การใช้ปุ๋ยชีวภาพในการปรับปรุงบำรุงดิน

ปุ๋ยชีวภาพ หมายถึงปุ๋ยที่มีจุลินทรีย์ที่สามารถทำกิจกรรมที่ก่อให้เกิดธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์ต่อพืช หรือเป็นปุ๋ยที่ประกอบด้วยจุลินทรีย์ที่มีชีวิต เมื่อใส่ลงดิน หรือให้กับพืชแล้ว จุลินทรีย์สามารถสร้างธาตุอาหาร หรือช่วยให้ธาตุอาหารเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ ถ้าตามนิยามตามมาตรฐานทางวิชาการปุ๋ย ของ
กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ปี 2544 ตามประกาศของคณะกรรมการว่าด้วยฉลาก 2546 และ พ.ร.บ.ปุ๋ยฉบับใหม่ที่กำลังพิจารณากันอยู่ ปุ๋ยชีวภาพหมายถึง ปุ๋ยที่ได้จากการนำจุลินทรีย์ที่มีชีวิตมาใช้ในการปรับปรุงบำรุงดินทางกายภาพ ชีวภาพและชีวเคมี และให้มีความหมายรวมถึงหัวเชื้อจุลินทรีย์

หัวเชื้อจุลินทรีย์ หมายถึงจุลินทรีย์ที่มีจำนวนเซลล์ต่อหน่วยสูง ซึ่งถูกเพาะเลี้ยงโดยกรรมวิธีทางวิทยาศาสตร์สำหรับผลิตปุ๋ยชีวภาพ ส่วนคุณลักษณะของปุ๋ยชีวภาพ ต้องปลอดภัยจากสารพิษที่เป็นอันตรายต่อคน สัตว์ และสิ่งแวดล้อม และไม่มีจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคต่อคน สัตว์ และพืช

ประเภทของปุ๋ยชีวภาพ

เนื่องจากปุ๋ยชีวภาพเป็นปุ๋ยที่มีจุลินทรีย์เป็นส่วนผสมอยู่ มีจุลินทรีย์หลายชนิดที่นำมาใช้เป็นปุ๋ยชีวภาพ เมื่อใส่ลงในดินจะช่วยสร้างธาตุอาหารพืชหรือทำให้ธาตุอาหารพืชเป็นประโยชน์ต่อพืชได้มากขึ้น ธาตุอาหารพืชที่สำคัญและพืชต้องการมาก ได้แก่ ธาตุอาหารหลัก คือ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม หากจะแบ่งประเภทของปุ๋ยชีวภาพตามความสามารถในการสร้างธาตุอาหารหรือทำให้ธาตุอาหารพืชอยู่ในรูปที่เป็นประโยชน์ได้มากขึ้น แต่ละชนิด สามารถแบ่งประเภทของจุลินทรีย์ของปุ๋ยชีวภาพได้ดังนี้

1. จุลินทรีย์ที่ช่วยสร้างธาตุอาหารไนโตรเจน เป็นจุลินทรีย์ที่สามารถตรึงไนโตรเจนจากอากาศให้เป็นธาตุไนโตรเจนที่เป็นประโยชน์ต่อพืชในรูปของ แอมโมเนีย และไนเตรท จุลินทรีย์กลุ่มนี้จะผลิตเอ็นไซม์ไนโตรจิเนส เพื่อช่วยการเปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนให้เป็นสารประกอบไนโตรเจนดังกล่าวและกรดอะมิโนที่พืชนำไปใช้ได้ จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนได้จะแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ
 

1.1 กลุ่มที่ต้องอาศัยอยู่ร่วมกับพืชแบบพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน จุลินทรีย์จะดูดซับธาตุไนโตรเจนเพื่อการเจริญเติบโต และปลดปล่อยให้พืชอาศัยดึงดูดไปใช้เพื่อการเจริญเติบโต ได้แก่

• ไรโซเบียม (Rhizobium sp.) เป็นเชื้อแบคทีเรีย อาศัยอยู่ร่วมกับรากของพืชตระกูลถั่ว ทั้งพืชล้มลุกและเป็นไม้ยืนต้น
• แฟรงเคีย (Frankia sp.) เป็นพวกแอคติโนมัยซีท (Actinomycete) เป็นจุลินทรีย์กึ่งเชื้อราและแบคทีเรีย อาศัยอยู่ร่วมกับพืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว แต่เป็นพืชสกุลสน (Cassuarina) เช่น สนทะเล สนประดิพัทธ์
• อะนาบีนา (Anabaena azollae) เป็นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน มีแบคทีเรียสกุล Cyanobacteria อาศัยอยู่ร่วมกับแหนแดง
• นอสทอค (Nostoc) เป็นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อาศัยอยู่ร่วมกับรากของต้นปรง หรือพืชพวก Cycad หรือ liverwort

1.2 กลุ่มที่อาศัยอยู่อย่างอิสระ ไม่จำเป็นต้องอยู่อาศัยร่วมกับพืช จุลินทรีย์สามารถตรึงไนโตรเจนได้อย่างอิสระ และให้ธาตุไนโตรเจนที่พืชดูดซับเพื่อใช้ในการเจริญเติบโตได้ ได้แก่

• แบคทีเรีย เช่น อะโซโตแบคเตอร์ (Azotobacter sp.) อะโซสไปริลลั่ม (Azospirillum sp.) ไบเจอริงเคีย (ฺBeijerinckia sp.) คลอสทริเดียม (Clostridium sp.) อะโซมอนาส (Azomonas sp.) จุลินทรีย์อิสระเหล่านี้สามารถตรึงไนโตรเจนและให้พืชตระกูลหญ้าได้รับประโยชน์โดยดูดซับไปใช้เป็นส่วนใหญ่ เช่น ข้าว ข้าวโพด ข้าวฟ่าง อ้อย และหญ้าอื่นๆ
• สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน มีแบคทีเรียสกุล Cyanobacteria เช่นอะนามีนา นอสทอค ไซลินโดรสเปอรมัม (Cylindrospermum) คาโลทริส (Calothrix) โทลิปโปทริส (Tolypothrix)

