จำนวนผู้เข้าชมครั้ง
จำนวนผู้เข้าชม

 

 

 

หน้าหลัก เกี่ยวกับเรา ถาม-ตอบ ผลิตภัณฑ์ วิธีสั่งซื้อ ติดต่อเรา

จุลินทรีย์กับการเกษตร

บทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์ในการเกษตร

คำนำ
     เกษตรธรรมชาติ ถือว่า ดินดี คือ ดินที่มีชีวิต เป็นดินที่มีความสมดุลของสิ่งมีชีวิตในดินรวมถึงจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในดินด้วย สมดุลของจุลินทรีย์ที่อยู่ในดินสภาพธรรมชาติก็คือ ความสมดุลในด้านของจุลินทรีย์และความหลากหลายของจุลินทรีย์  ฉะนั้นจำนวนจุลินทรีย์กับความหลากหลายของจุลินทรีย์ในดินจึงเป็นสิ่งที่สำคัญ ดินที่เหมาะสมที่สุดในการทำการเกษตร คือดินที่มีจุลินทรีย์อยู่หลายกลุ่ม ตัวอย่างเช่น ดินป่า เป็นต้น

    ในอดีตสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมจะมีอยู่ในดินป่า ในป่าซึ่งมีสารอินทรีย์ในรูปใบไม้หรือซากพืชซากสัตว์ที่เพิ่มลงไป(input)กับปริมาณธาตุอาหารพืชที่ถูกพืชนำไปใช้และถูกเก็บเกี่ยวเป็นผลผลิตออกไปจากพื้นท ี่( output) ที่สมดุลกัน ก็คือ ธาตุอาหารพืชที่ถูกใช้ไปกับส่วนที่เพิ่มเติมลงมาในดินเท่ากัน จากการที่มีเศษซากอินทรียวัตถุหล่นลงดิน ( input ) หรือที่พืชตรึงไนโตรเจนจากอากาศลงสู่ดิน โดยมีจุลินทรีย์เป็นตัวช่วยในกระบวนการย่อยสลายและเปลี่ยนรูปธาตุอาหารให้เป็นประโยชน์ เป็นกระบวนการที่เรียกว่าการนำกลับมาใช้ใหม่ ( Recycle ) ทำให้พืชมีการเจริญเติบโตและสร้างผลผลิต ผลิดอกออกผลเป็นดอกไม้ ผัก ผลไม้และอื่นๆ  ส่วนสิ่งที่ถูกนำออกมาจากพื้นที่นั้นๆ คือธาตุอาหารพืชที่สูญเสียไปจากดิน ( Output ) ซึ่งในพื้นที่ที่ทำการเกษตรส่วนใหญ่ เกษตรกรมักจะนำผลผลิตทางการเกษตรที่ได้ออกจากพื้นที่ โดยไม่ได้คำนึงถึงปริมาณธาตุอาหารพืชที่จะเพิ่มเข้าไปในพื้นที่ ทำให้พื้นที่ที่ทำการเกษตรส่วนใหญ่ในปัจจุบันเกิดความไม่สมดุลกัน จึงมีผลทำให้ความอุดมสมบูรณ์ของดินเสื่อมโทรมลงไปเป็นลำดับ

     จุลินทรีย์มีบทบาทอย่างมากในกระบวนการนำกลับมาใช้ใหม่หรือการแปรสภาพอินทรียวัตถุในดินให้กลายเป็นธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์กับพืช โดยจุลินทรีย์จะมีขั้นตอนของความหลากหลายในกระบวนการนำกลับมาใช้ใหม่ เพราะมีวงจรชีวิตที่สั้น และมีหลายชนิด แต่ละชนิดมีปริมาณที่มาก ซึ่งมีหน้าที่และบทบาทต่อกระบวนการต่างๆในดินแตกต่างกันไป เพราะฉะนั้นจึงถือได้ว่าจุลินทรีย์ก็คือ ตัวการที่จะทำให้สารอินทรีย์จากซากพืชซากสัตว์ย้อนกลับไปเป็นธาตุอาหารพืชใหม่ได้อีกครั้ง นั่นคือทำให้เกิดการหมุนเวียนธาตุอาหารพืชในดิน ในปัจจุบันการทำการเกษตรมีการใช้ปุ๋ยเคมีกันมากเพราะความต้องการผลผลิตที่มากขึ้น เมื่อต้องการผลผลิตมากขึ้นก็จำเป็นต้องนำเอาปัจจัยการผลิตอื่นๆใส่เข้าไปเพิ่มมากขึ้น ทำให้เกิดปัญหาการใช้อย่างไม่สมดุล เป็นการใช้อย่างทำลายมากกว่า จะเห็นได้จากกรณีการเปิดป่า หรือการนำพื้นที่มาใช้จะเริ่มต้นด้วยการเผา ซึ่งทำให้จุลินทรีย์ส่วนหนึ่งตายไป และอินทรียวัตถุส่วนหนึ่งหายไป ส่วนที่เคยอยู่ในระบบก็หายไปอยู่นอกระบบ เมื่อจุลินทรีย์หลายชนิดตายไปอีกหลายชนิดก็ลดจำนวนลง อัตราการเกิดกระบวนการหมุนเวียนย้อนกลับไปเป็นปัจจัยการผลิตก็ลดน้อยลง นี่คือบทบาทของจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในธรรมชาติ

     ทันทีทีเปิดหน้าดินทำลายพืชที่ปกคลุมดิน เกษตรกรก็จะเริ่มทำการเผาก่อน สิ่งที่หายไปก็คือ อินทรียวัตถุในดิน ชนิดของจุลินทรีย์และปริมาณของจุลินทรีย์ เมื่อปลูกพืชต่อเนื่องไปได้ 2 – 3 ปี จะสังเกตได้ว่าผลผลิตที่ได้เริ่มลดลง และเพาะปลูกไม่ได้ผล ต้นทุนการผลิตสูงขึ้นเพราะดินไม่ดี โรคแมลงศัตรูพืชมากขึ้น นั่นบอกถึงการขาดความสมดุลในพื้นที่ การทำการเกษตรในบางพื้นที่จะทิ้งพื้นที่บริเวณนั้นไว้ 3-5 ปี จนกระทั่งอินทรียวัตถุเพิ่มมากขึ้นจึงฟื้นกลับมามีความสมดุลอีกครั้ง ที่เป็นเช่นนั้นเพราะการปล่อยพื้นที่ไว้โดยไม่เข้าไปยุ่ง จะทำให้พืชพันธุ์ต่างๆเจริญเติบโต และตายลงสลายตัวกลายเป็นธาตุอาหารพืชย้อนกลับสู่ดิน และจากสารอินทรีย์ที่รากพืชปลดปล่อยออกมาในบริเวณใกล้ๆราก สิ่งเหล่านี้จะชักนำให้จุลินทรีย์เพิ่มจำนวนมากขึ้น และเกิดความหลากหลายของจุลินทรีย์อีกครั้ง นอกจากนี้ยังชักนำให้มีสิ่งมีชีวิตอื่นๆในดินตามมา ทำให้ดินในพื้นที่นั้นกลับมาสมบูรณ์อีกครั้ง ฉะนั้นถ้าให้เวลาธรรมชาติสัก 3- 5 ปี ทุกอย่างจะฟื้นสภาพได้เอง แต่ในปัจจุบันเกษตรกรไม่สามารถรอเวลานั้นได้ เนื่องจากมีพื้นที่จำกัดและความต้องการผลผลิตที่รวดเร็วและปริมาณมากขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการทางเศรษฐกิจ
ดังนั้นระบบการเกษตรแผนปัจจุบันจึงเลือกที่จะใช้ปุ๋ยเคมีและสารเคมีกำจัดศัตรูพืชในการแก้ปัญหานี้อันเป็นสาเหตุใหญ่ที่ทำให้ดินเสื่อมโทรมลงเรื่อยๆ เพราะดินเป็นกรดและแข็งกระด้างเนื่องจากปุ๋ยเคมีและสารเคมีที่ตกค้างในดิน ในขณะที่ระบบเกษตรอินทรีย์จะใช้วิธีการที่ดีกว่าคือ เติมปุ๋ยอินทรีย์ที่ผลิตจากวัสดุเหลือใช้ทางการกาเกษตรหรือขยะอินทรีย์ต่างๆ ที่สามารถนำกลับมาใช้ได้ใหม่ และเพิ่มจุลินทรีย์ธรรมชาติเข้าไปด้วย เป็นการปรับปรุงดินให้มีโครงสร้างที่ดีและมีความอุดมสมบูรณ์ขึ้น

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

จุลินทรีย์ในดินมีความสำคัญดังต่อไปนี้

  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

จุลินทรีย์ที่มีบทบาทต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน

       จุลินทรีย์มีหลายชนิด ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา แอคติโนมัยซิทและสาหร่าย แต่ละชนิดจะมีบทบาทและกิจกรรมต่อความสมบูรณ์ของดิน ได้แก่

