จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเซลล์เดียว ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ตัวอย่างกลุ่มจุลินทรีย์ที่พบในดิน ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา เป็นต้น จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในหลายๆระบบนิเวศรวมถึงในดิน กิจกรรมของจุลินทรีย์หลายชนิดสามารถย่อยสลายหรือเปลี่ยนรูปสารอินทรีย์ให้อยู่ในรูปที่กลุ่มจุลินทรีย์เองหรือพืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ รวมถึงช่วยกำจัดจุลินทรีย์ที่เป็นศัตรูพืชและปรับปรุงลักษณะโครงสร้างของดินอีกด้วย 

ตัวอย่างจุลินทรีย์ที่มีบทบาทสำคัญในดิน

• สกุล (Genus)

  • สกุล Acidibacter ■

    • • Acidibacter สามารถสร้างฮอร์โมนพืชซึ่งส่งเสริมต่อการเจริญเติบโตของพืช นอกจากนี้ยังสามารถตรึงไนโตรเจนในอากาศและแปรรูปเป็นแอมโมเนียที่พืชสามารถนำมาใช้งานได้ 

  • สกุล Acidipila ■

    • • Acidipila spp. มีความสามารถในการดูดซึมแอมโมเนียมและไนเตรตซึ่งเป็นแร่ธาต์ที่สำคัญของพืช นอกจากนี้ยังอุดมไปด้วยเอนไซม์ไกลโคไลติกที่ให้พลังงานและสร้างสารอาหารให้กับพืชได้อีกด้วย 

  • สกุล Acidothermus ■

    • • Acidothermus มีความสามารถในการสลายเซลลูโลสและปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ในดิน ซึ่งจะช่วยให้พืชใช้ประโยชน์และย่อยสลายสารอินทรีย์ได้ดีขึ้น

  • สกุล Actinoallomurus ■

    • • Actinoallomurus สามารถผลิตไอโซฟลาโวนอยด์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระและต่อต้านการอักเสบในพืชได้ นอกจากนี้ยังสามารถผลิตสารต้านเชื้อราที่ก่อโรคพืชได้อีกด้วย

  • สกุล Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium ■

    • • แบคทีเรียสกุล Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium พบได้ในรากพืช โดยมีหน้าที่หลักในการตรึง ไนโตรเจนในอากาศและแปรรูปเป็นแอมโมเนียที่พืชสามารถนำมาช่วยเสริมสร้างการเจริญเติบโตได้ 

  • สกุล Bacillus ■

    • • แบคทีเรียสกุล Bacillus ชนิด Bacillus subtilis เป็นแบคทีเรียที่สามารถละลายฟอสฟอรัสในดิน เพิ่มการตรึงไนโตรเจน และสร้างไซเดอโรฟอร์ซึ่งเป็นสารที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตและยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อโรค เช่น การป้องกันกำจัดเชื้อ P. palmivora ที่เป็นต้นเหตุของโรครากเน่าโคนเน่าในทุเรียน

  • สกุล Bradyrhizobium ■

    • • แบคทีเรียสกุล Bradyrhizobium เป็นจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่บริเวณรากพืช โดยมีความสามารถในการตรึงไนโตรเจน และแปรรูปเป็นแอมโมเนียที่พืชสามารถนำมาช่วยเสริมสร้างการเจริญเติบโตได้

  • สกุล Bryobacter ■

    • • แบคทีเรียสกุล Bryobacter ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช โดยตรึงไนโตรเจนในอากาศและแปรรูปเป็นแอมโมเนียที่พืชสามารถนำมาใช้งานได้ อีกทั้งยังสามารถลดโอกาศการเกิดโรคในพืชได้อีกด้วย

  • สกุล Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia ■

    • • แบคทีเรียสกุล Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia เป็นจุลินทรีย์ในกลุ่ม Burkholderia มีศักยภาพในการสนับสนุนการทำงานของพืช ควบคู่ไปกับการเพิ่มสารอาหารแก่พืชโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะแห้งแล้งหรือในสภาวะดินเค็ม (Pal et al., 2022) นอกจากนี้ Burkholderia ยังสามารถผลิตสารประกอบต้านเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคพืชได้หลายชนิดอีกด้วย

  • สกุล Candidatus Solibacter ■

    • • Candidatus Solibacter เป็นแบคทีเรียที่สามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ และตรึงไนโตรเจนในดิน

  • สกุล Candidatus Udaeobacter ■

    • • Candidatus Udaeobacter เป็นแบคทีเรียที่ทนทานและมีความสามารถในการย่อยสลายอินทรียวัตถุหรือการหมุนเวียนของสารอาหารในดิน โดยเฉพาะในการหมุนเวียนของคาร์บอนและไนโตรเจน แบคทีเรียชนิดนี้ใช้ไฮโดรเจน (H2) เป็นแหล่งอาหาร ซึ่งมีส่วนช่วยในการหมุนเวียนของไฮโดรเจนได้ดี