2. จุลินทรีย์ที่ช่วยสร้างธาตุอาหารฟอสฟอรัส เป็นจุลินทรีย์ที่ช่วยดูดซับธาตุฟอสฟอรัสในดิน และพืชจะได้รับธาตุฟอสฟอรัสซึ่งปกติแล้วรากพืชไม่สามารถดูดซับได้ รวมทั้งจุลินทรีย์ที่ช่วยละลายฟอสฟอรัสในรูปที่ไม่ละลาย ให้ละลายออกมาเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ จุลินทรีย์ที่ช่วยสร้างธาตุอาหารฟอสฟอรัสได้ แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ

2.1 กลุ่มที่ช่วยดูดซับธาตุฟอสฟอรัสให้กับพืช เป็นจุลินทรีย์อาศัยอยู่ในรากพืชหรืออยู่ร่วมกับพืชแบบพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน ได้แก่ เชื้อราไมโคไรซ่า (Mycorrhiza) เส้นใยที่อยู่กับรากพืชจะชอนไชอยู่ในดิน ช่วยดูดธาตุฟอสฟอรัส ทำให้พืชที่มีไมโคไรซ่าอาศัยอยู่ด้วยได้รับธาตุฟอสฟอรัส ธาตุฟอสฟอรัสในดินที่อยู่ในรูปที่พืชไม่สามารถนำไปใช้ได้ หรือดินที่มีปัญหาของธาตุฟอสฟอรัสถูกตรึง เมื่อดินมีความเป็นกรดหรือเป็นด่าง ทำให้ดินขาดธาตุฟอสฟอรัส เชื้อราไมโคไรซ่าจะช่วยดูดซับฟอสฟอรัส โดยพืชจะได้รับธาตุนี้ด้วยการซึมผ่านเซลล์ของเชื้อรานี้เข้าไปสู่เซลล์ของรากพืช นอกจากนี้ เชื้อราไมโคไรซ่ายังช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช โดยทำให้มีพื้นที่ผิวรากพืชมากขึ้น ทำให้ดูดน้ำและธาตุอาหารได้มากขึ้น ช่วยดูดซับและสะสมธาตุอาหารอื่น เช่น ไนโตรเจน โพแทสเซียม แคลเซียม สังกะสี ทองแดง ไว้ในรากพืช ซึ่งพืชนำไปใช้ประโยชน์ได้ ช่วยดูดซับธาตุอาหารจากหินและแร่ที่สลายตัวยาก รวมทั้งจากอินทรีย์วัตถุที่ยังสลายตัวไม่หมดหรือยังไม่แปรสภาพเป็นปุ๋ยอินทรีย์ ซึ่งพืชสามารถนำธาตุอาหารส่วนนี้ไปใช้ประโยชน์ได้เช่นกัน พืชที่มีเชื้อราไมโคไรซ่าอาศัยอยู่ด้วยจะช่วยให้พืชมีความต้านทานต่อโรคพืชได้ดี ช่วยป้องกันโรคกับรากพืชได้ดีกว่ารากปกติที่ไม่มีเชื้อรานี้ ส่งเสริมให้พืชดูดน้ำได้ดีขึ้น ทำให้พืชทนแล้งได้มากกว่าปกติ ลดความเป็นพิษของสารเคมีการเกษตร และโลหะหนักที่ปนเปื้อนอยู่ในดิน เชื้อราไมโคไรซ่าที่สำคัญแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ

• เอ็คโตไมโคไรซ่า เป็นเชื้อราที่เกิดและเจริญอยู่เฉพาะรอบๆ ผิวรากภายนอก เป็นไมโคไรซ่าที่สามารถสร้างเส้นใยอยู่บริเวณรอบๆ ผิวรากพืช ครอบคลุมผิวรากภายนอกอัดกันแน่นเป็นแผ่นคล้ายเป็นเปลือกราก บางส่วนของเส้นใยจะเข้าไปอยู่ระหว่างเซลล์ภายในรากพืช และเข้าไปถึงชั้นของคอร์เท็กซ์ (cortex) เชื้อเอ็คโตไมโคไรซ่าส่วนใหญ่จะพบอยู่ในพืชจำพวกไม้ยืนต้น ไม้ป่า เช่น สน ยูคาลิปตัส ต้นโอค การอยู่ร่วมกันของเชื้อนี้กับรากพืชทำให้ต้นพืชได้รับธาตุอาหารเพียงพอและทนแล้งได้ดี
• วี-เอไมโคไรซ่า เป็นเชื้อราที่เกิดและเจริญอยู่เฉพาะภายในเซลล์ของรากพืช และกลุ่มเส้นใยที่เจริญอยู่ในดินภายนอกรากพืช เส้นใยที่อยู่ภายนอกรากพืชจะอยู่กันอย่างหลวมๆ เป็นเอ็นโดไมโครไรซ่าชนิดที่เส้นใยไม่มีผนังกั้น จะสร้างเส้นใยจะเจริญเข้าไปอยู่ในเซลล์ของรากพืช ระหว่างเซลล์ของชั้นคอร์เท็กซ์ (cortex) ไม่เจริญเข้าไปถึงเยื่อเจริญ (Steel หรือ Meristem) และชั้นของเอ็นโดเดอร์มีส (Endodermis) ปลายของเส้นใยมีการแตกแขนง บางชนิดเส้นใยจะโป่งพองออกคล้ายกระเปาะหรือเป็นรูปไข่ วี-เอไมโคไรซ่าจะไม่สร้างเส้นใยที่อัดกันแน่นเป็นแผ่นรอบรากพืช แต่จะสร้างเส้นใยภายนอกรากพืชเจริญติดต่อกันเป็นร่างแหแผ่ไปได้หลายเมตรอยู่ในดิน จะพบวี-เอไมโคไรซ่าในพืชเศรษฐกิจหลายชนิดทั้งพืชไร่ พืชสวน พืชผัก และไม้ป่า เช่น กระถินยักษ์ กระถินณรงค์ มะค่าโมง พะยูง เลี่ยน ยูคาลิปตัส