      1  แบคทีเรีย ( Bacteria )

          เป็นจุลินทรีย์ขนาดเล็กที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับ เชื้อรา โปรโตซัวและสาหร่าย มีรูปร่างแบบง่ายๆ 3 รูปร่าง คือ กลม ( Cocci ) ท่อน ( Rod ) และเกลียว(Spiral ) ไม่มีรงควัตถุภายในเซลล์ คือ เซลล์มักจะใส มีทั้งเคลื่อนที่ได้และไม่เคลื่อนที่ เราสามารถแบ่งชนิดของจุลินทรีย์ได้เป็นหลายประเภทดังนี้

      ก. แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามช่วงอุณหภูมิ
1 ) พวก Psychophilic  Bacteria คือ แบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ
2 ) พวก Mesophilic  Bacteria  คือ แบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีที่อุณหภูมิปาน 
กลางมีอยู่มากกในดินส่วนใหญ่
3 ) พวก Themophilic  Bacteria คือ แบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีที่อุณหภูมิสูง

     ข.  แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามความต้องการออกซิเจน
1 ) แบคทีเรียพวกที่ต้องการออกซิเจน ( Aerobic Bacteria ) เป็นแบคทีเรีย
พวกทีเจริญได้ดีในสภาพที่มีออกซิเจน
2 ) แบคทีเรียพวกที่ไมต้องการออกซิเจน ( Anaerobic Bacteria ) เป็น
แบคทีเรียพวกทีเจริญได้ดีในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน

    ค. แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามลักษณะทางนิเวศวิทยา
1 ) Autochthonous ( Indigenous Group ) เป็นแบคทีเรียที่มีอยู่ดั้งเดิมใน
ธรรมชาติ ( IMO ) ได้รับสารอาหารจากธรรมชาติอยู่ได้โดยไม่ต้องมีการ
เพิ่มสารอาหารและแหล่งพลังงานจากภายนอก แบคทีเรียกลุ่มนี้จะมีปริมาณ
คงที่ตามฤดูกาล
2 ) Zymogenous ( Fermentation Producing Group ) เป็นกลุ่มแบคทีเรียที่
สามารถแปรรูปสารเคมีต่างๆได้โดยขบวนการหมัก ( Fermentation ) ทำให้
เกิดผลิตภัณฑ์หลายอย่าง แต่กลุ่มนี้มีอยู่ตามธรรมชาติน้อยมาก จะเพิ่ม
จำนวนเมื่อมีการเพิ่มสารอาหารและแหล่งพลังงานจากภายนอก

    ง . แบ่งประเภทของแบคทีเรียตามการสร้างอาหาร
1 ) Autotrophic คือ แบคทีเรียพวกที่ได้คาร์บอน ( C ) จากก๊าซ
คาร์บอนไดออกไซด์ ( CO 2 ) และสารประกอบอนินทรีย์อื่นๆ เช่น HCO 3
2 ) Heterotrophic คือ แบคทีเรียพวกที่ได้คาร์บอน ( C ) จากอินทรีย์คาร์บอน
หรือสารประกอบอินทรีย์ทั่วไป
3 ) Chemotrophic คือแบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีในสภาพขาดแสงสว่างและได้
พลังงานจากปฏิกิริยาเคมี และขบวนการออกซิเดชั่นของสิ่งมีชีวิต
( Biological Oxidation )
4 ) Chemoheterotrophic  คือแบคทีเรียพวกที่เจริญได้ดีในสภาพขาดแสงสว่าง
และได้พลังงานจากอินทรียสาร
5 ) Phototrophic คือ แบคทีเรียพวกที่ได้พลังงานจากการสังเคราะห์แสง

       แบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์ที่พบเป็นจำนวนมากที่สุดในจุลินทรีย์ทั้งหมด โดย  จำนวนแบคทีเรียคิดเป็น 50 % ของน้ำหนักจุลินทรีย์ทั้งหมด และมีกิจกรรม คิดเป็น 95% ของจุลินทรีย์ทุกชนิดรวมกัน พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ จัดได้ว่าเป็นจุลินทรีย์ที่มีบทบาทอย่างมากในธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ ต่างๆของสิ่งมีชีวิตรวมทั้งมนุษย์ด้วย

 

      2  เชื้อรา ( Fungi )

