fbpx

ความสำคัญของ ไมโครไบโอม(Microbiome) ต่อเกษตรและสิ่งแวดล้อม

พืช ดิน น้ำ อากาศ และสิ่งมีชีวิต ทั้งหมดนี้เมื่ออยู่รวมกันจึงเป็น สิ่งแวดล้อม (Environment) ทุกสิ่งมีชีวิตล้วนต้องพึ่งพากันเป็นวัฏจักร เพื่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกสายพันธุ์ ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของที่อยู่อาศัย อาหาร และสังคม เช่น พืชที่ต้องอาศัยดินและน้ำที่สมบูรณ์ สัตว์ที่ต้องการที่อยู่อาศัยและอาหารจากป่า มนุษย์ที่ต้องบริโภคพืชผักและเนื้อสัตว์เป็นอาหาร การทำเกษตรกรรมจึงเป็นสิ่งสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์มาตั้งแต่สมัยยุคก่อนประวัติศาสตร์ ซึ่งมีการพัฒนาและสืบทอดต่อกันมาตลอดหลายพันปี ซึ่งสิ่งนี้เรียกว่า เกษตรศาสตร์ (Agricultural) คือศาสตร์ในการทำเกษตรกรรมซึ่งมีการพัฒนาแตกต่างกันตามภูมิศาสตร์และทำให้เกิดความหลากหลายทางเกษตรกรรม และนำความรู้ที่ สืบทอดกันมาเพาะปลูกเพื่อให้ได้มาซึ่งผลผลิตที่สามารถนำมาใช้ในการบริโภค

ไมโครไบโอม สำคัญอย่างไรต่อการเกษตรและสิ่งแวดล้อม

ไมโครไบโอม คือ ระบบนิเวศของจุลชีพที่อยู่กันเป็น กลุ่ม หรือ สังคมและสื่อสารกันกันระหว่างเซลล์เพื่อรวบรวมจุลินทรีย์ที่ดีและจุลินทรีย์ก่อโรคมีการอยู่ร่วมกัน อย่างสมดุลจึงเป็น ไมโครไบโอม (รูปที่ 1) ซึ่งมีอยู่ทั้งในพืช, สัตว์ และ มนุษย์ ในกรณีของเกษตรและสิ่งแวดล้อม พื้นที่หลักของการสร้างไมโครไบโอมคือ ดิน ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์แต่ละชนิด และหาอาหารเพื่อเพิ่มปริมาณ ไม่ว่าจะเป็นดินที่พืชอาศัยและหาอาหาร หรือ ดินในแม่น้ำที่เป็นแหล่งเก็บน้ำ หรือกำหนดทิศทางการไหลของน้ำก็ตาม ต่างก็มีจุลินทรีย์ดีและไม่ดีอาศัยอยู่ร่วมกันเพื่อสร้างสมดุลทางจุลชีพให้แก่ธรรมชาติ