2.2 กลุ่มที่ช่วยย่อยสลายหรือละลายฟอสเฟต จุลินทรีย์ในกลุ่มนี้มีอยู่หลายชนิด ทั้ง แอคติโนมัยซีท แบคทีเรีย และเชื้อรา ที่สามารถย่อยสลายฟอสเฟตละลายออกมาเป็นประโยชน์ต่อพืช โดยปกติฟอสฟอรัสที่พบอยู่ในดินจะมีอยู่ 2 รูป คือ ฟอสฟอรัสอินทรีย์ (Organic phosphorus) เช่น ไฟติน (Phytin) ฟอสฟอไลปิด (Phospholypid) กรดนิวคลีอิค (Nucleic acid) อีกรูปหนึ่งคือฟอสฟอรัสอนินทรีย์ (Inorganic phosphorus) เช่น สารประกอบของแคลเซียม แมกนีเซียม เหล็ก อลูมินัม และฟลูออรีน ปริมาณฟอสฟอรัสในดินที่อยู่ในรูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืชมีอยู่น้อยมาก ส่วนใหญ่จะถูกตรึงโดยปฏิกิริยาทางเคมีในรูปตกตะกอนไม่ละลาย เช่น ตะกอนของแคลเซียม แมกนีเซียม เหล็ก อลูมินัม เมื่อดินเป็นกรดหรือเป็นด่าง หรือฟอสเฟตทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของเหล็กและอลูมินัมแล้วตกตะกอนหรือถูกดูดซับอยู่ที่ผิวของอนุภาคดินหรือฟอสเฟต ทำปฏิกิริยากับสารละลายดินหรือคอลลอยด์ของแร่ดินเหนียว โดยฟอสเฟตจะแลกเปลี่ยนกับ hydroxyl group (OH­-) ของดินเหนียว ฟอสเฟตแลกเปลี่ยนกับแคลเซียมที่แลกเปลี่ยนได้ (Exchangeable Calcium) ที่ดูดยึดอยู่ที่ผิวของอนุภาคดินเหนียว ฟอสเฟตถูกดูดซับอยู่ตามผิวของอนุภาคดินเหนียวที่ยังมีประจุบวกค้างอยู่ การตรึงฟอสฟอรัสโดยปฏิกิริยาทางเคมี ถ้าหากเกิดขึ้นมากจะทำให้พืชขาดธาตุฟอสฟอรัส เนื่องจากไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ เพราะอยู่ในรูปฟอสฟอรัสอนินทรีย์ นอกจากนี้จุลินทรีย์ในดินสามารถดูดซับฟอสฟอรัสอนินทรีย์ในดิน เพื่อการเจริญเติบโตโดยสะสมอยู่ในเซลล์ของจุลินทรีย์ในรูปของ ฟอสฟอไลปิด DNA, RNA, ATP และจะถูกปลดปล่อยออกมาเมื่อจุลินทรีย์ตายและถูกย่อยสลาย และพืชสามารถดูดซับไปใช้ประโยชน์ได้ เพราะเป็นฟอสฟอรัสอินทรีย์

หินฟอสเฟต (Rock hosphate) เป็นแร่ที่มีธาตุฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบในรูปของแคลเซียมฟอสเฟตหรือเรียกว่า อะปาไทต์ (Apatite) สูตรทางเคมีของแร่อะปาไทต์ที่พบโดยทั่วไป ได้แก่

-[Ca3(PO4)2]3.CaCO3 เรียกว่า Carbonate apatite

-[Ca3(PO4)2]3.CaF2 เรียกว่า Fluor apatite

-[Ca3(PO4)2]3.CaCl2 เรียกว่า Chloro apatite

-[Ca3(PO4)2]3.Ca(OH)2 เรียกว่า Hydroxy apatite

-[Ca3(PO4)2]3.CaSO4 เรียกว่า Sulfate apatite

ในประเทศไทย หินฟอสเฟตที่พบส่วนใหญ่ ธาตุฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบของแร่แคลไซต์ (Calcite) และแร่วิทลอคไคต์ (Whitlockite) แร่วิทลอคไคต์ที่พบ จะมี 2 รูป ได้แก่ Ca3(PO4)2 และ (Ca, Mg)3(PO4)2 นอกจากนี้ยังมีแร่ธาตุอื่นๆ อยู่ในองค์ประกอบ เช่น ซิลิกอน อลูมินัม เหล็ก ไททาเนียม โซเดียม คลอรีน แมงกานีส โมลิบดินัม โครเมียม แบเรียม ปริมาณของฟอสเฟตในหินฟอสเฟตมีจำนวนแตกต่างกันขึ้นอยู่กับแหล่งที่พบ แต่ควรจะมีปริมาณฟอสเฟตทั้งหมดมากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ และควรมีปริมาณฟอสเฟตที่เป็นประโยชน์ต่อพืชในรูป P2O5 ตั้งแต่ 3 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป จึงจะเหมาะที่จะนำมาเป็นปุ๋ยที่ให้ธาตุฟอสฟอรัส การใช้จุลินทรีย์เพื่อละลายหินฟอสเฟตให้ธาตุฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์ต่อพืช เป็นวิธีการหนึ่งที่ช่วยเพิ่มความเป็นประโยชน์ของฟอสฟอรัสในดิน ฟอสฟอรัสในดินส่วนใหญ่ จะอยู่ในรูปออร์โทฟอสเฟต