        1 ) ยีสต์ เป็นเชื้อราซึ่งมีลักษณะแปลกตรงที่ มีการดำรงชีวิตอยู่ในสภาพเซลล์เดียว( Unicellular ) แทนที่จะเจริญเป็นเส้นใยเหมือนเชื้อราอื่นๆทั่วๆไป ปกติยีสต์เพิ่มจำนวนและแบ่งเซลล์โดยการแตกหน่อ ( Budding ) เซลล์ยีสต์จะใหญ่กว่าแบคทีเรียและมีนิวเคลียสที่เห็นได้ชัดเจนนอกจากนี้ในเซลล์ยีสต์เราจะสังเกตเห็นแว้คูโอ ( Vacuole ) ขนาดใหญ่พร้อมทั้งเม็ดสาร ( Granule ) ต่างๆในไซโตพลาสซึม ( Cytoplasm ) อยู่เสมอ
2 ) ราเส้นใย เป็นจุลินทรีย์ที่มีการพัฒนามาดำรงชีวิตอยู่ในสภาพหลายเซลล์
( Multicellular ) โดยส่วนใหญ่จะมีลักษณะการเจริญเป็นเส้นใย (Hyphae ) ซึ่งอาจมีผนังกั้น ( Septate Hypha ) หรือไม่มีผนังกั้น( Non Septate Hypha ) เชื้อเป็นจุลินทรีย์ที่มีความหลากหลาย มีความแตกต่างกันมากนด้านขนาดรูปร่างของโครงสร้างและระบบสืบพันธุ์ โดยทั่วไปเชื้อรามีการสืบพันธุ์โดยการสร้างสปอร์ ซึ่งมีทั้งสปอร์แบบไม่อาศัยเพศ ( Asexual Spores ) และสปอร์แบบอาศัยเพศ(Sexual Spores )

    3  แอคติโนมัยซิท ( Actinomycetes )

          เป็นจุลินทรีย์จำพวกเซลล์เดี่ยวที่มีลักษณะคล้ายคลึงทั้งแบคทีเรียและเชื้อรา โดยมีขนาดเล็กคล้ายแบคทีเรีย แต่มีการเจริญเป็นเส้นใยและสร้างสปอร์คล้ายเชื้อรา มีเส้นใยที่ยาวเรียวและอาจจะแตกสาขาออกไปเป็นเส้นใยเรียกว่า Hyphae หรือ Filaments

     4  สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ( Blue Green Algae หรือ Cyanobacteria )

         แตกต่างจุลินทรีย์ชนิดอื่นตรงที่มีคลอโรฟิลล์มักเห็นเซลล์เป็นสีเขียว เซลล์เป็น Procaryote ซึ่งเหมือนกับแบคทีเรีย และมีสาร Mucopeptide  เป็นองค์ประกอบของผนังเซลล์เช่นเดียวกับแบคทีเรีย สาหร่ายพวกนี้ไม่มีคลอโรพลาสต์  ดังนั้นคลอโรฟิลส์จึงกระจายอยู่ทั่วไปในเซลล์

 