  • สกุล Candidatus Xiphinematobacter ■

    • • Candidatus Xiphinematobacter เป็นแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในไส้เดือนฝอยที่ทำให้เกิดโรคในพืช (กลุ่ม Xiphinema americanum)

  • สกุล Cupriavidus ■

    • • Cupriavidus metallidurans CH34 เป็นแบคทีเรียที่ต้านทานโลหะหลายชนิดโดยผลิตไซเดอโรฟอร์และจับโลหะหนัก

  • สกุล Haliangium ■

    • • Haliangium spp. ยับยั้งเชื้อราที่ก่อโรคในพืชโดยการผลิตสาร Hakuabgicin ซึ่งเป็นสารต้านเชื้อรา นอกจากนี้ Haliangium ยังได้รับการยอมรับเป็นตัวชี้วัดคุณภาพดินอีกด้วย

  • สกุล Microbacterium ■

    • • แบคทีเรียสกุล Microbacterium ช่วยกระตุ้นฮอร์โมนพืชในการส่งเสริมการเจริญเติบโต ลดความเครียด และช่วยลดการติดเชื้อที่รากของเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคกาบใบแห้ง โรคราสีเทา และโรคเหี่ยว

  • สกุล Ochrobactrum ■

    • • แบคทีเรียสกุล Ochrobactrum ชนิด sp. Pv2Z2 ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช โดยการย่อยสลายของสารอินทรีย์ในดิน

  • สกุล Paenarthrobacter ■

    • • แบคทีเรียสกุล Paenarthrobacter สามารถฟื้นฟูดินที่มีการปนเปื้อนสารกำจัดวัชพืชผ่านการย่อยอะทราซีนที่เป็นส่วนประกอบมาเป็นสารอาหารของตัวเอง ซึ่งสารอะทราซีนสามารถสะสมได้ในพืชและมักจะก่อโรคในคนอีกมากมาย เช่น เนื้องอกและโรคมะเร็งอีกหลายชนิด

  • สกุล Paenibacillus ■

    • • แบคทีเรียสกุล Paenibacillus สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชได้โดยตรงผ่านการตรึงไนโตรเจน การละลายฟอสเฟต การผลิตฮอร์โมนออกซิน และการปล่อยซีเดอโรฟอร์ที่ช่วยให้ได้รับธาตุเหล็กในพืช นอกจากนี้ยังสามารถป้องกันแมลง และเชื้อที่ก่อโรคในพืชได้อีกด้วย

  • สกุล Pantoea ■

    • • แบคทีเรียสกุล Pantoea มีความสามารถในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชผ่านกลไกที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น การสร้างฮอร์โมนพืชอย่าง จิบเบอเรลลิน ที่มีประสิทธิภาพในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของยอดอ่อนทุเรียน โดยเฉพาะในพันธุ์หมอนทอง

  • สกุล Planifilum ■

    • • Planifilum fulgidum มีบทบาทในการสลายโปรตีนในกระบวนการทำปุ๋ยหมัก โดยช่วยในการย่อยสลายอินทรียวัตถุ

  • สกุล Pseudolabrys ■

    • • แบคทีเรียสกุล Pseudolabrys ช่วยหมุนเวียนคาร์บอน ไนโตรเจน และซัลเฟอร์ ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช

  • สกุล Pseudomonas ■

    • • แบคทีเรียสกุล Pseudomonas สามารถเปลี่ยนฟอสฟอรัสให้อยู่ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ ดังนั้นจุลินทรีย์ชนิดนี้จึงช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชได้นอกจากนี้ยังมีการรายงานว่าบางสายพันธุ์ เช่น Pseudomonas fluorescens นั้น มีความสามารถในการยับยั้งเชื้อ Phytophthora palmivora ซึ่งเป็นเชื้อที่ก่อโรครากเน่าโคนเน่าในทุเรียนได้อีกด้วย

  • สกุล Rhodococcus ■

    • • แบคทีเรีย Rhodococcus ชนิด sp. P1Y สามารถย่อยสลายและดูดซับกรดแอบไซซิก (abscisic acid) ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของพืช ตอบสนองต่อสภาวะเครียดต่างๆ

  • สกุล Serratia ■

    • • แบคทีเรีย Serratia ชนิด marcescens RSC-14 ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช และความทนทานต่อความเครียดจากแคดเมียม

  • สกุล Streptomyces ■

    • • แบคทีเรียสกุล Streptomyces ชนิด sp. SAURU59 มีประสิทธิภาพยับยั้งการเจริญเชื้อรา P. palmivora ที่เป็นต้นเหตุของโรครากเน่าโคนเน่าในทุเรียนร่วมกับ B. subtilis ได้ดีขึ้น

• วงศ์ (Family)