จุลินทรีย์ในดินหลายชนิดที่สามารถจะย่อยสลายหรือละลายฟอสเฟตในรูปฟอสฟอรัสอนินทรีย์หรือ อนินทรีย์ฟอสเฟต และหินฟอสเฟต ได้แก่ แอคติโนมัยซีท แบคทีเรีย และเชื้อรา ดังแสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการละลายฟอสเฟต

จุลินทรีย์	ชนิดของฟอสเฟต
แบคทีเรีย
Bacillus sp., B. pulvifaciens, B. megaterium	Mineral
B. circulans, B. subtilis, B. mycoides	Tricalcium phosphate
B. mesentericus, B. fluorescens	Calcium phosphate
B. circulans	Iron phosphate
Pseudomonas sp., Ps. Putida, Ps. liquifaciens	Hydroxy apatite
Ps. calcis, Ps. rathoria	Flourapatite
Escherichia freundii, E. intermedia	Rock phosphate
Xanthomonas spp.
Flavobacterium spp.	Organic
Brevibacterium spp.	Calcium phosphate
Serretia spp.	Calcium glycerophosphate
Alcaligenes spp.	Phytin
Achromobacter spp.	Lecithin
Aerobacter aerogenes	Hexose monophosphatic
Erwinia spp.	Ester
Nitrosomonas spp.	Phenyl phosphate
Thiobacillus thiooxidans	Other organic phosphate
เชื้อรา
Aspergillus sp., A. niger, A. flavus, A. fumigatus, A. terreus, A. awamori, Penicillium sp., P. lilacinum, P. digitatum, Fusarium sp., F. oxysporum, Curvularia lunata, Humicola sp., Sclerotium rolfsii, Pytium sp., Aerothecium sp., Phoma sp., Mortierella sp., Paecilomyces sp., Cladosporium sp., Rhizoctonia sp., Cunninghamella sp., Phodotorula sp., Candida sp., Schwanniomyces occidentalis, Oideodendron sp., Pseudonymnoascus sp.
แอคติโนมัยซีท
Streptomyces sp., Nocardia sp.

ที่มา: ธงชัย มาลา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 2546

การละลายฟอสเฟตเกิดจากจุลินทรีย์สร้างสารที่มีฤทธิ์เป็นกรดไปย่อยละลายฟอสฟอรัสรูปที่ไม่ละลายให้มีละลายออกมาและเป็นฟอสฟอรัสที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้ สารที่มีฤทธิ์เป็นกรดที่จุลินทรีย์สร้างขึ้นมีทั้งเป็นกรดอินทรีย์ และกรดอนินทรีย์ ดังนี้

1. กรดอินทรีย์ (Organic acid) กรดอินทรีย์ที่พบอยู่บ่อยๆ ที่จุลินทรีย์สร้างและปลดปล่อยออกมา ได้แก่ กรดฟอร์มิค (Formic acid) กรดอะซีติค (Acetic acid) กรดแลคติค (Lactic acid) กรดฟูมาริค (Fumaric acid) กรดมาลิค (Malic acid) กรดอ๊อกซาลิค (Oxalic acid) กรดทาร์ทาริค (Tartaric acid) กรดซัคซินิค (Succinic acid) กรดไกลโคลิค (Glycolic acid)

2. กรดอนินทรีย์ (Inorganic acid) จุลินทรีย์บางชนิด เช่น แบคทีเรีย จะสร้างสารที่มีฤทธิ์เป็นกรดอนินทรีย์และปลดปล่อยออกมา ได้แก่ กรดไนตริค (Nitric acid) และกรดซัลฟูริค (Sulfuric acid) เช่น Nitrobacter Thiobacillus กรดอนินทรีย์ที่ปลดปล่อยออกมาจะไปละลายหินฟอสเฟตแล้วได้ฟอสฟอรัสในรูปซูเปอร์ฟอสเฟตที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้

กรดอินทรีย์บางชนิดมีคุณสมบัติเป็นสารคีเลต (Chelate) กับแคลเซียมและแมกนีเซียม สามารถละลายฟอสเฟต ทำให้ฟอสเฟตในรูปที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้มีปริมาณเพิ่มขึ้น แต่ปริมาณการละลายฟอสเฟตจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับจุลินทรีย์แต่ละชนิด รวมทั้งชนิดของฟอสเฟต โดยทั่วไปเชื้อราจะมีความสามารถในการละลายฟอสเฟตสูงกว่าจุลินทรีย์ชนิดอื่น หินฟอสเฟตเป็นปุ๋ยธรรมชาติที่มีราคาถูกเมื่อใช้ร่วมกับจุลินทรีย์ที่สามารถละลายฟอสเฟต นอกจากนี้ยังช่วยละลายฟอสเฟตบางส่วนที่ถูกตรึงอยู่ในรูปที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ไม่ได้ในดินให้ออกมาอยู่ในรูปที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้อีกด้วย

3. จุลินทรีย์ที่ช่วยสร้างธาตุอาหารโพแทสเซียม

โพแทสเซียมที่มีอยู่ในดินจะอยู่ในรูปของแร่แลทติคโพแทสเซียม (Lattice potassium) 3 ลักษณะคือ ถูกตรึงไว้ ในรูปที่ละลายน้ำได้ และในรูปประจุบวกที่แลกเปลี่ยนได้ จุลินทรีย์จำพวกแบคทีเรีย ได้แก่ แบคทีเรียพวกบาซิลลัส (Bacillus) จะช่วยย่อยละลายโพแทสเซียม ทำให้พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้

