ิ
สิ่ งมีชีวตในดิน
ิ
สิ่ งมีชีวตในดิน
่ ิ
ดินเป็ นที่อยูอาศัยของสิ่ งมีชีวตหลากหลาย
ชนิด
ขนาด
โทษและประโยชน์
ิ
ประเภทของสิ่ งมีชีวตในดิน
สัตว์ขนาดใหญ่ (macrofauna)
สัตว์ขนาดเล็ก (microfauna)
พืชขนาดใหญ่ (macroflora)
พืชขนาดเล็ก (microflora)
สั ตว์ ขนาดใหญ่
(macrofauna)
สัตว์ฟันแทะ (rodent) แมงมุม (spider)
แมลง (insect) ไส้เดือน (earthworm)
กิ้งกือ (millipede) ไร (mite)
ตะขาบ (centipede) ทาก (snail & slug)
สั ตว์ ขนาดใหญ่
(macrofauna)
ประโยชน์ของสัตว์ขนาดใหญ่
สัตว์ขนาดใหญ่เหล่านี้ช่วยกัดกินซากพืชซากสัตว์
์ั
ทาให้ซากกลายเป็ นอินทรี ยวตถุที่มีชิ้นเล็ก ง่ายต่อ
การย่อยสลายโดยสิ่ งมีชีวตกลุ่มอื่น
ิ การขุดรู เพื่อ
่
สร้างที่อยูอาศัยของสัตว์เหล่านี้ช่วยให้ดินมีช่องว่างมาก
ขึ้น การถ่ายเทอากาศและการระบายน้ าดีข้ ึน
สั ตว์ ขนาดเล็ก
(microfauna)
Nematode (ไส้เดือนฝอย)
ไส้เดือนฝอยจาแนกตามพฤติกรรมการกินอาหาร
ออกเป็ น 3 ประเภท คือ
• Saprophytic nematode (กินซาก
ิ
สิ่ งมีชีวต)
ิ
• predaceous nematode (กินสิ่ งมีชิวต)
• parasitic nematode (อาศัยในรากพืช)
สั ตว์ ขนาดเล็ก
(microfauna)
Protozoa ชนิดที่พบมาก เช่น amoebae, ciliate,
flagella
Rotifer สัตว์ในกลุ่มนี้มกพบชุกชุมในดินน้ าขังและมี
ั
์ั
อินทรี ยวตถุมาก
พืชขนาดใหญ่
(macroflora)
พืชขนาดใหญ่มีรากชอนไชอยูในดิน ่ เมื่อต้น
พืชตายลง ส่ วนของรากก็จะเน่าเปื่ อยสลายตัว
์ั ั
เป็ นการเพิมอินทรี ยวตถุให้กบดิน และเป็ นอาหาร
่
ของสิ่ งมีชีวิตชนิดอื่น ในขณะรากพืชมีชีวิตราก
์
พืชมักปลดปล่อยสารอินทรี ยหลายชนิดออกมายังดิน
สารอินทรี ยเ์ หล่านั้นบางครั้งเป็ นประโยชน์ต่อพืชเอง
เช่น ช่วยทาให้ธาตุอาหารละลายได้เร็ วขึ้น เป็ น
ต้น
Bacteria
Bacteria ์
เป็ นจุลินทรี ยที่มีเซลล์เดียว เส้นผ่า
ศูนย์ กลางของเซลล์ประมาณ 1-5
ไมโครเมตร แบคทีเรี ยเป็ น
จุลินทรี ยกลุ่มที่มีมากที่สุดในดิน
์ ดินแห้ง 1
กรัม มีแบคทีเรี ยประมาณ 108-109
เซลล์ แบคทีเรี ยขยายพันธุ์แบบ binary fission
ดังนั้นหากดินมีสภาพที่เหมาะสม แบคทีเรี ยจะ
ประเภทของ
Bacteria
จาแนกโดยความต้องการออกซิเจน
Aerobic bacteria ต้องการออกซิ เจน
Anaerobic bacteria ต้องการออกซิ เจน
่
Facultative anaerobic bacteria อยูได้
ทั้งมีและไม่มีออกซิ เจน
ประเภทของ
Bacteria
จาแนกตามรู ปร่ างของเซลล์
Spherical or cocci shape (เซลล์รูปร่ างกลม)