  • วงศ์ Acetobacteraceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Acetobacteraceae มีความสามารถช่วยตรึงไนโตรเจน และผลิตฮอร์โมนพืชในการเจริญเติบโตของพืช

  • วงศ์ Alcaligenaceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Alcaligenaceae มีผลดีต่อพืชซึ่งช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตโดยการผลิตไซเดอโรฟอร์ เพิ่มการละลายฟอสเฟต และต่อต้านเชื้อโรคพืช นอกจากนี้ ยังสามารถกำจัดโลหะปริมาณน้อย เช่น แคดเมียม และลดมลพิษ เช่น ฟีนอล โพลีอะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (PHA) และยาฆ่าแมลง

  • วงศ์ Comamonadaceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Comamonadaceae สามารถย่อยสารตั้งต้นคาร์บอนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการหมุนเวียนของซัลเฟอร์ซึ่งเป็นธาตุสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช และยับยั้งเชื้อราที่ก่อโรคในพืชได้

  • วงศ์ Enterobacteriaceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Enterobacter เป็นแบคทีเรียที่ทนทาน ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชโดยผลิตเอนไซม์ ช่วยในการตรึงไนโตรเจน ละลายฟอสเฟต ทำให้สามารถเพิ่มความยาวและการเจริญเติบโตของราก รวมทั้งสามารถต่อต้านแบคทีเรียที่ทำให้พืชเกิดโรค

  • วงศ์ Gemmataceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Gemmataceae สามารถเจริญเติบโตในดินที่มีการสะสมของสารอินทรีย์จากเซลล์ที่ตายแล้วและเศษซากพืช โดยจะย่อยสารอินทรีย์เพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตของแบคทีเรียชนิดอื่นที่อยู่ในดินได้

  • วงศ์ Gemmatimonadaceae ■

    • • Gemmatimonadaceae เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายสารอินทรีย์ และวัฏจักรไนโตรเจน

  • วงศ์ Ktedonobacteraceae ■

    • • Ktedonobacteraceae HSB_OF53-F07 มีบทบาทที่เป็นไปได้ในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นกล้าปาล์มน้ำมันอีกด้วย

  • วงศ์ Micrococcaceae ■

    • • วงศ์ Micrococcaceae เป็นวงศ์ของแบคทีเรียที่ช่วยเร่งสลายสารอินทรีย์ในดินและเพิ่มปริมาณไนโตรเจนในดิน รวมถึงสามารถละลายแร่ธาตุฟอสฟอรัสในดินให้พืชสามารถนำไปใช้ได้

  • วงศ์ Nitrososphaeraceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Nitrososphaeraceae ช่วยย่อยแอมโมเนียให้อยู่ในรูปของไนไตรตซึ่งสามารถส่งผลเสียต่อพืชได้หากมีปริมาณที่มากเกินไป แต่อย่างไรก็ตามกลุ่มจุลินทรีย์บางกลุ่มอย่าง Nitrobacter สามารถย่อยไนไตรตเหล่านี้ให้อยู่ในรูปของไนเตรตที่พืชดูดซึมและนำไปใช้ประโยชน์ได้

  • วงศ์ Nitrosotaleaceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Nitrosotaleaceae ช่วยส่งเสริมการหมุนเวียนของไนโตรเจนในดิน ลดความเข้มข้นของ NH4+ และ NO3- ในดินที่เป็นกรด

  • วงศ์ Pedosphaeraceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Pedosphaeraceae มีคุณสมบัติที่สามารถนำไปใช้ในการฟื้นฟูสภาพดินที่มีการปนเหื้อนโลหะหนักอย่างแคดเมียม เป็นต้น

  • วงศ์ Pirellulaceae ■

    • • ไม่มีข้อมูล

  • วงศ์ Pyrinomonadacea ■

    • • Pyrinomonadales พบได้ในดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ 

  • วงศ์ Xanthobacteraceae ■

    • • แบคทีเรียวงศ์ Xanthobacteraceae สามารถให้พลังงานต่อจุลินทรีย์อื่นที่อยู่โดยรอบผ่านการย่อยไฮโดรเจนและซัลเฟอร์ในดิน  นอกจากนี้ยังสามารถตรึงไนโตรเจนในอากาศมาให้พืชเพื่อนำมาช่วยเสริมสร้างการเจริญเติบโตได้ได้โดยตรง

• อันดับ (Order)

  • อันดับ Acidobacteriales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Acidobacteria ช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์ในดิน และสามารถหมุนเวียนแร่ธาตุอาหารในดิน เช่น ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และซัลเฟอร์ ให้พืชสามารถนำไปใช้ได้

  • อันดับ Elsterales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Elsterales เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนคาร์บอนและสารอาหาร ดังนั้นจึงเป็นแบคทีเรียที่มีประโยชน์สำหรับพืช เช่น ส่งเสริมการเจริญเติบโต เพิ่มการดูดซึมสารอาหาร หรือป้องกันเชื้อโรค