กรมวิชาการเกษตรได้แบ่งปุ๋ยชีวภาพ ตามลักษณะความสามารถในการให้ธาตุอาหารพืช ดังนี้

• ประเภทที่ 1 ปุ๋ยชีวภาพที่สามารถทดแทนธาตุไนโตรเจนให้กับพืช คือสามารถตรึงไนโตรเจนจากอากาศมาทดแทนปุ๋ยเคมีได้โดยตรง ปุ๋ยชีวภาพประเภทนี้

แบ่งตามระดับความสัมพันธ์กับพืชอาศัยได้ 2 กลุ่ม คือ

กลุ่มที่ 1 ปุ๋ยชีวภาพที่มีแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนอาศัยอยู่กับพืชแบบพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน เช่น ไรโซเบียมสำหรับพืชตระกูลถั่ว สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อาศัยอยู่กับแหนแดง สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อาศัยอยู่กับพืชจำพวกปรง

กลุ่มนี้พืชอาศัยจะได้รับธาตุไนโตรเจนจากจุลินทรีย์โดยตรง

กลุ่มที่ 2 ปุ๋ยชีวภาพที่มีแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่อาศัยอยู่รวมกับพืชแบบอิสระ หรืออยู่ภายในต้นพืช เช่น อะโซโตแบคเตอร์ อะโซสไปริลลั่ม อะซีโตแบคเตอร์ ไบเจอริงเคีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

กลุ่มนี้มีประสิทธิภาพในการตรึงไนโตรเจนต่ำกว่ากล่มที่ 1 แต่สามารถใช้ประโยชน์กับพืชได้หลายชนิด

• ประเภทที่ 2 ปุ๋ยชีวภาพที่มีแบคทีเรียส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช มีจุลินทรีย์หลายชนิด หรือผลิตภัณฑ์ปุ๋ยชีวภาพชนิดนี้จะประกอบด้วยเชื้อหลายชนิดผสมเข้าด้วยกัน และสามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช เช่น สามารถตรึงไนโตรเจน ย่อยหรือละลายฟอสเฟต ผลิตฮอร์โมนพืช ช่วยเสริมการทำงานของจุลินทรีย์ชนิดอื่นๆ เช่น ผลิตภัณฑ์ปุ๋ยชีวภาพพีจีพีอาร์ สำหรับข้าวโพด ข้าวฟ่าง ในผลิตภัณฑ์ปุ๋ยชีวภาพพีจีพีอาร์ 1 มีเชื้อแบคทีเรีย ได้แก่ อะโซโตแบคเตอร์ ไบเจอริงเคีย และอะโซสไปริลลั่ม
• ประเภทที่ 3 ปุ๋ยชีวภาพที่สามารถช่วยเพิ่มความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารพืช จุลินทรีย์จะทำให้ธาตุอาหารพืชเป็นประโยชน์ต่อพืชโดยรอบบริเวณใกล้รากพืชด้วยเส้นใยของเชื้อจุลินทรีย์ ช่วยให้ธาตุอาหารพืชที่ละลายยากหรือเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ยาก เช่น ฟอสฟอรัส แคลเซียม มีโอกาสได้สัมผัสรากมากขึ้น รวมทั้งจุลินทรีย์บางชนิดที่สามารถสร้างกรดอินทรีย์ช่วยละลายฟอสฟอรัส ให้อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ ทำให้ธาตุอาหารนี้เป็นประโยชน์ต่อพืชมากขึ้น จึงแบ่งปุ๋ยชีวภาพนี้ เป็น 2 กลุ่มคือ

กลุ่มที่ 1 ปุ๋ยชีวภาพที่ช่วยเพิ่มศักยภาพในการดูดธาตุอาหารพืช ได้แก่ ไมโคไรซ่า เป็นเชื้อราซึ่งอาศัยอยู่ตามรากพืช โดยไม่ทำอันตรายแก่พืช ลักษณะการอยู่ร่วมกันระหว่างเชื้อรานี้กับพืชต่างก็ได้รับประโยชน์ร่วมกัน เชื้อราไมโคไรซ่าจะช่วยดูดธาตุฟอสฟอรัส และพืชได้รับโดยการซึมผ่านจากเซลล์ของเชื้อรานี้ไปสู่เซลล์ของรากพืช

กลุ่มที่ 2 ปุ๋ยชีวภาพที่ช่วยละลายธาตุฟอสฟอรัสและหินฟอสเฟต ช่วยเพิ่มความเป็นประโยชน์ของฟอสฟอรัส เช่น แบคทีเรีย เชื้อรา และแอคติโนมัยซิท

หากจะแยกชนิดของปุ๋ยชีวภาพให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น และนำไปใช้ประโยชน์ในการปรับปรุงบำรุงดินและให้ธาตุอาหารแก่พืชที่สำคัญ ได้แก่

ไรโซเบียม เป็นแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่อาศัยอยู่ในดิน มีความสามารถในการสร้างปมที่รากของพืชตระกูลถั่ว สามารถตรึงไนโตรเจนจากอากาศให้แก่พืชตระกูลถั่ว ไรโซเบียมแต่ละชนิดมีความเหมาะสมกับพืชตระกูลถั่วแต่ละชนิด ปุ๋ยชีวภาพนี้สำนักวิจัยพัฒนาปัจจัยการผลิตทางการเกษตร กรมวิชาการเกษตร ได้ผลิตและใช้กับพืชตระกูลถั่วได้หลายชนิด วิธีใช้ ใช้คลุกกับเมล็ด หรือใส่เชื้อลงดิน กับพืชตระกูลถั่วเท่านั้น โดยเชื้อชนิดผง บรรจุถุงขนาด 200 กรัม หรือชนิดเหลว 1 ขวด ใช้คลุกเมล็ดก่อนปลูกต่อพื้นที่ 1 ไร่ สามารถหาซื้อได้ในราคาถุงละหรือขวดละ 20 บาท รายละเอียดชนิดผลิตภัณฑ์ไรโซเบียม