Bacilli or rod shape (เซลล์รูปแท่ง)
Spirilla or spiral shape (เซลล์รูปร่ างเป็ นเกลียว)
ประเภทของ
Bacteria
จาแนกตามระดับอุณหภูมิที่เจริ ญเติบโตได้ดี
Psychrophillic bacteria เจริ ญได้ดีประมาณ 20 C
Mesophillic bacteria เจริ ญได้ดีช่วง 25-35 C
Thermophillic bacteria เจริ ญได้ดีช่วง 45-65 C
ประเภทของ Bacteria
จาแนกโดยแหล่งคาร์บอนและพลังงาน
Autotrophic bacteria จากสารอนินทรี ย ์
Heterotrophic bacteria จากสารอินทรี ย ์
ประเภทของ
Bacteria
จาแนกตามความสามารถในการสร้างสปอร์
Spore forming bacteria ทนต่อสภาวะ
แวดล้อมที่ไม่เหมาะสมได้ดี
Non-spore forming bacteria ไม่ทนต่อ
สภาวะแวดล้อม ที่ไม่เหมาะสม
Actinomycetes
Actinomycetes ์
เป็ นจุลินทรี ยที่มีเซลล์เดียว เซลล์
ั
มีลกษณะเป็ นเส้นใยแต่ไม่มีผนังกั้น
เส้นผ่าศูนย์กลางของเซลล์ประมาณ 1 ไมโครเมตร
์
จุลินทรี ยชนิดนี้เจริ ญเติบโตได้ชา ้ แต่สามารถทนต่อ
ความแห้งแล้งได้ดี เจริ ญเติบโตได้ดีในช่วง pH 6-7
พบมากรองจากแบคทีเรี ย ช่วยย่อยสลายอินทรี ยวตถุ์ั
โดยเฉพาะอินทรี ยวตถุโมเลกุลใหญ่ที่ยอยสลายยาก
์ั ่
เช่น ลิกนิน เป็ นต้น
Fungi
Fungi ์ ั
เป็ นจุลินทรี ยที่มีลกษณะเป็ นเส้นใยอาจมี
็
ผนังกั้นหรื อไม่มีกได้ เส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นใย
ประมาณ 5 ไมโครเมตร fungi เจริ ญเติบโตได้ดี
ในดินที่เป็ นกรด f u n g i ที่พบมากในดินได้แก่
ยีสต์(yeast) รา(molds) และเห็ด(mushroom) เห็ด
และรามีบทบาทสาคัญในการช่วยย่อยสลายอินทรี ยวตถุ ์ั
ในขณะที่ยสต์ไม่ค่อยมีบทบาทมากนักเนื่องจาก
ี
เจริ ญเติบโตได้ไม่ดี
สาหร่ าย
(algae)
สาหร่ าย (algae) ์
เป็ นจุลินทรี ยที่มีความสามารถ
ในการสังเคราะห์แสง เนื่องจากมี chlorophill
ในเซลล์ สาหร่ ายบางชนิดอาจมีเม็ดสี อย่างอื่น
่
เช่น xanthophyll หรื อ carotene อยูในเซลล์ดวย ้
สาหร่ ายต้องการแสง จึงเจริ ญเฉพาะบริ เวณผิวดิน
ประเภทของสาหร่ าย
สาหร่ ายสี เขียว
Chlorophyceae (green algae)
สาหร่ ายสี เขียวแกมน้ าเงิน
Cyanophyceae (blue-green alage)
สาหร่ ายสี เขียวแกมเหลือง
Xanthophyceae (yellow-green algae)
สาหร่ ายสี น้ าตาล
Bacillariophyceae (diatoms)
ความสาคัญของสาหร่ าย
สาหร่ ายมีบทบาทสาคัญหลายอย่าง เช่น ช่วย
์ั
เพิ่มอินทรี ยวตถุให้แก่ดิน สาหร่ ายบางชนิด
โดยเฉพาะสาหร่ ายสี เขียวแกมน้ าเงินสามารถตรึ ง
