แบคทีเรียสังเคราะห์แสง
ปุ๋ยชีวภาพอัจฉริยะ
แบคทีเรียสังเคราะห์แสง (Photosynthetic Bacteria)
แบคทีเรียสังเคราะห์แสงเป็นกลุ่มจุลินทรีย์ที่สามารถใช้พลังงานแสงเพื่อสร้างสารอินทรีย์ผ่านกระบวนการ สังเคราะห์แสงแบบไม่ผลิตออกซิเจน (Anoxygenic Photosynthesis) โดยใช้รงควัตถุเฉพาะ เช่น แบคเทอริโอคลอโรฟิลล์ (Bacteriochlorophyll) และมักอาศัยในสภาพแวดล้อมที่มีแสงแต่ขาดออกซิเจน
ประเภทของแบคทีเรียสังเคราะห์แสง
แบ่งตามลักษณะทางชีวเคมีและสีของรงควัตถุ:
1. แบคทีเรียสีม่วง (Purple Bacteria)
1.1 กลุ่มสีม่วงกำมะถัน (Purple Sulfur Bacteria; PSB)
- ใช้ สารประกอบกำมะถัน (เช่น H₂S) เป็นตัวให้อิเล็กตรอน
- ตัวอย่างสกุล: Chromatium, Thiocystis
- พบในแหล่งน้ำที่มี H₂S สูง เช่น บ่อน้ำพุร้อน ทะเลสาบน้ำเค็ม
1.2 กลุ่มสีม่วงไม่กำมะถัน (Purple Non-Sulfur Bacteria; PNSB)
- ใช้สารอินทรีย์ (เช่น กรดไขมัน แอลกอฮอล์) แทนกำมะถัน
- ตัวอย่างสกุล: Rhodobacter, Rhodopseudomonas
- นิยมใช้ในงานบำบัดน้ำเสียและเกษตรกรรม
2. แบคทีเรียสีเขียว (Green Bacteria)
2.1 กลุ่มสีเขียวกำมะถัน (Green Sulfur Bacteria)
- ใช้ H₂S เป็นตัวให้อิเล็กตรอน
- ตัวอย่างสกุล: Chlorobium
- พบในน้ำลึกที่มีแสงน้อยแต่มี H₂S สูง
2.2 กลุ่มสีเขียวไม่กำมะถัน (Green Non-Sulfur Bacteria)
- ใช้สารอินทรีย์เป็นแหล่งอิเล็กตรอน
- ตัวอย่างสกุล: Chloroflexus
- พบในแหล่งน้ำร้อนหรือบ่อบำบัด
กลไกการสังเคราะห์แสง
แบคทีเรียกลุ่มนี้ ไม่ผลิตออกซิเจน เพราะใช้สารอื่นแทนน้ำ (H₂O) เป็นตัวให้อิเล็กตรอน เช่น:
- H₂S → ถูกออกซิไดส์เป็นกำมะถัน (S) หรือซัลเฟต (SO₄²⁻)
- สารอินทรีย์ (เช่น กรดมะเร็ง, เอธานอล)
สมการทั่วไป:
CO₂ + 2H₂S + แสง → [CH₂O] + 2S + H₂O
(แทนที่จะใช้ H₂O แบบพืชและไซยาโนแบคทีเรีย)
ก๊าซไข่เน่า (H₂S) เกิดจากการย่อยสลายโปรตีนในไข่โดยแบคทีเรียย่อยสลายในสภาวะไร้ออกซิเจน
แบคทีเรีย PSB กลุ่มสีม่วงกำมะถันจะใช้ H₂S เป็นแหล่งอิเล็กตรอน เปลี่ยนเป็นกำมะถันหรือซัลเฟต
การขยายเชื้อแบคทีเรียสังเคราะห์แสง (PSB) โดยใช้ไข่เป็นวัสดุหลัก เป็นวิธีประหยัดต้นทุนและได้ผลดี เหมาะสำหรับเกษตรกรหรือผู้เริ่มต้นขยายเชื้อเพื่อจำหน่าย โดยใช้ ไข่ไก่ เป็นแหล่งโปรตีนและสารอาหารแทนยีสต์เอ็กซ์แทรกต์หรือเพปโตน
วัสดุและอุปกรณ์ที่ต้องเตรียม
1. เชื้อเริ่มต้น เป็นเชื้อ PSB สายพันธุ์ดี (เช่น Rhodopseudomonas palustris)
2. ไข่ไก่ (ใช้ทั้งไข่สดหรือไข่ผง)
3. น้ำสะอาด (น้ำฝนหรือน้ำบาดาลที่ไม่มีคลอรีน)
4. ภาชนะ เป็น ขวดพลาสติกใสหรือถุงพลาสติกทนแสง หรือ ถังหมักขนาดใหญ่ (หากต้องการผลิตปริมาณมาก)
5. แสงแดดรำไร หรือหลอดไฟสีแดง/ส้ม
วิธีทำ
1. เตรียมน้ำเลี้ยงเชื้อ โดยตีไข่ไก่ให้แตกผสมกับน้ำ 1 ลิตร (ไม่ต้องแยกไข่แดง-ไข่ขาว)
2. เติมเชื้อเริ่มต้น เติมเชื้อ PSB สดประมาณ 10% ของปริมาตรทั้งหมด (เช่น น้ำ 1 ลิตร + เชื้อ 100 มล.)