ตามตารางที่ 2

แหนแดง แหนแดงนอกจากใช้เป็นปุ๋ยพืชสดแล้ว ยังใช้เป็นปุ๋ยชีวภาพ แหนแดงเป็นเฟิร์นน้ำชนิดหนึ่งที่ใช้เป็นปุ๋ยชีวภาพ เพราะมีสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินอาศัยอยู่บริเวณโพรงในลักษณะพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินสามารถตรึงไนโตรเจนจากอากาศแล้วเปลี่ยนให้เป็นสารประกอบในรูปของแอมโมเนียม ซึ่งแหนแดงนำไปใช้ได้ ทำให้แหนแดงมีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบสูงถึง 3-5% จึงเหมาะที่จะใช้เป็นปุ๋ยพืชสดในนาข้าว พืชไร่ใช้คลุมบริเวณใต้ต้นไม้ผลหรือแปลงปลูกผัก และยังสามารถนำไปตากแห้งใช้เป็นปุ๋ยบำรุงดิน เพราะมีโปรตีน ไขมัน เซลลูโลส และแร่ธาตุต่างๆ สูง ขณะนี้ที่บริเวณตึกผลิตไรโซเบียม ของกรมวิชาการเกษตร ได้มีการเลี้ยงแหนแดงไว้เป็นจำนวนมาก เกษตรกรหรือผู้สนใจสามารถติดต่อขอรับไปขยายพันธุ์เพื่อใช้ประโยชน์ในการบำรุงดินได้

การเลี้ยงขยายพันธุ์แหนแดง เนื่องจากแหนแดงขยายพันธุ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ การขยายพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศด้วยวิธีการแตกกิ่งก้าน (Fragmentation) จะเพิ่มปริมาณแหนแดงจากเดิมเป็นสองเท่าโดยใช้เวลาเพียง 4-6 วัน ถ้าใช้อัตราแหนแดงพันธุ์เริ่มต้น จำนวน 50-100 กิโลกรัมต่อไร่ จะขยายพันธุ์ได้น้ำหนักสด จำนวน 2-3 ตันต่อไร่ ภายใน 2-3 สัปดาห์ และให้ไนโตรเจน จำนวน 4-6 กิโลกรัมต่อไร่ ในสภาพดินทั่วไป สามารถเลี้ยงขยายพันธุ์แหนแดงได้อย่างรวดเร็ว ถ้ามีธาตุฟอสฟอรัสละลายอยู่ในน้ำ แหนแดงจะเจริญเติบโตลอยอยู่ผิวน้ำ ถ้าให้ปุ๋ยฟอสเฟตจะต้องละลายน้ำได้ ธาตุฟอสฟอรัสมีความสำคัญในกระบวนการตรึงไนโตรเจนจากอากาศของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน (Anabaena azollae) ที่อาศัยอยู่บริเวณโพรงใบของแหนแดงสามารถตรึงไนโตรเจนจากอากาศ แล้วเปลี่ยนเป็นสารประกอบในรูปของแอมโมเนีย ให้แหนแดงมีการเจริญเติบโตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ถ้าขาดธาตุฟอสฟอรัสจะทำให้กระบวนการตรึงไนโตรเจนจากอากาศของสาหร่ายสีเขียวแกรมน้ำเงินไม่สามารถเกิดขึ้นได้ การพิจารณาความเหมาะสมของพื้นที่เลี้ยงขยายพันธุ์แหนแดงโดย

1. เตรียมบ่อเลี้ยงขนาด กว้าง 1 เมตร ยาว 2 เมตร ความลึกพอให้มีน้ำขังได้ลึกประมาณ 5-10 เซนติเมตร

2. เตรียมพันธุ์แหนแดง จำนวน 1 กิโลกรัม ใส่ลงในบ่อเลี้ยงพร้อมกับหว่านปุ๋ยหินฟอสเฟตที่มีจำนวนฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์อยู่ 3 เปอร์เซ็นต์ จำนวน 150 กรัม กระจายลงในบ่อเลี้ยง

3. ถ้าแหนแดงมีการเจริญเติบโตขยายจำนวนเต็มพื้นที่บ่อเลี้ยง ถ้ามีจำนวนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ภายในระยะเวลา 4-6 วัน แสดงว่าพื้นที่นั้นสามารถใช้ขยายพันธุ์แหนแดงได้ ดินนั้นเหมาะสมกับการเลี้ยงแหนแดง

4. การใช้ประโยชน์ของแหนแดงเพื่อเป็นปุ๋ยพืชสดในนาข้าว เมื่อแหนแดงมีการเจริญเติบโต และยังมีสีเขียว ซึ่งจะมีน้ำหนักสดและปริมาณไนโตรเจนสูง หากแหนแดงเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดงแล้ว จะมีปริมาณไนโตรเจนต่ำหรือน้อยมาก

5. น้ำที่ใช้เลี้ยงขยายพันธุ์แหนแดงที่ทำให้เจริญเติบโตดี ควรมีความเป็นกรดเป็นด่าง มี pH ระหว่าง 4.0 ถึง 5.5 โดยทั่วไปแหนแดงสามารถอยู่รอดได้ในน้ำที่มี pH ระหว่าง 3.5 ถึง 10.0

6. ปริมาณแสง 50 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ แหนแดงจะเจริญเติบโตได้ดีที่สุด แต่บางสายพันธุ์เจริญเติบโตได้ดีในที่มีปริมาณแสง 100 เปอร์เซ็นต์

7. แหนแดงทุกสายพันธุ์เจริญเติบโตได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิระหว่าง 20 ถึง 30 องศาเซลเซียส โดยทั่วไปแหนแดงสามารถอยู่รอดได้ตั้งแต่อุณหภูมิ -5 ถึง 45 องศาเซลเซียส