ไนโตรเจนในอากาศได้ เมื่อสาหร่ ายเหล่านี้ตาย
และถูกย่อยสลายสารประกอบไนโตรเจนก็จะเป็ น
ประโยชน์ต่อพืช
อาหารและพลังงาน
ของจุลินทรี ย ์
อาหารของจุลินทรี ย ์
สารอาหารที่จุลินทรี ยตองการแบ่งได้เป็ น 4 หมู่ คือ
์้
1. สารที่ให้ธาตุคาร์บอน (carbon source)
์้
จุลินทรี ยตองการคาร์บอนเพื่อทาการสร้าง
ส่ วนประกอบต่าง ๆ ของเซลล์
์
จุลินทรี ยใน autotroph ใช้คาร์บอนจาก
สารประกอบอนินทรี ย ์ เช่น CO2 เป็ นต้น
ส่ วนจุลินทรี ยในกลุ่ม heterotroph ใช้คาร์บอน
์
จากสารอินทรี ย ์
อาหารของจุลินทรี ย ์
2. แร่ ธาตุต่าง ๆ (mineral) จุลินทรี ยตองการ์้
ธาตุอาหารอย่างอื่นนอกเหนือจากคาร์บอนคล้ายกับ
สิ่ งมีชีวิตชนิดอื่น ์้
ธาตุอาหารที่จุลินทรี ยตองการ
ได้แก่ N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo
และบางชนิดต้องการ C o ด้วย
อาหารของจุลินทรี ย ์
3. สารตัวรับอีเลคตรอน (electron acceptor)
์
จุลินทรี ยอาศัยปฏิกริ ยาออกซิเคชัน ในการสร้าง
พลังงานเพื่อการดารงชีวิต ปฏิกริ ยาออกซิเคชันจะ
็
เกิดขึ้นได้กต่อเมื่อมีสารตัวรับอีเลคตรอน
จุลินทรี ยดินในกลุ่ม aerobes ใช้ O2
์ เป็ น
ตัวรับอีเลคตรอน ส่ วนจุลินทรี ยดินในกลุ่ม
์
anaerobes จะใช้สารอื่น เช่น SO42-, NO3-,
NO2-, CO2, HPO42-, H2PO4-, Fe3+ เป็ นต้น
อาหารของจุลินทรี ย ์
้
4. สารกระตุนการเจริ ญ (growth factor) จุลินทรี ย ์
้
ดินต้องการสารกระตุนการเจริ ญในปริ มาณเพียง
เล็กน้อย เพื่อให้กระบวนการทางชีวเคมีภายใน
เซลล์ดาเนินไปได้ตามปกติ ้
สารกระตุนการเจริ ญ
เหล่านั้น ได้แก่ purine และ pyrimidine เป็ น
ต้น ์
จุลินทรี ยบางชนิดสามารถสังเคราะห์สาร
้
กระตุนการเจริ ญได้เอง
แหล่งพลังงานของจุลินทรี ย ์
Heterotroph ได้พลังงานจากการสลาย
สารประกอบอินทรี ย ์ เช่น
C6 H12O6 6O2 6CO2 6 H 2O
C6 H12O6 3H 2 SO2 6CO2 6 H 2O
ปฏิกริ ยาหลังเกิดขึ้นเฉพาะแบคทีเรี ย Desulfovibrio
แหล่งพลังงานของจุลินทรี ย ์
Autotroph จุลินทรี ยดินกลุ่มนี้ได้พลังงานจาก
์
ปฏิกริ ยาเคมีของสารอนินทรี ย ์ เช่น
Nitrosomonas
2 NH 4 3O2 H 2 H 2O 2 NO2
Thiobacillus thiooxidans
S 1 1 O2 H 2O H 2 SO4
2
์
กิจกรรมของจุลินทรี ยดิน
ที่มีผลต่อพืช
์ั
การย่อยสลายอินทรี ยวตถุ
ิ
สิ่ งมีชีวตในดินช่วยย่อยสลายให้กลายเป็ นแก๊ส C O 2
กรดอินทรี ย ์ ฮิวมัส และธาตุอาหารพืช
ฮิวมัสช่วยปรับปรุ งสมบัติทางกายภาพของดิน เช่น