เพราะฉนั้นดินจึงเป็นสิ่งที่สำคัญต่อการเกษตรและสิ่งแวดล้อม ในกรณีของการเกษตรหากสภาพดินไม่เหมาะสมอาจส่งทำให้ผลผลิตน้อยกว่าที่ควร หรือ ไม่สามารถทำการเพาะปลูกได้เลย ทั้งนี้ความเหมาะสมของดินมีหลายปัจจัย เช่น ค่าความเป็นกรด-ด่าง(pH) ในดิน, ปริมาณธาตุอาหาร, ลักษณะและประเภทของดิน ในด้านของการเกษตร การเพาะปลูกอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานส่งผลให้ปริมาณธาตุอาหารในดินน้อยลง เพื่อเติมสารอาหารให้แก่ดิน การรักษาความหลากหลายทางสมดุลของจุลินทรีย์ในดินจะช่วยเติมเต็มห่วงโซ่อาหารของวัฏจักรการเพาะปลูกเนื่องจากจุลินทรีย์หลายชนิดมีส่วนในการช่วยย่อยซากพืชซากสัตว์ที่อยู่บริเวณผิวดินทำให้พืชดูดซึมสารอาหารได้ดีขึ้น และในส่วนของสิ่งแวดล้อมเอง การรักษาสมดุลของจุลินทรีย์ที่ดีและไม่ดีในดินสำหรับเพาะปลูกรวมถึงดินในแม่น้ำเองก็มีความสำคัญเช่นเดียวกัน ยกตัวอย่างเช่น การทิ้งน้ำเสียหรือขยะลงแม่น้ำโดยปราศจากการบำบัดที่เหมาะสมจะทำให้เกิดน้ำเน่าเสีย เป็นแหล่งสะสมของจุลินทรีย์ก่อโรครวมถึงเป็นการสร้างมลพิษในอากาศ ซึ่งส่งผลกับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ใกล้แหล่งน้ำ แม้แต่มนุษย์เราก็เช่นเดียวกันเมื่อน้ำเกิดเน่าเสียสิ่งที่ตามมาคือโรคภัย เพราะฉะนั้นการรักษาสมดุลของสิ่งแวดล้อม เพื่อ ดินที่อุดมสมบูรณ์ น้ำที่ใสสะอาด และ อากาศที่บริสุทธิ์จึงสำคัญต่อการมีสุขภาพที่ดีของพวกเราทุกคน

ในปัจจุบันการเกษตรไทยพบกับปัญหามากมายตั้งแต่ สภาพวะโลกร้อน เชื้อก่อโรคต้านทานสารเคมี การเข้าถึงความรู้และนวัฒกรรมใหม่ๆ ซึ่งวิถีการเกษตรไทยหลายแห่งยังอาศัยการทำตามๆกันมาจากรุ่นสู่รุ่น ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปการทำการเกษตรรูปแบบเดิมที่เน้นสารเคมีเพียงอย่างเดียวจะส่งผลกับไมโครไบโอมในพืช ดิน และ น้ำ โดยจะส่งผลต่อสิ่งแวดล้อมโดยรอบ เช่น แม่น้ำโดยรอบอาจมีการปนเปื้อนสารเคมีและทำให้ความเหมาะสมในการทำการเกษตรของแต่ละพื้นที่น้อยลงไปตามๆ กัน ดังนั้น เราควรรักษาสมดุลในการเพาะปลูกทั้งในรูปแบบกายภาพ และ ชีวภาพ รวมถึง        การใช้เคมีภัณฑ์ ยกตัวอย่างเช่น การปลูกพืชหมุนเวียน การพักแปลงเพื่อให้ดินได้พักสะสมอาหารและใช้จุลินทรีย์ในการช่วยบำรุงดิน การใช้จุลินทรีย์ที่ดีร่วมกับการใช้สารเคมีอย่างเหมาะสม เพื่อลดอัตราการต้านทานต่อสารป้องกันกำจัดของจุลินทรีย์ก่อโรคในพืช

ปัจจัยที่ส่งผลให้พืชเกิดโรคและเราจะสามารถป้องกันได้อย่างไร?

ทั้งหมดนี้จะมีอยู่ 4 ปัจจัยรวมเป็นภาพสามเหลี่ยมที่จะส่งผลต่อการต้านทานของพืชต่อเชื้อก่อโรคได้แก่ พืชอาศัย(Host) ,สิ่งแวดล้อม(Environment), เชื้อก่อนโรค(Pathogen) และ เวลา(Time) เรียกว่า สามเหลี่ยมการเกิดโรค (Disease Triangle) (รูปที่ 2 ) หากเชื้อก่อโรคมีปริมาณมากและพืชอาศัยไม่แข็งแรงอีกทั้งสภาพแวดล้อมเหมาะสมแก่   การเจริญเติบโตของเชื้อก่อโรค มีโอกาสเป็นไปได้สูงที่จะส่งผลให้ ผลผลิตทางการเกษตรลดลง หรือ ส่งผลให้พืชตายได้

