Efficiency of nitrification inhibitors from plants on nitrogen fertilizer transformations and greenhouse gas emissions under soil incubation an on maize (Zea mays L) growth in a clay loam soil in pot experiment
Abstract:
การเพิ่มประสิทธิภาพของปุ๋ยไนโตรเจนในการเกษตรทำได้โดยการเติมสารยับยั้งไนตริฟิเคชันเพื่อชะลอกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่เปลี่ยนรูปไนโตรเจนในดิน ทำให้พืชสามารถนำไนโตรเจนไปใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น การวิจัยนี้ศึกษาประสิทธิภาพของสารยับยั้งไนตริฟิเคชันจากพืช ได้แก่ น้ำมันสะเดา (Azadirachta indica) ใบกะเพรา (Ocimum tenuiflorum) ใบสะระแหน่ (Mentha cordifolia) ใบโหระพา (Ocimum basilicum) และใบแมงลัก (Ocimum africanum) ในอัตราส่วนร้อยละ 10 ของปริมาณปุ๋ยที่มีต่อการเปลี่ยนรูปของแอมโมเนียม (NH4+) และไนเตรท (NO3-) ในดิน และการปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ (N2O) ภายใต้การบ่มในระดับห้องปฏิบัติการ ผลการศึกษาพบว่าตำรับที่เติมปุ๋ยร่วมกับใบแมงลักมีแนวโน้มในการชะลอกระบวนการไนตริฟิเคชันมากที่สุดเมื่อเทียบกับตำรับที่เติมเฉพาะปุ๋ย (P<0.05) โดยมีปริมาณแอมโมเนียมคงค้างในดินได้นาน ขึ้นถึง 35 วัน ชะลออัตราการปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ได้ถึงวันที่ 21 ของการบ่มและลดปริมาณการปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ได้อย่างมีนัยสำคัญที่ร้อยละ 29.33 เมื่อเทียบกับตำรับที่เติมเฉพาะปุ๋ย แต่ผลการใส่สารยับยั้งที่มีต่อปริมาณไนเตรทยังไม่ชัดเจนในการศึกษานี้ ผลการศึกษาประสิทธิภาพของสารยับยั้งต่อการเจริญเติบโตและการใช้ไนโตรเจนของข้าวโพดเลี้ยงสัตว์พันธุ์สุวรรณ 4452 ในระดับกระถาง พบว่าการเติมสารยับยั้งมีแนวโน้มช่วยให้ข้าวโพดเติบโตได้ดี และมีแนวโน้มการเพิ่มขึ้นของผลผลิตข้าวโพด (ต้นและเมล็ด) โดยปริมาณไนโตรเจนและการใช้ประโยชน์ไนโตรเจนรวมของข้าวโพดในตำรับที่เติมปุ๋ยร่วมกับใบแมงลักมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับ P<0.0001 เมื่อ เทียบกับตำรับที่เติมเฉพาะปุ๋ย แต่ผลผลิตไม่แตกต่างทางสถิติ ผลการศึกษานี้สนับสนุนว่าการใช้สารยับยั้งไนตริฟิเคชันจากพืชช่วยชะลอการเปลี่ยนรูปของปุ๋ยไนโตรเจนเพื่อลดการสูญเสียปุ๋ยและการปล่อยก๊าซเรือนกระจก อีกทั้งยังเพิ่มการใช้ไนโตรเจนของพืชและเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรอีกด้วย
Enhancing efficiency of nitrogen fertilizer for agriculture can be done by adding nitrification inhibitors (NIs) for retarding soil microbial activity related to nitrogen (N) transformation and, subsequently, promoting N use efficiency by plant. This study investigated the NI efficiency from plants, including commercial neem [Azadirachta indica] oil, holy basil [Ocimum tenuiflorum], peppermint [Mentha cordifolia], sweet basil [Ocimum basilicum] and hoary basil [Ocimum africanum], at a rate of 10 % of fertilizer on soil N transformation in form of ammonium (NH4+) and nitrate (NO3-), and nitrous oxide (N2O) emission under laboratory soil incubation. The result showed that application of hoary basil tended to have the best efficiency in retarding nitrification process for urea fertilizer compared with the treatment without NI (only urea) (P<0.05) by longer retaining soil NH4+ up to 35 days, retarding soil N2O emission up to 21 days, and significantly reducing cumulative soil N2O emission by 29.33% when compared to the treatment with only N fertilizer. However, the effect on soil NO3- was not clear in this study. Pot experiment was also conducted to study the NI efficiency on maize (Suwan 4452) growth and N use efficiency. The result showed that NIs tended to enhance maize growth, and seemed to increase maize yields (biomass and grain). N content and N uptake by maize in the treatment of urea fertilizer and hoary basil were significantly higher when compared to the urea treatment (P<0.0001), but no NI effect was found in maize yield. These findings support that NIs from plants can retard N transformation of fertilizer, which subsequently may reduce fertilizer losses and greenhouse gas emission, and increase plant N use efficiency and crop productivity.