8. อัตราเริ่มต้นที่แนะนำ ใช้แหนแดงอัตรา 50-100 กิโลกรัมต่อพื้นที่นา 1 ไร่ เลี้ยงเป็นเวลา 20 วัน ต้องใช้พันธุ์แหนแดงเริ่มต้น จำนวน 10 กิโลกรัม เลี้ยงในบ่อขนาด 200 ตารางเมตร หรือกว้าง 10 เมตร ยาว 20 เมตร โดยในระยะแรกควรเลี้ยงขยายในบ่อเลี้ยงขนาดเล็กก่อน เช่น ขนาดบ่อ 10 ตารางเมตร ใช้พันธุ์แหนแดงอัตรา 500 กรัมต่อพื้นที่บ่อขนาด 1 ตารางเมตร ใส่ปุ๋ยหินฟอสเฟตอัตรา 150 กรัมต่อพื้นที่บ่อขนาด 1 ตารางเมตร แหนแดงจะขยายจำนวนกระจายคลุมเต็มพื้นที่ผิวน้ำ ภายใน 4-6 วัน ได้น้ำหนักสดประมาณ 1.5-2 กิโลกรัมต่อพื้นที่บ่อขนาด 1 ตารางเมตร เลี้ยงเป็นเวลา 20 วัน แล้วนำแหนแดงไปเลี้ยงขยายพันธุ์ในบ่อเลี้ยงที่มีขนาดใหญ่กว่า เป็นเวลา 20 วัน จะได้จำนวน 50-100 กิโลกรัม จึงนำแหนแดงจำนวน 50-100 กิโลกรัม ไปเลี้ยงขยายในพื้นที่นา 1 ไร่ ใส่ปุ๋ยหินฟอสเฟต 240 กิโลกรัมในพื้นที่นา 1 ไร่ พร้อมกับช่วงนำแหนแดงไปเลี้ยงในพื้นที่นา เลี้ยงไว้เป็นเวลา 20 วัน จะได้ปริมาณแหนแดง 2-3 ตันต่อไร่จึงไถกลบพร้อมกับทำเทือกเพื่อปลูกข้าวต่อไป ในทางปฏิบัติ หากมีระยะเวลาจำกัดไม่สามารถใช้เวลาเลี้ยงแหนแดงเป็นเวลา 20 วัน ให้ทันกับช่วงจะปลูกข้าวได้ อาจจะใช้เวลาเลี้ยงแหนแดงในพื้นที่นาเพียง 10 วัน จะได้ปริมาณแหนแดง 1-1.5 ตันต่อไร่ จึงไถกลบพร้อมทำเทือกเพื่อปลูกข้าวได้เร็วขึ้น และควรใช้แหนแดงปรับปรุงบำรุงดินอย่างต่อเนื่องก่อนปลูกข้าว ซึ่งจะช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินอยู่เสมอ รายละเอียดการเลี้ยงขยายพันธุ์แหนแดง แสดงไว้ในรูปที่ 1

ใส่พันธุ์แหนแดงอัตรา 500 กรัม/ตารางเมตร พื้นที่บ่อ 10 ตารางเมตร ต้องใส่พันธุ์แหนแดง 5 กิโลกรัม กระจายทั่วบ่อ ใส่หินฟอสเฟตอัตรา 150 กรัม/ตารางเมตร พื้นที่บ่อ 10 ตารางเมตร ต้องใส่หินฟอสเฟต 1.5 กิโลกรัมกระจายทั่วบ่อ ความลึกของบ่อพอให้มีน้ำขังได้ลึก 5-10 ซม. เลี้ยงเป็นเวลา 20 วัน จะได้แหนแดง 15-20 กิโลกรัม ใช้พื้นที่นาข้าวเป็นบ่อเลี้ยงได้หากไม่มีบ่อขนาดนี้

นำพันธุ์แหนแดงจำนวน 15-20 กิโลกรัมที่เลี้ยงจากบ่อขนาด 10 ตารางเมตร ใส่ในบ่อขนาด 200 ตารางเมตร กระจายทั่วบ่อ ใส่หินฟอสเฟต จำนวน 30 กิโลกรัม ในบ่อขนาด 200 ตารางเมตร กระจายทั่วบ่อ ความลึกของบ่อพอให้มีน้ำขังได้ลึก 5-10 ซม. เลี้ยงเป็นเวลา 20 วัน จะได้แหนแดง จำนวน 50-100 กิโลกรัม ใช้พื้นที่นาข้าวเป็นบ่อเลี้ยงได้หากไม่มีบ่อขนาดนี้

นำพันธุ์แหนแดงจำนวน 50-100 กิโลกรัม ที่เลี้ยงจากบ่อขนาด 200 ตารางเมตร ใส่ในพื้นที่นา 1 ไร่ กระจายทั่วพื้นที่นา ใส่หินฟอสเฟต จำนวน 240 กิโลกรัม ในพื้นที่นา 1 ไร่ กระจายทั่วพื้นที่นา พื้นที่นามีน้ำขังลึก 5-10 ซม. เลี้ยงเป็นเวลา 10-20 วัน จะได้แหนแดง จำนวน 1-3 ตันต่อไร่ แล้วไถกลบและทำเทือก

รูปที่ 1 แสดงวิธีการเลี้ยงขยายพันธุ์แหนแดง

ศัตรูของแหนแดง ในการเลี้ยงขยายพันธุ์แหนแดงจะมี แมลง สัตว์ และเชื้อโรค เข้ากัดกินและทำลายให้เกิดความเสียหายได้ แต่พบว่า แมลงและหอย จะเป็นศัตรูที่สำคัญที่ทำลาย และสร้างความเสียหายมากที่สุด