  • อันดับ Gaiellales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Gaiellales มีความทนทานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ดินเกษตรกรรมที่มีน้ำเกลือและด่าง สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชโดยการตรึงไนโตรเจนและคาร์บอน

  • อันดับ Ktedonobacterales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Ktedonobacteria มีความสามารถในการย่อย CO หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นสารที่ส่งผลเสียต่อพืขได้หากมีปริมาณที่มากเกินไป

  • อันดับ Planctomycetales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Planctomycetales ออกซิไดซ์แอมโมเนียมแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anammox) มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรไนโตรเจนทั่วโลกโดยปล่อยไนโตรเจนคงที่กลับสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของ N2

  • อันดับ Rokubacteriales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Rokubacteriales เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนคาร์บอนและสารอาหาร ดังนั้นจึงเป็นแบคทีเรียที่มีประโยชน์สำหรับพืช เช่น ส่งเสริมการเจริญเติบโต เพิ่มการดูดซึมสารอาหาร หรือป้องกันเชื้อโรค

  • อันดับ Solirubrobacterales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Solirubrobacterales ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช และต้านทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลต (UV)

  • อันดับ Vicinamibacterales ■

    • • แบคทีเรียในอันดับ Vicinamibacterales สามารถตรึงคาร์บอนและกักเก็บฟอสฟอรัส ซึ่งช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช

• ชั้น (Class)

  • ชั้น Acidobacteriae ■

    • • Acidobacteria สามารถเจริญเติบโตได้ดีในดินเขตร้อนที่เป็นกรดและปริมาณอินทรียวัตถุที่ต่ำ นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการทนทานต่ออะลูมิเนียมซึ่งเป็นสารที่เป็นพิษต่อพืชได้อีกด้วย 

  • ชั้น Alphaproteobacteria ■

    • • Alphaproteobacteria บางชนิดมีความสามารถในการตรึงไนโตรเจน และแปรรูปเป็นแอมโมเนียที่พืชสามารถนำมาช่วยเสริมสร้างการเจริญเติบโตได้

  • ชั้น Blastocatellia ■

    • • แบคทีเรียในชั้น Blastocatellia สามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ในดิน

  • ชั้น Gammaproteobacteria ■

    • • เป็นแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์ด้วยซัลเฟอร์ หมุนเวียนกำมะถัน การหมุนเวียนของคาร์บอน และการตรึงไนโตรเจน ในสภาพแวดล้อมของดินที่เป็นกรด

  • ชั้น Holophagae ■

    • • แบคทีเรียในชั้น Holophagae มีความสามารถในการเพิ่มการแบ่งเซลล์ของรากในต้นหอม

  • ชั้น Nitrososphaeria ■

    • • เป็น 1 ใน 2 ชั้นในไฟลัม Crenarchaeota อาร์เคีย (Archaea)ในชั้นนี้มีความสามารถออกซิไดซ์แอมโมเนียได้

• ไฟลัม (Phylum)

  • ไฟลัม Chloroflexi_AD3 ■

    • • ไม่มีข้อมูล

  • ไฟลัม Chloroflexi_KD4-96  ■

    • • แบคทีเรียในไฟลัม Chloroflexi_KD4-96 มีบทบาทในการหมุนเวียนสารอาหารหรือบำบัดดินปนเปื้อนเหล็กและอลูมิเนียม

  • ไฟลัม Chloroflexi_TK10 ■

    • • แบคทีเรียในไฟลัม Chloroflexi_TK10 สามารถย่อยสลายไนเตรทให้กลายเป็นแอมโมเนียม (NH4) ที่พืชสามารถนำไปใช้ได้

  • ไฟลัม Myxococcota ■

    • • ไฟลัม Myxococcota มีแบคทีเรียที่มีความสามารถต่อต้านโรคเหี่ยวในมะเขือเทศ โดยการยับยั้ง Ralstonia solanacearum ที่เป็นเชื้อก่อโรคได้

จุลินทรีย์ (Microorganism)

จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเซลล์เดียว ซึ่งสามารถเกิดกระบวนการต่างๆของชีวิตได้ภายในเซลล์เพียงเซลล์เดียว และมีคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตทั้งด้านสรีระวิทยา ชีวเคมี และพันธุศาสตร์ ซึ่งเป็นพื้นฐานของชีวิต นอกจากนี้ยังมีกระบวนการเมตาโบลิซึมเป็นแบบแผนเดียวกับสิ่งมีชีวิตชั้นสูง จุลินทรีย์มีขนาดเล็กไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า ต้องอาศัยกล้องจุลทรรศน์ช่วยขยายให้มองเห็นรูปร่างและลักษณะของเซลล์ จุลินทรีย์สามารถขยายพันธุ์ดัวยการแยกตัวโดยแยกจาก 1 เป็น 2 จาก 2 เป็น 4 ต่อเนื่องไปตลอด จุลินทรีย์จะเจริญเติบโตและเพิ่มจำนวนโดยใช้น้ำตาล(คาร์บอน)เป็นแหล่งอาหารและพลังงาน  กิจกรรมของจุลินทรีย์จะช่วยย่อยสลายวัสดุอินทรีย์ให้มีโมเลกุลเล็กลงอยู่ในรูปสารประกอบฮิวมิก กรดอะมิโน ธาตุอาหารในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