ช่วยให้อนุภาคดินจับตัวเป็ นเม็ดดิน ทาให้ดินมี
ช่องว่างมากขึ้น การซึ มซับน้ าและการระบาย
อากาศดีข้ ึน เป็ นต้น
การตรึ งไนโตรเจน
จุลินทรี ยบางชนิดสามารถเปลี่ยน N2 ที่อยูใน
์ ่
อากาศให้เป็ น NH3 จากนั้น NH3 ที่เกิดขึ้นจะ
ถูกเปลี่ยนไปเป็ นสารประกอบกรดอมิโนและ
โปรตีนตามลาดับ เมื่อจุลินทรี ยเ์ หล่านี้ตาย
และถูกย่อยสลาย สารประกอบไนโตรเจน
็
ภายในเซลล์กจะถูกเปลี่ยนเป็ นสารอาหารพืชอีก
ทอดหนึ่ง
์
จุลินทรี ยที่สามารถตรึ งไนโตรเจนได้
Symbiotic N fixation bateria เป็ นแบคทีเรี ยที่
่
อาศัยอยูร่วมกับพืชตระกูลถัว
่ ชนิดที่สาคัญ
คือ
Rhizobium แบคทีเรี ยชนิดนี้สามารถตรึ ง
ไนโตรเจนได้ประมาณปี ละ 20.5-46.7 kg-N/ไร่
จัดเป็ นแบคทีเรี ยตรึ งไนโตรเจนอย่างมีประสิ ทธิภาพ
สูงสุ ด
์
จุลินทรี ยที่สามารถตรึ งไนโตรเจนได้
Non-symbiotic N fization bacteria เป็ น
แบคทีเรี ยที่อาศัยอย่างอิสระในดิน ตัวอย่าง
แบคทีเรี ยในกลุ่มนี้ เช่น A z o t o b a c t e r ,
Beijerinckia และ Clostridium เป็ นต้น
์
จุลินทรี ยที่สามารถตรึ งไนโตรเจนได้
สาหร่ าย สาหร่ ายที่สามารถตรึ งไนโตรเจนได้เป็ น
สาหร่ ายชนิดสี เขียวแกมน้ าเงินบางชนิด เช่น
Nostoc, Anabaena, Tolypothrix, Cylindrospormum,
และ A u l o s i r a เป็ นต้น
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Nitrificationเป็ นกระบวนการเปลี่ยน NH4 +
ให้กลายเป็ น N O2 - โดยแบคทีเรี ย
Nitrosomonas และจาก NO2- ให้กลายเป็ น
N O3- โดยแบคทีเรี ย N i t r o b a c t e r
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Denitrification เป็ นกระบวนการเปลี่ยน
NO3- ไปเป็ นแก๊ส N2 หรื อ N2O โดย
่ ั
จุลินทรี ยกลุ่มที่อาศัยอยูได้ท้ งภาวะที่มีและไม่มี
์
อากาศ เมื่อไม่มี O2 จุลิน-ทรี ยกลุ่มนี้จะใช้
์
NO3- เป็ นตัวรับอีเลคตรอนแทน O2
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Sulfur oxidation เป็ นการเปลี่ยนสารประกอบอนิ
์
นทรี ยของกามะถันที่มี oxidation number ต่า เช่น
S, S2O32-, S4O62-, S3O62- ให้กลายเป็ น SO42-
โดยจุลินทรี ยกลุ่ม Thiobacillus กระบวนการนี้ทาให้
์
่ ั
กามะถันอยูในรู ปที่เป็ นประโยชน์กบพืช แต่
ขณะเดียวกันก็ทาให้เกิดกรดขึ้นด้วย เพราะ S O42-
่
ที่เกิดขึ้นมักอยูในรู ป H2 S O4
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Sulfer reduction เป็ นกระบวนการ