3. เทลงในขวดพลาสติกใสหรือถุงพลาสติกทนแสง ปิดฝาไม่ต้องแน่นมาก เพื่อให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ระบายออกได้ แต่ป้องกันออกซิเจนเข้า
4. วางในที่แสงเหมาะสม ตั้งไว้ในที่แสงรำไร (แสงแดดเช้าหรือเย็น) หรือใต้หลอดไฟสีแดง อุณหภูมิที่เหมาะสม: 30-35 C
5.ระยะเวลาเลี้ยงเชื้อ 3-7 วัน จะเห็นน้ำเปลี่ยนสีเป็นชมพู/แดง/ม่วง (ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์)หากมีฟองแก๊สและกลิ่นหอมอมเปรี้ยวแสดงว่าประสบความสำเร็จ
การตรวจสอบคุณภาพ เมื่อน้ำเปลี่ยนเป็นสีแดงเข้ม แสดงว่าเชื้อ PSB เจริญเติบโตเต็มที่แล้ว มีกลิ่นเป็นไข่เน่า pH อยู่ระหว่าง 6.5-7.5
ข้อควรระวัง
- แก๊สไข่เน่ามีกลิ่นเหม็นและอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพ ควรระมัดระวังในการขยายเชื้อ PSB ด้วยไข่
- หากมีกลิ่นเหม็นรุนแรง ควรเปิดฝาขวดในที่โล่งและระบายอากาศได้ดี
ธาตุอาหารสำคัญในแบคทีเรียสังเคราะห์แสง (PSB) และประโยชน์ต่อพืช
แบคทีเรียสังเคราะห์แสง (Photosynthetic Bacteria; PSB) มีองค์ประกอบทางชีวภาพที่อุดมไปด้วย ธาตุอาหารหลัก และ สารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งสามารถแบ่งได้ดังนี้:
1. ธาตุอาหารหลัก
ไนโตรเจน (N) สร้างโปรตีน คลอโรฟิลล์ PSB ตรึงไนโตรเจนจากอากาศได้ (เช่น Rhodopseudomonas)
ฟอสฟอรัส (P) เร่งราก ผลิดอก-ผล PSB ละลายฟอสเฟตในดินให้พืชดูดซึมได้
โพแทสเซียม (K) เพิ่มความหวาน ผลผลิต สะสมในเซลล์ PSB จากสารอินทรีย์
กำมะถัน (S) สร้างกรดอะมิโน PSB กลุ่มสีม่วงกำมะถัน (เช่น Chromatium)
2. ธาตุอาหารรองและจุลธาตุ
แมกนีเซียม (Mg) ส่วนประกอบคลอโรฟิลล์ จากรงควัตถุ Bacteriochlorophyll
เหล็ก (Fe) สังเคราะห์เอนไซม์ PSB สังเคราะห์ Siderophore จับเหล็กให้พืช
สังกะสี (Zn) เพิ่มภูมิต้านทานโรค พบในเซลล์ PSB ที่ย่อยสลายสารอินทรีย์
ทองแดง (Cu) กระตุ้นการหายใจ จากระบบขนส่งอิเล็กตรอนใน PSB
3. สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ
3.1 ฮอร์โมนพืช
- ออกซิน (Auxin): เร่งการแตกรากและแบ่งเซลล์
- ไซโตไคนิน (Cytokinin): ชะลอการแก่ของใบ
- กรดอินโดล-3-อะซิติก (IAA): เพิ่มการดูดซึมธาตุอาหาร
3.2 วิตามินและโคเอนไซม์
- วิตามิน B12: ช่วยการเจริญเติบโตของพืชและสัตว์
- โคเอนไซม์ Q10: เพิ่มพลังงานในเซลล์พืช
3.3 สารต้านจุลชีพ
- แบคเทอริโอซิน (Bacteriocin): ยับยั้งเชื้อโรคพืช เช่น Fusarium, Pythium
กลไกการปลดปล่อยธาตุอาหารสู่พืช
