ผลของการเติมจุลินทรีย์ และการบำบัดโดยพืชต่อการย่อยสลายสารปราบศัตรูพืชพาราควอทที่ปนเปื้อนในดิน

บทคัดย่อ

พาราควอท (paraquat) เป็นสารป้องกันกำจัดวัชพืชนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในพื้นที่การเกษตรเนื่องจากพาราควอทเป็นสารออกฤทธิ์เร็วและใช้ได้กับวัชพืชหลากหลายชนิด การใช้สารพาราควอทในพื้นที่เกษตรกรรมเป็นระยะเวลานานหรือใช้ในปริมาณเกินความจำเป็น ส่งผลให้เกิดการตกค้างในพื้นที่ทางการเกษตรและสิ่งแวดล้อมได้ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการเติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ต่อประสิทธิภาพการย่อยสลายสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดิน จากนั้นศึกษาผลของการเติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ร่วมกับการบำบัดด้วยพืชต่อประสิทธิภาพการบำบัดดินที่ปนเปื้อนสารพาราควอท ซึ่งกลุ่มแบคทีเรียที่ใช้เป็นหัวเชื้อสำหรับศึกษา คัดแยกได้จากดินบริเวณรอบๆ รากพืชในพื้นที่ที่มีการใช้สารพาราควอท โดยใช้ชุดการทดลองเพื่อทำการศึกษาเปรียบเทียบทั้งหมด 4 ชุด คือ ชุดการทดลองที่ไม่มีการเติมแบคทีเรียและสารอาหาร (NA) ชุดการทดลองเติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ลงในดินที่ปนเปื้อนพาราควอท (BA) ชุดการทดลองเติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ร่วมกับการเติมสารอาหาร (BAS) และชุดควบคุม (Control) ซึ่งแต่ละชุดการทดลองทำการศึกษาในขวดแก้วขนาด 240 mL โดยใช้ความเข้มข้นสารพาราควอทเริ่มต้น 80 mg/kg ทำการเก็บตัวอย่างดินในวันที่ 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 และ 60 จากนั้นวิเคราะห์ปริมาณปริมาณสารพาราควอทที่เหลืออยู่ด้วยเครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ ผลการศึกษาในวันที่ 60 ของการทดลองพบว่า เมื่อเติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ลงในดินที่ปนเปื้อนพาราควอท (BA) สามารถกำจัดสารพาราควอทได้ 76% ซึ่งสูงกว่าชุดการทดลองที่ไม่มีการเติมแบคทีเรียและสารอาหาร (NA) สามารถกำจัดสารพาราควอทได้เพียง 44% ในขณะที่เติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ร่วมกับการเติมสารอาหาร (BAS) ความเข้มข้นของสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินลดลงอย่างรวดเร็ว โดยสามารถกำจัดสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินได้สูงถึง 84% ซึ่งค่าครึ่งชีวิตของสารพาราควอทในชุดการทดลองเติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยก (BA) และชุดการทดลองเติมกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ร่วมกับการเติมสารอาหาร (BAS) มีค่าน้อยกว่า 20 วัน ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าการเติมกลุ่มแบคทีเรียส่งผลให้ประสิทธิภาพในการย่อยสลายสารพาราควอทดีขึ้น นอกจากนี้ประสิทธิภาพในการย่อยสลายสารพาราควอทจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการเติมสารอาหารร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรีย จากนั้นทำการศึกษาศักยภาพของกลุ่มแบคทีเรียที่คัดแยกได้ร่วมกับพืชในการบำบัดสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินที่ความเข้มข้น 80 mg/L โดยพิจารณาจากความเข้มข้นของสารพาราควอทที่ตกค้างในชุดการทดลองที่มีเติมกลุ่มแบคทีเรีย และการปลูกพืชแต่ละชนิดร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรีย เปรียบเทียบกับชุดควบคุมที่ไม่มีการปลูกพืช ผลจากการศึกษาพบว่าชุดการทดลองที่มีการปลูกพืชร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรียสามารถกำจัดสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินได้มากกว่า 75% โดยชุดการทดลองที่ปลูกโสนแอฟริกันร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรียสามารถกำจัดสารพาราควอทได้สูงสุด (97.14%) ซึ่งชุดการทดลองที่ปลูกถั่วพร้าร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรีย และชุดการทดลองปลูกถั่วบราซิลร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรียสามารถกำจัดสารพาราควอทได้ 96.43 และ 95.71% ตามลำดับ ซึ่งพบว่าร้อยละการกำจัดสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินของชุดการทดลองที่ปลูกพืชชนิดต่างๆ และชุดการทดลองที่ปลูกพืชชนิดต่างๆ ร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรียมีค่าแตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (p<0.05) กับชุดควบคุมที่ไม่มีการปลูกพืช บ่งชี้ว่าพืชเหล่านี้มีศักยภาพในการกำจัดสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินได้ดี ในขณะที่ชุดการทดลองที่ปลูกพืชร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรียส่งผลให้มีประสิทธิภาพดีกว่าการปลูกพืชเพียงอย่างเดียว ซึ่งร้อยละการกำจัดสารพาราควอทที่ปนเปื้อนในดินของชุดการทดลองที่ปลูกพืชร่วมกับการเติมกลุ่มแบคทีเรียมีค่าแตกต่างกันทางสถิติกับชุดการทดลองที่ปลูกพืชเพียงอย่างเดียว ทั้งนี้เนื่องจากพืชสามารถกระตุ้นกิจกรรมของจุลินทรีย์ โดยรากพืชช่วยปรับปรุงโครงสร้างทางกายภาพของดิน เช่น การชอนไช และหยั่งลึกของรากพืช ช่วยเพิ่มออกซิเจนให้แก่ดิน ทำให้สารอาหารและน้ำแพร่ลงไปสู่ดินชั้นล่างได้มากขึ้นถือเป็นการปรับสภาวะให้เหมาะสมต่อการทำงานของจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายสารพิษได้

คำสำคัญ