กลุ่มจุลินทรีย์ในดิน ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา แอคติโนมัยซิท สาหร่าย โปรโตซัว และไวรัส

ในดินที่อุดมสมบูรณ์จะพบกลุ่มจุลินทรีย์ในดินเหล่านี้ได้มากถึงพันล้านเซลล์ต่อดินหนึ่งกรัม และจุลินทรีย์ที่มีในดินมากที่สุด คือ แบคทีเรีย ทั้งชนิดและจำนวน ในดินสวนทั่วๆไป 1 กรัมจะมีจำนวนแบคทีเรียประมาณล้านเซลล์ซึ่งประกอบด้วยมากกว่า 400 สกุลและ 10,000 ชนิด

ความสำคัญของจุลินทรีย์ในดิน

1. ทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ให้มีขนาดของโมเลกุลเล็กลง (Organic Decomposition) เปลี่ยนเป็นธาตุอาหาร เกิดการหมุนเวียนธาตุอาหารกลับมาใช้ใหม่ (Recycling) ของสารอินทรีย์ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือเศษเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมทางการเกษตร ให้กลับมาอยู่ในรูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืช

2. มีบทบาทต่อการเปลี่ยนแปลงรูปของธาตุอาหารพืชเช่นเปลี่ยนจากรูปที่เป็นสารอินทรีย์ไปเป็นสารอนินทรีย์  (Mineralization) เพิ่มความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารพืช

3. ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชโดยการสร้างสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช  (Plant Growth Regulations) เช่น ออกซิน (Auxin) จิบเบอร์เรลลิน (Gibberellin) ไซโตไคนิน (Cytokinin) เป็นต้น

4. การตรึงไนโตรเจน (Nitrogen Fixation) จุลินทรีย์หลายชนิดสามารถตรึงไนโตรเจนได้ เช่น   ไรโซเบียม (Rhizobium)อะโซโตแบคเตอร์ (Azotobacter) สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน (Blue Green Algae)

5. จุลินทรีย์หลายชนิดมีบทบาทในการสร้างกรดอินทรีย์ (Organic Acid) ที่จะละลายแร่ธาตุอาหารพืชให้เป็นประโยชน์กับพืชต่อไป

6. จุลินทรีย์หลายชนิดมีหน้าที่กำจัดและยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ชนิดอื่นๆ รวมทั้งจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุของโรคพืช จึงมีผลทำให้ลดการระบาดของโรคพืชบางชนิดลงได้

7. บทบาทของจุลินทรีย์บางชนิดในดินสามารถผลิตและปลดปล่อยสารปฏิชีวนะ (Antibiotic Substance) ออกมาทำลายโรคพืช

8. กิจกรรมของจุลินทรีย์มีความสำคัญอย่างยิ่งที่ช่วยในการปรับปรุงดินให้มีโครงสร้างดี มีลักษณะร่วนซุยและมีการระบายน้ำและอากาศดี ทำให้ดินมีความสามารถดูดซับน้ำและธาตุอาหารพืชสูงขึ้นและช่วยรักษาสภาพความเป็นกรด-ด่างของดิน(ค่า pH) ให้มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย

บทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์ในการเกษตร

จุลินทรีย์มีหลายชนิด ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา แอคติโนมัยซิท สาหร่าย โปรโตซัว ไมโครพลาสมา โรติเฟอร์ และ เป็นต้น บทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์มีอยู่มากมายดังนี้

1. จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญทั้งในแง่การเป็นประโยชน์และการเกิดโรค จุลินทรีย์หลายชนิดอาจเป็นสาเหตุของการเกิดโรคพืชและสัตว์ ทำให้เกิดความเสียหายแก่ผลผลิตทางเกษตร แต่ในสภาพธรรมชาติจุลินทรีย์ที่มีอยู่อย่างหลากหลายจะมีการควบคุมกันเองในวัฏจักรของสิ่งมีชีวิต มีจุลินทรีย์หลายชนิดที่ทำหน้าที่ป้องกัน กำจัด และยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ชนิดอื่นรวมทั้งจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุของโรคพืช

2. จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนทรัพยากรให้ใช้ประโยชน์ได้ใหม่ในวัฏจักรของธาตุอาหารโดยจุลินทรีย์ทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ต่างๆ ให้เป็นธาตุอาหาร เกิดการหมุนเวียนธาตุอาหารกลับมาใช้ใหม่ของสารอินทรีย์ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือเศษเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมทางการเกษตรให้กลับมาอยู่ในรูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืช โดยกระบวนการย่อยสลายหรือสังเคราะห์สารชนิดอื่นๆ ขึ้นมาใหม่ในธรรมชาติ เช่น การช่วยย่อยสลายเศษซากพืชซากสัตว์ในดินให้อยู่ในรูปฮิวมัส เปลี่ยนจากรูปสารอินทรีย์ไปเป็นสารอนินทรีย์ (Mineralization) เพิ่มความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารพืช ได้แก่ กระบวนการตรึงไนโตรเจน (N2 Fixation) โดยจุลินทรีย์บางชนิดที่สามารถสร้างอาหารเองได้โดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ เช่น แหนแดง และจุลินทรีย์ชนิดที่สามารถดึงไนโตรเจนจากอากาศและสร้างความอุดมสมบูรณ์ให้กับดิน เช่น ไรโซเบียม

3. จุลินทรีย์หลายชนิดมีบทบาทในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างสลับซับซ้อน เช่น จุลินทรีย์บางชนิดสามารถสร้างกรดอนินทรีย์ที่สามารถละลายแร่ธาตุอาหารพืชในดินให้เป็นประโยชน์ต่อพืช บางชนิดสร้างสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชหรือฮอร์โมน (Plant Growth Regulation) ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชและยังสามารถผลิตสารต่างๆรวมถึงสารปฏิชีวนะ เอนไซม์ และกรดแลคติก เช่น แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างสารพวก Gramicidine และ Tyrocidine เชื้อราบางชนิดสามารถสร้างสารพวก Pennicilin และ Giotoxin เชื้อแอคติโนมัยซิทสามารถสร้างสาร Actinomycin และ Aureomycin ซึ่งส่งเหล่านี้จะสามารถใช้ในการยับยั้งเชื้อโรคชนิดต่างๆและยังช่วยสนับสนุนปฏิกิริยาทางเคมีในดินให้เกิดขึ้นเป็นปกติ โดยถ้าปราศจากเอนไซม์ปฏิกิริยาทางเคมีที่ซับซ้อนในดินก็จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ภายในระยะเวลาอันสั้น

บทบาทของสิ่งมีชีวิตเล็กๆในดินเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้ามไป การศึกษาจุลินทรีย์ด้วยวิธีแบบดั้งเดิมด้วยการเพาะเลี้ยงเชื้อในห้องปฏิบัติการทำให้ศึกษาชนิดและบทบาทของจุลินทรีย์ต่างๆในดินของโลกนี้ได้เพียง 1% ของความสัมพันธ์ของดินและจุลินทรีย์ที่มีอยู่ ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เทคโนโลยีการอ่านลำดับพันธุกรรม สามารถศึกษาจุลินทรีย์ได้ทั้งหมดจากสิ่งแวดล้อมที่สนใจ ดังนั้นจุลินทรีย์และความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมและพืชจึงยังคงเป็นสิ่งที่น่าศึกษาวิจัยต่อไป

กระบวนการหมุนเวียนธาตุอาหารในดินโดยกิจกรรมของจุลินทรีย์

จุลินทรีย์มีบทบาทในกระบวนการหมุนเวียนธาตุอาหารเนื่องจากจุลินทรีย์ต้องการสารอนินทรีย์มาเป็นแหล่งพลังงานและใช้สังเคราะห์เป็นสารประกอบอินทรีย์ ภายในเซลล์เหล่านี้ จุลินทรีย์ จึงมีบทบาทในการเกิดกระบวนการแปรรูปสารประกอบเหล่านี้ต่างๆกันไป ได้แก่

1. Mineralization หรือ Decomposition  กระบวนการที่จุลินทรีย์ย่อยสลายสารประกอบอินทรีย์ให้เป็นสารประกอบอนินทรีย์

2. Immobilization  กระบวนการที่จุลินทรีย์นำสารอนินทรีย์เข้าสู่เซลล์ เพื่อสังเคราะห์เป็นสารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจนภายในเซลล์

นอกจากกระบวนการทั้งสองนี้แล้ว จุลินทรีย์ยังทำให้เกิดกระบวนการต่างๆ อีกมากมายที่ทำให้เกิดเป็นวงจรหมุนเวียนไนโตรเจน (Nitrogen Cycle) กระบวนการเหล่านี้ได้แก่

• Ammonification เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์ย่อยสลายกรดอะมิโนแล้วได้แอมโมเนีย (NH3)  โดยบทบาทของแบคทีเรียกลุ่ม Heterotropic เชื้อรา และแอคติโนมัยซิท โดยแบคทีเรียกลุ่ม Facutative Bacteria จะมีบทบาทในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน

• Nitrification  เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์เปลี่ยนรูปแอมโมเนีย (NH 3)  ไปเป็นไนไตรท์ และเปลี่ยนรูปไนไตรท์เป็นไนเตรท โดยกลุ่มแบคทีเรียที่เรียกว่า Nitrifying Bacteria เป็นแบคทีเรียประเภท Chemoautotrops ซึ่งแบ่งออกได้ดังนี้

  • • แบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียเป็นไนไตรท์ หรือใช้แอมโมเนียเป็นแหล่งพลังงาน ได้แก่ Nitrosomonas sp. และ Nitrosococus sp. เป็นต้น

    • แบคทีเรียที่ออกซิไดซ์ไนไตรท์เป็นไนเตรท หรือใช้ไนไตรท์เป็นแหล่งพลังงาน ได้แก่ Nitrobacter sp. เป็นต้น

• Denitrification และ Nitrate Reduction  เป็นขบวนการที่เกิดในสภาพขาดออกซิเจน

  • • Denitrification เป็นขบวนการที่จุลินทรีย์รีดิวซ์เปลี่ยนรูปสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจนไปเป็นแก็สไนโตรเจน ทำให้เกิดการสูญเสียไนโตรเจนไปจากดินโดยแบคทีเรียพวก Facutative Anaerobe และ Anaerobic Chemoautotrops

    • Nitrification เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์รีดิวซ์เปลี่ยนรูปสารประกอบไนเตรทไปเป็นไนไตรท์หรือแอมโมเนีย โดยแบคทีเรียพวก Facutative Anaerobe

• กระบวนการตรึงไนโตรเจน  (Nitrogen Fixation) เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์ตรึงแก็สไนโตรเจนจากอากาศเปลี่ยนรูปเป็นสารอินทรีย์ไนโตรเจนภายในเซลล์จุลินทรีย์

  • • การตรึงไนโตรเจนแบบอิสระ เกิดขึ้นโดย จุลินทรีย์ที่ดำรงชีวิตอยู่อย่างอิสระธรรมชาติ ได้แก่ แบคทีเรียบางชนิด เช่น Azotobacter sp. และ Clotridium sp. เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีเชื้อราบางชนิด และสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินหลายชนิด

    • การตรึงไนโตรเจนแบบชีวสัมพันธ์เกิดขึ้นโดยจุลินทรีย์ที่เจริญอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่นโดยเฉพาะพืช เป็นการดำรงชีวิตอยู่ร่วมกันโดยที่ต่างฝ่ายต่างได้รับประโยชน์  ได้แก่ Rhizobium sp. ซึ่งสามารถตรึงไนโตรเจนได้เมื่อเจริญอยู่ร่วมกับพืชตระกูลถั่วแล้วทำให้รากของต้นถั่วเกิดปมราก (Root Nodule)

A Stronger Rhizosphere Impact on the Fungal Communities Compared to the Bacterial Communities in Pecan Plantations. Front. Microbiol.(2022); https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.899801 

Adding plant metabolites improve plant phosphorus uptake by altering the rhizosphere bacterial community structure (2023); https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-023-06409-5 

Bioactive microbial metabolites. The Journal of antibiotics, (2005); https://doi.org/10.1038/ja.2005.1 

Biocontrol Delivery System of Bacillus subtilis and Trichoderma harzianum Formulated with Graphite and Silica Nano Particles to Control Phytophthora infestans in vitro; https://www.atlantis-press.com/article/125957720.pdf 

Changes of endophytic microbial community in Rhododendron simsii roots under heat stress and its correlation with leaf physiological indicators. Front. Microbiol (2022); https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1006686 

Comprehensive Investigation of Die-Back Disease Caused by Fusarium in Durian. Plants, (2023); https://doi.org/10.3390/plants12173045 

Consecutive Fertilization-Promoted Soil Nutrient Availability and Altered Rhizosphere Bacterial and Bulk Fungal Community Composition (2024); https://www.mdpi.com/1999-4907/15/3/514 

Diversity of Bacterial Communities in Bacterial Wilt-Diseased Banana Plants (2017); https://www.proquest.com/openview/68b4fdb30ce58cce723e8fffa77fd5d0/1?pq-origsite=gscholar&cbl=2026366&diss=y 

Endophytic Burkholderia: Multifunctional roles in plant growth promotion and stress tolerance. Microbiological Research (2022); https://doi.org/10.1016/j.micres.2022.127201 

Enterobacter: Role in Plant Growth Promotion (2011); https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-20332-9_8#:~:text=Generally%2C%20Enterobacter%20function%20in%20three,preventing%20the%20plants%20from%20diseases 

Enterobacteriaceae dominate the core microbiome and contribute to the resistome of arugula (Eruca sativa Mill.) (2019); https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-019-0624-7 

