Study of the diversity of pesticide residue-detoxifying bacteria from agricultural field for organic farming cultivation
โดย จันทิมา ฑีฆะ, สุจยา ฤทธิศร และอัษฎาวุธ อารีสิริสุข
ปี 2562
บทคัดย่อ
ประเทศไทยเป็นประเทศที่ทำการเกษตรกรรมเป็นหลัก เกษตรกรมีการใช้สารเคมีในการทำเกษตรกรรม ซึ่งพาราควอทเป็นสารเคมีกำจัดวัชพืชที่เกษตรกรมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ส่งผลให้ดินในพื้นที่ทำการเกษตรมีการปนเปื้อนสารเคมีดังกล่าว และส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของผู้บริโภค งานวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์ในการคัดแยกจุลินทรีย์จากแปลงเกษตรกรรม ทดสอบความสามารถในการย่อยสลายพาราควอท ตรวจวิเคราะห์ชนิดและปริมาณของสารเคมีที่ตกค้างในดิน และจุลินทรีย์ที่พบในดิน โดยเก็บตัวอย่างดินแปลงเกษตรกร ตำบลบึงกาสาม อำเภอหนองเสือ จังหวัดปทุมธานี จำนวน 14 แหล่ง คัดแยกจุลินทรีย์และจัดจำแนกด้วยวิธี16s rRNA พบว่า C02/1 C02/2 C03 C04 C05 C06 C08 C09 C10 และ C11 มีความคล้ายคลึงกับ Burkholderia cepacia , Bacillus subtilis, Bacillus aryabhattai, Exiguobacterium acetylicum, Staphylococcus epidermidis, Acinetobacter pittii, Bacillus aryabhattai, Pantoea dispersa, Bacillus albus และ Chromobacterium violaceum ที่ระดับความเหมือนมากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป ตามลำดับ
การศึกษาความมีชีวิตของจุลินทรีย์ในดินที่มีการปนเปื้อนสารเคมีกำจัดศัตรูพืช พบว่า ในเดือนที่ 3 จุลินทรีย์ที่พบมากที่สุดคือ C10 ส่วนสายพันธุ์ที่พบรองลงมาได้แก่ C08, C03, C06, C05, C02/1, C02/2, C04, C11 และ C09 ตำมลำดับ การทดสอบความสามารถของจุลินทรีย์ในการอยู่รอดในดินที่เติมพาราควอทความเข้มข้นต่ำและความเข้มข้นสูง พบว่า C03 C08 C06 C10 C11 C04 และ C02/1 สามารถรอดชีวิตอยู่ได้ ในเดือนที่ 3
การศึกษาความมีชีวิตของจุลินทรีย์เดี่ยว 6 สายพันธุ์ ได้แก่ Bacillus agri Karo_1, Bacillus subtilis Karo_2, Pseudomonas statzeri H1, Providencia stuartii P4, Bacillus aryabhattai M4, Novosphingobium sp. THA_AIK7 และจุลินทรีย์ผสมของ 6 สายพันธุ์ ในอาหารสังเคราะห์ PMS ที่มีพาราควอท 2 ระดับ คือ ความเข้มข้นต่ำ 87.75 มิลลิกรัมต่อลิตร และความเข้มข้นสูง 877.5 มิลลิกรัมต่อลิตร พบว่า จุลินทรีย์ผสมมีปริมาณเชื้อปริมาณสูงสุดในวันที่ 7 ของการเพำะเลี้ยง ในอาหารที่มีพาราควอททั้ง 2 ระดับ โดยมีปริมาณเชื้อเท่ากับ 4.653 log CFU/mL และ 4.708 log CFU/mL และสามารถลดปริมาณพาราควอทลงได้ 12.52 และ 2.708 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ
การศึกษาความมีชีวิตของจุลินทรีย์ที่คัดแยกได้ 10 สายพันธุ์ ในอาหารสังเคราะห์ PMS ที่มีพาราควอท 2 ระดับ คือ ความเข้มข้นต่ำ 87.75 มิลลิกรัมต่อลิตร และความเข้มข้นสูง 877.5 มิลลิกรัมต่อลิตร พบว่า C02/1 C02/2 C04 C11 และ จุลินทรีย์ผสม (Mix) สามารถมีชีวิตอยู่ได้ในวันที่ 7 ของการเพาะเลี้ยง
การวิเคราะห์หาสารเคมีปนเปื้อนในดินด้วยเครื่อง Gas chromatography Mass spectrometry (GC-MS) โดยใช้ตัวทำละลาย 2 ชนิด คือ เมทำนอลและคลอโรฟอร์ม สามารถวิเคราะห์สารเคมีที่ปนเปื้อนในดินได้มากกว่า 10 ชนิด แต่ไม่สามารถตรวจพบพาราควอท เนื่องจากปริมาณดินและวิธีการสกัดที่ไม่เหมาะสม ผลการวิเคราะห์พาราควอทในดิน SS06 และ SS09.1 มีพาราควอทปริมาณ 0.50 และ 4.19 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ตามลำดับ ส่วนดิน SS11 ไม่พบพาราควอท เนื่องจากเป็นดินจากแปลงเกษตรอินทรีย์
การศึกษาความหลากหลายของจุลินทรีย์ในดิน 14 แหล่ง ด้วยเทคนิค Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) พบจุลินทรีย์ที่เป็นกลุ่มประชากรใหญ่ในดินตัวอย่าง 9 สายพันธุ์ ได้แก่ Dechloromonas aromatica RCB, Pseudomonas sp. UW4, Pseudomonas syringae B728a, Pseudomonas fluorescens Pf0-1, Nitrosomonas sp. AL212, Bacillus subtilis No.66, Agrobacterium sp. H13-3, Enterobacter sp. OM1 และ Sphingobacterium sp. 21
การศึกษาปริมาณจุลินทรีย์และสารเคมีในดิน 3 ชุด คือ SS06 SS09.1 และ SS11 ด้วยเทคนิค DGGE และ GC-MS โดยการเติมจุลินทรีย์ที่คัดแยกได้ 10 สายพันธุ์ พบว่า ชนิดและปริมาณสารเคมีในดินที่ลดลง สอดคล้องกับการเพิ่มชนิดและปริมาณจุลินทรีย์ในดิน จุลินทรีย์ที่มีชีวิตอยู่ในดินที่มีการเติมพาราควอท ได้แก่ C03 C08 C06 C10 C11 C04 และ C02/1
ผลการวิจัยนี้ พบว่าจุลินทรีย์บางชนิดสามารถปรับตัวมีชีวิตรอด และบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ในดินที่มีการปนเปื้อนสารเคมี แสดงให้เห็นถึงความสามารถของจุลินทรีย์ในการย่อยสลำยสารเคมีตกค้ำงในดิน ดังนั้น การนำกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีศักยภาพในการย่อยสลายสารเคมี ไปใช้ในการปรับปรุงคุณภาพดิน จะช่วยให้เกิดความปลอดภัยต่อผู้บริโภค และเกษตรกรยังสามารถปรับเปลี่ยนจำกการทำเกษตรที่ใช้สารเคมีมาเป็นเกษตรอินทรีย์ได้เร็วขึ้นอีกด้วย