1. การตรึงไนโตรเจน PSB เปลี่ยน N₂ ในอากาศ → แอมโมเนีย (NH₃) → พืชนำไปใช้ได้
2. การละลายฟอสเฟต ผลิตกรดอินทรีย์ (Citric, Gluconic acid) ละลายฟอสเฟตในดิน
3. การสลายสารอินทรีย์ ช่วยย่อยสลายซากพืช/สัตว์ → ปล่อยธาตุอาหารคืนดิน
การประเมินปริมาณธาตุอาหารใน PSB ในเชื้อ Rhodopseudomonas palustris 1 ลิตร
1. ธาตุอาหารหลัก (ต่อ PSB 1 ลิตร)
ไนโตรเจน (N) 50-150 mg เทียบเท่าปุ๋ยยูเรีย 0.1-0.3%
ฟอสฟอรัส (P₂O₅) 20-60 mg เทียบเท่าปุ๋ย TSP 0.05-0.15%
โพแทสเซียม (K₂O) 30-100 mg เทียบเท่าปุ๋ย MOP 0.06-0.2%
2. ธาตุรองและจุลธาตุ
แมกนีเซียม (Mg) 5-20 mg สังเคราะห์คลอโรฟิลล์
กำมะถัน (S) 10-30 mg สร้างกรดอะมิโนและวิตามิน
เหล็ก (Fe) 2-10 mg กระตุ้นการสังเคราะห์แสง
สังกะสี (Zn) 0.5-3 mg เพิ่มภูมิต้านทานโรค
3. สารชีวภาพอื่นๆ
ฮอร์โมนพืช (ออกซิน, ไซโตไคนิน): 0.1-1 mg/L
วิตามิน B12: 0.01-0.05 mg/L
โคเอนไซม์ Q10: 0.5-2 mg/L
คำแนะนำการใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
พืชใบ: ผสม PSB 1 ลิตร + น้ำ 200 ลิตร ฉีดพ่นทุก 7-10 วัน
พืชผล: ผสม PSB 5 ลิตร + ปุ๋ยหมัก 100 กก. คลุกดินก่อนปลูก
ช่วงเวลาที่เหมาะสม: ใช้ในช่วงเช้าหรือเย็นเพื่อหลีกเลี่ยงแสง UV
แบคทีเรียสังเคราะห์แสงเป็นโรงงานผลิตธาตุอาหารขนาดเล็ก ที่ไม่เพียงให้ N-P-K แต่ยังมี ฮอร์โมน วิตามิน และสารต้านโรค โดยเฉพาะในนาข้าว พืชผัก และสวนผลไม้
การประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ
1. การใช้กับพืช
1.1 ข้าว ฉีดพ่น PSB ลงในนาข้าว (อัตรา 5-10 ลิตร/ไร่) ก่อนไถดินหรือหลังปักดำ ลดการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน 30-50% เพิ่มผลผลิต 10-20% ลดปัญหาโรคเชื้อราในนาข้าว
1.2 พืชผัก (เช่น ผักกาด มะเขือ พริก) ผสม PSB กับน้ำรดพืช (อัตรา 1:500) ทุก 7-10 วัน เร่งการงอกและแตกใบ ลดอาการใบเหลืองจากดินเค็มหรือดินกรด
1.3 ไม้ผล (เช่น มะม่วง ทุเรียน) ฉีดพ่นโคนต้นและดินรอบทรงพุ่ม (อัตรา 10-20 ลิตร/ต้น) ดอกติดดี ผลใหญ่สมบูรณ์
แบคทีเรียสังเคราะห์แสงเป็น ปุ๋ยชีวภาพอัจฉริยะ ที่ช่วยเกษตรกรลดต้นทุน เพิ่มผลผลิต และรักษาสิ่งแวดล้อมได้อย่างยั่งยืน
แบคทีเรียสังเคราะห์แสง
เอกสารประกอบ
แบคทีเรียสังเคราะห์แสง มก. - KUJOUR03600081c1.pdf
PGS นครศรีธรรมราช
ศูนย์เรียนรู้ เครือข่ายเกษตรอินทรีย์ PGS นครศรีธรรมราช ขับเคลื่อนโดย สมาคมอาหารธรรมชาติยั่งยืน นครศรีธรรมราช
ที่อยู่ : ตำบลควนกลาง อำเภอพิปูน จังหวัดนครศรีธรรมราช
โทร : 0816577283
