุลินทรีย์หลายชนิดมีบทบาทในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างสลับซับซ้อน เช่น จุลินทรีย์บางชนิดสามารถสร้างกรดอนินทรีย์ที่สามารถละลายแร่ธาตุอาหารพืชในดินให้เป็นประโยชน์ต่อพืช บางชนิดสร้างสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชหรือฮอร์โมน ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช และยังสามารถผลิตสารต่างๆ รวมถึงสารปฏิชีวนะ เอนไซม์ และกรดแลคติค เช่นแบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างสารพวก Gramicidine และ Tyrocidineเชื้อราบางชนิดสามารถสร้างสารพวก Pennicilin และ Gliotoxin เชื้อแอคติโนมัยซิทบางชนิดสามารถสร้างสาร Actinomycin และ Aureomycin ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะสามารถใช้ในการยับยั้งเชื้อโรคต่างๆ และยังช่วยสนับสนุนปฏิกิริยาทางเคมีในดินให้เกิดขึ้นเป็นปกติได้ โยถ้าปราศจากเอนไซม์ปฏิกิริยาทางเคมีที่ซับซ้อนในดินก็จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ภายในระยะเวลาอันสั้น

ที่มา : เกษตรธรรมชาติประยุกต์ โดย ดร.อานัฐ ตันโช
ศูนย์ข้อมูลเกษตรธรรมชาติแม่โจ้ มหาวิทยาลัยแม่โจ้

 

บริษัท โอทูอินเตอร์เนชั่นแนล จำกัด