การป้องกันไม่ให้กรณีนี้เกิดขึ้นหรือมีความเป็นไปได้ในการเกิดขึ้นน้อยที่สุดคือ การดูแลรักษาความสมบูรณ์ของดินและพืชอาศัย มีจุลินทรีย์หลายชนิดที่เป็นประโยชน์ช่วยในการเสริมสร้างความแข็งแรงของพืชและช่วยในการบำรุงปรับสภาพดิน เช่น Trichoderma harzianum, Mycorrhiza spp., Bacillus spp. และอีกมากมาย ที่ช่วยในเรื่องของการควบคุมเชื้อก่อโรคและบำรุงดิน บางชนิดช่วยในการย่อยอินทรียวัตถุ เช่น ซากพืชซากสัตว์ และ ปุ๋ยชีวภาพแบคทีเรียส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช (PGPR) ที่มีความสามารถในการช่วยตรึง ไนโตรเจน(N) ซึ่งเป็นส่วนที่ช่วยในการเจริญเติบโตของพืช ทั้งยังเป็นอาหารหลักของพืช ช่วยทำให้พืชมีใบสีเขียว

สรุป ความสำคัญของ ไมโครไบโอม ต่อเกษตรและสิ่งแวดล้อม

 ไมโครไบโอม คือระบบนิเวศของจุลชีพที่อาศัยอยู่ร่วมกันอย่างสมดุลทั้งจุลินทรีย์ที่ดีและจุลินทรีย์ที่ก่อโรค ไม่ว่าจะในสิ่งแวดล้อม สัตว์ หรือ มนุษย์ ล้วนมีจุลินทรีย์ขนาดเล็กที่มีชีวิตอาศัยอยู่เพื่อสร้างสมดุลเช่นกัน ซึ่งเริ่มต้นจากสิ่งแวดล้อมที่ดีเช่น ความอุดมสมบูรณ์ของผืนดินและผืนป่า รวมถึงแม่น้ำลำธารที่เกิดจากความสมดุลทางจุลชีพ ส่งผลต่อพืชที่พึ่งพาอาศัยสิ่งแวดล้อมเหล่านี้ที่มีจุลินทรีย์ที่ดีและไม่ดีที่อยู่ในดินต่างก็มีหน้าที่สำคัญต่อระบบการทำงานของรากเช่นการดูซึมสารอาหารและความแข็งแรงของรากพืช เมื่อสัตว์กินพืชเข้าไป ไมโครไบโอม เหล่านี้จะส่งผลดีต่อร่างกายของสัตว์ด้วย ซึ่งส่งผลต่อมนุษย์เราที่บริโภคเนื้อสัตว์และพืชเป็นอาหารก็จะได้รับ ไมโครไบโอมจากเนื้อสัตว์และพืชเช่นกัน การส่งต่อไมโครไบโอมที่ดีจากการบริโภคเนื้อสัตว์และพืชสู่ร่างกายของเรา ก็จะช่วยสร้างสมดุลในร่างกาย เช่น ระบบภูมิคุ้มกัน การย่อยอาหาร และ การขับถ่าย

Reference

  1. Bossio, D. A., Scow, K. M., Gunapala, N., and Graham, K. J. Determinants of soil microbial communities: effects of agricultural management, season, and soil type on phospholipid fatty acid profiles. Microbial Ecology 36: 1-12
  2. Fitzpatrick, Connor R., et al. “The plant microbiome: from ecology to reductionism and beyond.” Annual review of microbiology74 (2020): 81-100.
  3. Trinh P, Zaneveld JR, Safranek S and Rabinowitz PM. 2018. One Health Relationships Between Human, Animal, and Environmental Microbiomes: A Mini-Review. Front. Public Health 6 :235
  4. หนึ่ง เตี่ยอารุง. ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับแบคทีเรีย PGPR (Plant Growth Promoting
    Rhizobacteria). วารสารเทคโนโลยีสุรนารี 12(3): 249–258.
  5. นราพร สมบูรณ์นะ และคณะ. 2560. เกษตรอินทรีย์และความสคัญของไมโครไบโอมในดิน. บทความไมโครไบโอมในดินภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย.
Facebook
Twitter