Genome wide transcriptomic analysis of the soil ammonia oxidizing archaeon Nitrososphaera viennensis upon exposure to copper limitation;ISME J_(2020). https://doi.org/10.1038/s41396-020-0715-2 

Globally Abundant “Candidatus Udaeobacter” Benefits from Release of Antibiotics in Soil and Potentially Performs Trace Gas Scavenging (2020); https://doi.org/10.1128%2FmSphere.00186-20 

HERNÁNDEZ, M., CALABI, M., CONRAD, R., & DUMONT, M. G. (2020). Analysis of the microbial communities in soils of different ages following volcanic eruptions. Pedosphere, 30(1), 126–134. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(19)60823-4 

Impact of Inoculation with Pseudomonas aestus CMAA 1215T on the Non-target Resident Bacterial Community in a Saline Rhizosphere Soil (2021); https://link.springer.com/article/10.1007/s00284-020-02285-9 

Involvement of Burkholderiaceae and sulfurous volatiles in disease-suppressive soils (2018): https://academic.oup.com/ismej/article-abstract/12/9/2307/7475481?login=false 

Metagenomics analysis of soil microbial communities in plant agroforestry system rubber tree (Hevea brasiliensis) – Ganyong (Canna sp.); Earth Environ. Sci, (2020); https://doi.org/10.1088/1755-1315/468/1/012045 

Molecular mechanisms underlying the close association between soil Burkholderia and fungi. The ISME journal 2016; https://doi.org/10.1038/ismej.2015.73 

Nitrososphaera viennensis, an ammonia oxidizing archaeon from soil. biological science,(2011); https://doi.org/10.1073/pnas.1013488108 

Nutrient availability and plant phenological stage influence the substrate microbiome in container-grown Impatiens walleriana ‘Xtreme Red’ (2024); https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-024-04854-7 

Opposite Sides of Pantoea agglomerans and Its Associated Commercial Outlook. Microorganisms, (2022); https://doi.org/10.3390/microorganisms10102072 

Phytopathogenic Rhodococcus Have Diverse Plasmids With Few Conserved Virulence Functions (2020); https://doi.org/10.3389%2Ffmicb.2020.01022 

Phytoremediation of cadmium-contaminated sediment using Hydrilla verticillata and Elodea canadensis harbor two same keystone rhizobacteria Pedosphaeraceae and Parasegetibacter, (2022). https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131648

Plant growth-promoting properties of Streptomyces spp. isolates and their impact on mung bean plantlets’ rhizosphere microbiome; https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2022.967415/full 

Potential effect of key soil bacterial taxa on the increase of rice yield under milk vetch rotation (2023); https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2023.1150505/full 

Prathumyot, Wikanya & Chitaree, Loetchai & Chakhatrakan, Somchai. (2022). Efficiency of Gibberellin to Enhance Young Shoot Growth of Durian (Durio zibethinus) var. 'Monthong'. High-Throughput Sequencing as a Tool for the Quality Control of Microbial Bioformulations for Agriculture. Processes, (2022); https://doi.org/10.3390/pr10112243 

Pseudomonas putida-a versatile host for the production of natural products. Applied microbiology and biotechnology, (2015); https://doi.org/10.1007/s00253-015-6745-4

Rhizosphere Bacterium Rhodococcus sp. P1Y Metabolizes Abscisic Acid to Form Dehydrovomifoliol (2021); https://www.mdpi.com/2218-273X/11/3/345 

Role of cadmium-resistant siderophore-producing rhizobacteria in increasing cadmium bioavailability in contaminated soils. (2014): https://www.cabidigitallibrary.org/doi/full/10.5555/20153032507 

Root-Associated Antagonistic Pseudomonas spp. Contribute to Soil Suppressiveness against Banana Fusarium Wilt Disease of Banana. Microbiol Spectr, (2023); https://doi.org/10.1128/spectrum.03525-22 

Selection, Classification, and Study of the Properties of Streptomyces sp. SAURU59 against Pathogenic Fungi Causing Durian Root and Stem Rot Disease, (2023); https://scijournal.buu.ac.th/index.php/sci/article/view/4788 

Soil bacterial community is more sensitive than fungal community to canopy nitrogen deposition and understory removal in a Chinese fir plantation. Front. Microbiol._(2022); https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1015936 

Soil microbial community composition and functions are disrupted by fire and land use in a Mediterranean woodland, Science of The Total Environment_(2023); https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165088 

"The Family Xanthobacteraceae", Springer; (2014); https://api.semanticscholar.org/CorpusID:82777629 

The genus Actinoallomurus and some of its metabolites. J Antibiot 64,(2011). https://doi.org/10.1038/ja.2010.149 

The Shift of Soil Bacterial Community After Afforestation Influence Soil Organic Carbon and Aggregate Stability in Karst Region, (2022); https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2022.901126/full