แมลง ได้แก่ ริ้นน้ำ หนอนผีเสื้อกลางคืน

หอย ได้แก่ หอยเชอรี หอยคัน

การป้องกันกำจัดศัตรูของแหนแดงโดยชีววิธี (Biological Control) และวิธีกล (Mechanical control) จะไม่กล่าวถึงการใช้สารเคมีป้องกันกำจัด เพราะการทำเกษตรอินทรีย์จะต้องหลีกเลี่ยงการใช้สารเคมีสังเคราะห์ต่างๆ ในการป้องกันโดยใช้ชีววิธีและวิธีกล ตัวอย่าง เช่น

- ให้ศัตรูธรรมชาติของหนอนผีเสื้อกลางคืน ทำหน้าที่ในการกำจัด ได้แก่ แมงมุม และตัวต่อ จะจับหนอนกินเป็นอาหาร

- ใช้เชื้อจุลินทรีย์ทำหน้าที่ในการกำจัด ได้แก่ แบคทีเรีย คือ บาซิลลัส ทูริงไจเอนซีส (Bacillus thruringiensis) ช่วยกำจัดหนอน แต่ไม่ทำอันตรายต่อศัตรูธรรมชาติ เช่น ผึ้ง ตัวห้ำ ตัวเบียน

- เลี้ยงปลาหางนกยูง เพื่อช่วยกำจัดหนอนของริ้นน้ำ

- กำจัดหอยเชอรี่ หอยคัน นำไปทำลายหรือนำไปผลิตน้ำสกัดชีวภาพ

- กำจัดไข่ของหอยเชอรี่ หอยคัน นำไปทำลายหรือนำไปทำน้ำสกัดชีวภาพ

- ใช้แสงเพื่อล่อตัวแก่ของผีเสื้อกลางคืน ริ้นน้ำ ให้อยู่รวมกันภายในภาชนะแล้วนำไปทำลาย

ไมโคไรซ่า เป็นเชื้อราซึ่งอยู่ในดิน อาศัยอยู่ตามรากพืช โดยไม่ทำอันตรายแก่พืช เชื้อไมโคไรซ่าที่มีความสำคัญในการเกษตร มี 2 ชนิด คือ เอคโตไมโคไรซ่า และวี-เอไมโคไรซ่า โดยเอคโตไมโคไรซ่าจะเป็นเชื้อที่เกิดขึ้นและเจริญอาศัยอยู่เฉพาะรอบๆ ผิวรากภายนอก ส่วนวี-เอไมโคไรซ่าเป็นเชื้อที่เกิดขึ้นและเจริญเฉพาะภายในเซลล์ของรากพืช และเจริญอยู่ในดินภายนอกรากพืช ไมโคไรซ่าจะช่วยดูธาตุฟอสฟอรัส และพืชได้รับโดยการซึมผ่านจากเซลล์ของเชื้อรานี้ไปสู่เซลล์ของรากพืช เหมาะสำหรับใช้กับต้นไม้ผล พืชตระกูลถั่ว พืชผักต่างๆ ยกเว้นพืชตระกูลกระหล่ำ วิธีใช้โดยนำไมโคไรซ่าผง อัตรา 1 ช้อนโต๊ะต่อต้น รอบต้นบริเวณใกล้ราก สามารถหาซื้อได้ที่กรมวิชาการเกษตร บรรจุถุงละ 500 กรัม ในราคาถุงละ 60-70 บาท รายละเอียดตามตารางที่ 3

ผลิตภัณฑ์พีจีพีอาร์ 1 เป็นผลิตภัณฑ์ซึ่งกรมวิชาการเกษตรได้ผลิตขึ้น โดยมีเชื้อแบคทีเรีย ได้แก่ อะโซโตแบคเตอร์ ไบเจอริงเคีย และอะโซสไปริลลั่มผสมอยู่ มีความสามารถในการตรึงไนโตรเจนแบบอิสระ และยังสามารถผลิตสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช กลุ่มออกซิน คือ IAA และจิบเบอร์เลริน คือ GA ช่วยเพิ่มปริมาณธาตุไนโตรเจนให้กลับปุ๋ยหมัก และดินบริเวณรอบๆ รากพืช ช่วยกระตุ้นให้เกิดรากขนอ่อน ทำให้ดูดซับน้ำและธาตุอาหารได้มากขึ้น วิธีใช้ นำหัวเชื้อ จำนวน 1 ถุง ละลายน้ำ 20 ลิตร แล้วราดบนกองปุ๋ยหมักจำนวน 500 กิโลกรัม สำหรับพืชที่ปลูกในดินร่วนทรายและดินเหนียว ควรใช้อัตรา 800-1,000 กิโลกรัมต่อไร่ และ 250-500 กิโลกรัมต่อไร่ ตามลำดับ เหมาะที่จำใช้กับข้าวโพด และข้าวฟ่าง มีจำหน่ายที่กรมวิชาการเกษตร บรรจุถุงละ 500 กรัม ในราคาถุงละ 20 บาท

ตารางที่ 2 ผลิตภัณฑ์ปุ๋ยชีวภาพ-ไรโซเบียม จำนวน 44 ชนิด ของกรมวิชาการเกษตร

ที่มา : งานวิจัยและพัฒนาปุ๋ยชีวภาพไรโซเบียม กลุ่มงานวิจัยจุลินทรีย์ดิน

1. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับมะม่วง 2. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับขนุน 3. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับทุเรียน 4. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับลำไย 5. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับมะขามหวาน 6. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับมังคุด 7. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับยางพารา 8. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับมะม่วงหิมพานต์ 9. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับมะเฟือง 10. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับสับปะรด 11. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับข้าวโพด 12. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับถั่วเหลือง 13. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับถั่วเขียว 14. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับถั่วลิสง 15. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับปอแก้ว 16. ปุ๋ยชีวภาพ-ไมโครไรซ่าสำหรับหน่อไม้ฝรั่ง (ผลิตภัณฑ์ใหม่ ปี 2548)