เปลี่ยนสารประกอบ SO42- ไปเป็ น S2- และ
H2S โดยจุลินทรี ยกลุ่ม D e s u l f o v i b r i o
์
กระบวนการนี้จะเกิดเฉพาะในดินน้ าขังและเกิด
ภาวะขาดออกซิเจน ทาให้กามะถันที่เป็ น
ประโยชน์ต่อพืชลดลง H2S เป็ นพิษต่อรากพืช
และสัตว์น้ า
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Imrsobilization เป็ นกระบวนการที่
์ ่
จุลินทรี ยใช้ธาตุอาหารที่มีอยูในดินไปสร้าง
ส่ วนประกอบของเซลล์ในขณะที่มีการย่อย
์ั
อินทรี ยวตถุ กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อ
์ั ั
อินทรี ยวตถุที่ใส่ ลงไปในดินมีสดส่ วนของ C มาก
ในขณะที่มี N, P หรื อ S น้อย ไม่เพียงพอ
ต่อการสร้างส่ วนประกอบของเซลล์
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
์
โดยเฉลี่ยแล้วจุลินทรี ยดินจะเปลี่ยนคาร์บอน
จากสารอินทรี ยเ์ ป็ นส่ วนประกอบของเซลล์ได้
ประมาณ 1/3 ในขณะที่มี C:N ratio
ของเซลล์ประมาณ 10 :1
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
่
สมมุติวาเกษตรกรไถกลบซังข้าวซึ่ งมี C 40 %
และ N 0.5% ์่
เมื่อจุลินทรี ยยอยสลายซัง
์
ข้าว จุลินทรี ยจะเปลี่ยน C เป็ นส่ วนประกอบ
ของเซลล์ได้ประมาณ 40 x (1/3) =
13.3 %
้
ในขณะที่ตองการ N 1.3% ั
แต่ซงข้าวมี
์้
N เพียง 0.5% ดังนั้นจุลินทรี ยตองใช้ N
ที่มีอยูเ่ ดิมในดิน (1.3 -0.5) %
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Mineralization เป็ นกระบวนการเปลี่ยน
์
สภาพสารประกอบอินทรี ยไปเป็ นสารประกอบอ
นินทรี ย ์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อจุลินทรี ย ์
ตายและถูกย่อยสลาย หรื อการใส่
์ั
อินทรี ยวตถุที่มี C ต่าแต่มี N, P หรื อ S สูง
เมื่อเทียบกับองค์ประกอบของเซลล์จุลินทรี ย ์
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Mycorrhiza formation เชื้อราบางชนิด
่
สามารถอยูร่วมกับรากพืชแบบอาศัยพึ่งพาซึ่ งกัน
และกัน (symbiosis) โดยสร้างโครงสร้างที่
เรี ยกว่า mycorrhiza ขึ้น ราได้อาหารจาก
พืช ในขณะที่พืชได้รับประโยชน์หลายอย่าง
เช่น
การแปรสภาพสารอนินทรี ย ์
Mycorrhiza formation
พืชดูดธาตุอาหาร เช่น P, Cu และ Zn ได้ดีข้ ึน
พืชดูดน้ าได้ดีข้ ึน ทนแล้งดีข้ ึน
พืชต้านทานโรคบางอย่างได้ดี
ื
รากมีอายุยนยาวขึ้น
พืชเจริ ญเติบโตได้เร็ ว
การย่อยสลายสารเคมี
ั
การเกษตรและการดารงชีวิตในปัจจุบนมีการใช้
์ ่
