Abstract:
งานวิจัยนี้ศึกษาประสิทธิภาพของสารยับยั้งเอนไซม์ยูรีเอสและไนตริฟิเคชันจากพืชและวัสดุเหลือทิ้งของพืชร่วมกับการใช้ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตและปุ๋ยยูเรียต่อการเปลี่ยนรูปของปุ๋ยไนโตรเจนและจุลินทรีย์ดินในการบ่มดินเป็นเวลา 42 วัน ในห้องปฏิบัติการ พืชที่เลือกศึกษา ได้แก่ พริกขี้หนูสวน กระเทียม ผักชีไทย ใบมะม่วง ใบสับปะรด ใบฝรั่ง ตะไคร้ ต้นข่า กากชา และกากกาแฟ และสารเชิงการค้าที่ศึกษา คือ สาร N-(n-butyl)-thiophosphoric triamide (NBPT) และสาร 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) ผลการศึกษาพบว่าสารสกัดจากพืชมีประสิทธิภาพในการคงค้างปริมาณแอมโมเนียมในดินที่เติมปุ๋ยไนโตรเจนทั้งสองชนิด เมื่อเทียบกับชุดควบคุมที่ใส่เฉพาะปุ๋ยไนโตรเจน โดยพบว่าชุดที่เติมปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตร่วมกับสารสกัดจากใบฝรั่ง กากชา และกากกาแฟ และชุดที่เติมปุ๋ยยูเรียร่วมกับสารสกัดจากพืชเกือบทุกชนิด (ยกเว้นใบสัปปะรด) มีปริมาณแอมโมเนียมเฉลี่ยที่คงค้างในดินสูงกว่าชุดที่เติมเฉพาะปุ๋ยอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) และมีประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกับสารยับยั้งเชิงการค้าที่ศึกษา ยกเว้นสำหรับสาร NBPT ที่ใส่ร่วมกับปุ๋ยยูเรีย ทั้งนี้ยังพบว่าสารยับยั้งจากพืชและสารสังเคราะห์ที่ศึกษามีแนวโน้มปริมาณไนเตรทในดินที่ต่ำกว่าชุดควบคุมที่เติมเฉพาะปุ๋ย โดยมีปริมาณ ไนเตรทเฉลี่ยในดินที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) ผลที่พบเหล่านี้แสดงถึงความสามารถชะลอการเปลี่ยนรูปของปุ๋ยไนโตรเจนของสารสกัดจากพืชที่ศึกษา โดยเกิดจากสารสำคัญ เช่น กลุ่มฟีนอลิก เทอร์พินอยด์ แทนนิน ฟลาโวนอยด์ ที่อยู่ในใบพืชเหล่านี้ที่ช่วยยับยั้งเอนไซม์ยูรีเอสในการไฮโดรไลซิสปุ๋ยยูเรียและไนตริฟิเคชัน ทำให้ปุ๋ยยูเรียและแอมโมเนียมจากปุ๋ยมีการคงค้างในดินได้ยาวนานขึ้น และเกิดการเปลี่ยนรูปเป็นไนเตรทในอัตราที่ช้ากว่าการใส่เฉพาะปุ๋ยไนโตรเจน หากแต่สารยับยั้งจากพืชไม่พบผลที่ชัดเจนต่อการยับยั้งปริมาณจุลินทรีย์ที่เจริญบนอาหาร ammonium oxidizing bacteria และ nitrite oxidizing bacteria แต่ผลการยับยั้งการเปลี่ยนรูปของปุ๋ยไนโตรเจนอาจเกิดจากการยับยั้งกลไกอื่นที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนรูปของปุ๋ยไนโตรเจน ผลการศึกษานี้ชี้ว่าสามารถนำสารสกัดจากพืชมาใช้เป็นทางเลือกเพื่อชะลอการเปลี่ยนรูปของปุ๋ยไนโตรเจนในดิน ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนของพืชและลดการสูญเสียไนเตรทจากดินไปสู่สิ่งแวดล้อม
This study investigated the efficiency of urease and nitrification inhibitors from plants and plant residues on soil nitrogen fertilizer (ammonium sulfate and urea) transformations and microorganism under 42-day laboratory incubation. The studied plant extracts were from bird eye chili (Capsicum frutescens Linn.), garlic (Allium sativum), coriander (Coriandrum sativum L.), mango leaves (Mangifera indica Linn.), pineapple leaves (Ananas comosus), guava leaves (Psidium guajava Linn.), lemon grass (Cymbopogon citratus), galangal stem (Alpinia galanga L.), tea waste (Camellia sinensis) and coffee grounds (Coffea spp.). The studied commercial inhibitors were N-(n-butyl)-thiophosphoric triamide (NBPT) and 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP). Results showed that plant extracts had a greater efficiency on retaining soil ammonium in both nitrogen fertilizers studied than control with only fertilizer applied. Extracts from guava leaves, tea waste and coffee grounds with ammonium sulfate fertilizer and all plant extracts, except for pineapple leaves, with urea fertilizer had a significantly higher (P<0.05) averaged ammonium retained in soil than control with only fertilizer, while had a similar efficiency with the studied commercial inhibitors, except for NBPT with urea. In addition, inhibitors from plants and commercial compounds tended to have lower (P<0.05) soil nitrate than control with only fertilizer. These observations suggested that plant extracts could slow down nitrogen fertilizer transformation due to important substances in plants, such as phenolic group, terpenoid, flavonoid, that inhibited urea hydrolysis by urease and inhibited nitrification. These processes resulted in prolonging urea and ammonium fertilizers in soil and slowing down fertilizer transformation rate to nitrate. Despite inhibitors from plants did not show a clear effect on microorganisms grown on mediums for ammonium oxidizing bacteria and nitrite oxidizing bacteria, the inhibitory effect on nitrogen fertilizer transformation observed in this study might be due to the inhibition on other nitrogen transformation mechanisms. These findings indicated that plant extracts could be served as alternative urease and nitrification inhibitors to slow down soil nitrogen fertilizer transformation, which might enhance nitrogen use efficiency of plant and reduce soil nitrate loss to the environment