สารเคมีต่างๆ จานวนมาก จุลลินทรี ยที่อยูใน
่
ดินมักทาหน้าที่ยอยสลายสารเหล่านั้น ความ
่ ั
ยากง่ายแตกต่างกันขึ้นอยูกบชนิดของสาร
ปั จจัยที่มีอิทธิพลต่อ
การเจริ ญเติบโตของจุลินทรี ย ์
ความชื้นในดิน
์้
จุลินทรี ยตองการน้ าในการดารงชีวิต ใน
ขณะเดียวกันน้ าก็ช่วยละลายธาตุอาหารต่าง ๆ
่
ที่อยูในดิน aerobic bateria เจริ ญเติบโตได้ดี
่
เมื่อความชื้นอยูที่ประมาณ 60-75% ของ
ค่า water holding capacity ของดิน ส่ วน
พวก anaerobic bacteria เจริ ญเติบโตได้ดีใน
ภาวะน้ าขัง
อุณหภูมิดิน
์
จุลินทรี ยดินแต่ละชนิดเจริ ญเติบโตได้ดีในช่วง
อุณหภูมิที่แตกต่างกัน สาหรับภาคใต้ของ
ประเทศไทยอุณหภูมิดินมีการเปลี่ยนแปลงอยูใน ่
ช่องแคบ ๆ ปัจจัยด้านอุณหภูมิจึงไม่มี
์
ผลต่อชนิดและปริ มาณของจุลินทรี ยมากนัก
การถ่ายเทอากาศในดิน
ดินที่โปร่ งมีการถ่ายเทอากาศได้ดีจะทาให้ออกซิเจน
สามารถแพร่ ลงได้ในดินได้เร็ ว ความเข้มข้นของ
่
ออกซิเจนในดินจึงอยูในระดับที่ไม่ต่ากว่าอากาศมากนัก
ภาวะเช่นนี้เหมาะกับการเจริ ญเติบโตของ a e r o b i c
bacteria ในทางตรงข้ามถ้าดินถูกน้ าท่วมขังออกซิเจน
ไม่สามารถแพร่ ลงไปในดินได้ aerobic bacteria จะ
ตาย แต่ชนิดและปริ มาณของ anaerobic bacteria
จะเพิมขึ้น
่
์ั
ปริ มาณอินทรี ยวตถุ
์ั
อินทรี ยวตถุเป็ นแหล่งคาร์บอนและพลังงานของ
จุลินทรี ยกลุ่ม heterotroph สาหรับจุลินทรี ยกลุ่ม
์ ์
autotroph จะได้รับผลดีทางอ้อม เนื่องจาก
์ั
อินทรี ยวตถุทาให้สมบัติทางกายภาพของดินดีข้ ึน
และเป็ นแหล่งธาตุอาหารอื่นที่จุลินทรี ยกลุ่มนี้
์
ต้องการ ์ั
ดังนั้นดินที่มีอินทรี ยวตถุสูงจะทาให้
์
มีชนิดและปริ มาณของจุลินทรี ยมากตามไปด้วย
ปริ มาณธาตุอาหารในดิน
์้
จุลินทรี ยตองการธาตุอาหารต่างๆ ในการ
เจริ ญเติบโตคล้ายกับพืช หากดินมีธาตุอาหารอุดม
สมบูรณ์และปัจจัยอย่างอื่นเอื้ออานวยก็จะช่วยให้
จุลินทรี ยเ์ จริ ญเติบโตได้ดี
ความเป็ นกรดเป็ นด่างของดิน
แบคทีเรี ยและแอคติโนไมซีส สามารถ
เจริ ญเติบโตได้ดีเมื่อดินมี p H เป็ นกลาง
ในขณะที่เห็ดราสามารถเจริ ญเติบโตได้ดีในดิน
กรด การหว่านปูนขาวในดินกรด
นอกจากจะช่วยลดกรดในดินแล้ว ยัง
สามารถช่วยยับยั้งการระบาดของโรคพืชที่เกิดจาก
เชื้อราได้อีกด้วย
สรุ ป
สิ่ งมีชีวิตในดินมีหลากหลายชนิด
(Genetic resource)
สิ่ งมีชีวิตในดินทาให้เกิดวัฏจักร
ของธาตุอาหารบนโลก
สิ่ งมีชีวิตในดินอื้อประโยชน์ต่อ
การเจริ ญเติบโตของพืช