บทบาทและความสำคัญของจุลินทรีย์ในการเกษตร

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

     1) จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญทั้งในแง่การเป็นประโยชน์และการเกิดโรค จุลินทรีย์หลายชนิดอาจเป็นสาเหตุของการเกิดโรคพืชและสัตว์ ทำให้เกิดความเสียหายแก่ผลผลิตทางเกษตร     แต่ในสภาพธรรมชาติจุลินทรีย์ที่มีอยู่อย่างหลากหลายจะมีกากรควบคุมกันเองนิวัตจักรของสิ่งมีชีวิต มีจุลินทรีย์หลายชนิดที่ทำหน้าทีป้องกัน กำจัด และยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ชนิดอื่นรวมทั้ง จุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุของโรคพืช
2 ) จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนทรัพยากรให้ใช้ประโยชน์ได้ใหม่ในวัฏจักรของธาตุอาหารโดยจุลินทรีย์ทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ต่างๆ ให้เป็นธาตุอาหาร เกิดการหมุนเวียนธาตุอาหารกลับมาใช้ใหม่ของสารอินทรีย์ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือเศษเหลือทิ้งจากอุ๖สาหกรรมทางการเกษตรให้กลับมาอยู่ในรูปที่เป้ฯประโยชน์ต่อพืช โดยกระบวนการย่อยสลายหรือสังเคราะห์สารชนิดอื่นๆขึ้นมาใหม่ในธรรมชาติ เช่น การช่วยย่อยสลายเศษซากพืชซากสัตว์ในดินให้อยู่ในรูปฮิวมัส เปลี่ยนจากรูปสารอินทรีย์ไปเป็นสารอนินทรีย์ ( Mineralization ) เพิ่มความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารพืชได้แก่ กระบวนการตรึงไนโตรเจน( N 2 Fixation ) โดยจุลินทรีย์บางชนิดที่สามารถสร้างอาหารเองได้โดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ เช่นแหนแดง และจุลินทรีย์ชนิดที่สามารถดึงไนโตรเจนจากอากาศและสร้างความอุดมสมบูรณ์ให้กับดิน เช่น เชื้อไรโซเบียม
3 ) จุลินทรีย์หลายชนิดมีบทบาทในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างสลับซับซ้อน เช่น จุลินทรีย์บางชนิดสามารถสร่งกรดอนินทรีย์ที่สามารถละลายแร่ธาตุอาหารพืชในดินให้เป็นประโยชน์ต่อพืช บางชนิดสร้างสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชหรือฮอร์โมน ( Plant Growth Regulation ) ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชและยังสามารถผลิตสารต่างๆรวมถึงสารปฏิชีวนะ เอนไซม์ และกรดแลคติก เช่น แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างสารพวก GramicidineและTyrocidine เชื้อราบางชนิดสามารถสร้างสารพวก Pennicilin และ Giotoxin เชื้อแอคติโนมัยซิท
สามารถสร้างสาร Actinomycin และ Aureomycin ซึ่งส่งเหล่านี้จะสามารถใช้ในการยับยั้งเชื้อโรคชนิดต่างๆและยังช่วยสนับสนุนปฏิกิริยาทางเคมีในดินให้เกิดขึ้นเป็นปกติ โดยถ้าปราศจากเอนไซม์ปฏิกิริยาทางเคมีที่ซับซ้อนในดินก็จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ภายในระยะเวลาอันสั้น
บทบาทของสิ่งมีชีวิตเล็กๆในดินเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้ามไป เพราะปัจจุบันความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ก็สามารถที่จะรับรู้ถึงชนิดและบทบาทของ
จุลินทรีย์ต่างๆในดินของโลกนี้ได้เพียง 10% ของความสัมพันธ์ของดินและจุลินทรีย์ที่มีอยู่ ดังนั้นความสัมพันธ์จึงยังคงเป็นสิ่งที่น่าศึกษาวิจัยต่อไป

กระบวนการหมุนเวียนธาตุอาหารในดินโดยกิจกรรมของจุลินทรีย์

       จุลินทรีย์มีบทบาทในกระบวนการหมุนเวียนธาตุอาหารเนื่องจากจุลินทรีย์ต้องการสารอนินทรีย์มาเป็นแหล่งพลังงานและใช้สังเคราะห์เป็นสารประกอบอินทรีย์ ภายในเซลล์เหล่านี้ จุลินทรีย์ จึงมีบทบาทในการเกิดกระบวนการแปรรูปสารประกอบเหล่านี้ต่างๆกันไป ได้แก่

     1 ) Mineralization หรือ Decomposition  กระบวนการที่จุลินทรีย์ย่อยสลายสารประกอบอินทรีย์ให้เป็นสารประกอบอนินทรีย์
2 ) Immobilization  กระบวนการที่จุลินทรีย์นำสารอนินทรีย์เข้าสู่เซลล์ เพื่อสังเคราะห์เป็นสารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจนภายในเซลล์
นอกจากกระบวนการทั้งสองนี้แล้ว จุลินทรีย์ยังทำให้เกิดกระบวนการต่างๆ อีกมากมายที่ทำให้เกิดเป็นวงจรหมุนเวียนไนโตรเจน ( Nitrogen Cycle ) กระบวนการเหล่านี้ได้แก่
      : Ammonification เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์ย่อยสลายกรดอะมิโนแล้วได้แอมโมเนีย ( NH 3 )  โดยบทบาทของแบคทีเรียกลุ่ม Heterotropic เชื้อรา และแอคติโนมัยซิท โดยแบคทีเรียกลุ่ม Facutative Bacteria จะมีบทบาทในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน
       : Nitrification  เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์เปลี่ยนรูปแอมโมเนีย ( NH 3 )  ไปเป็นไนไตรท์ และเปลี่ยนรูปไนไตรท์เป็นไนเตรท โดยกลุ่มแบคทีเรียที่เรียกว่า Nitrifying Bacteria เป็นแบคทีเรียประเภท Chemoautotrops ซึ่งแบ่งออกได้ดังนี้
1 แบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียเป็นไนไตรท์ หรือใช้แอมโมเนียเป็นแหล่งพลังงาน ได้แก่ Nitrosomonas sp. และ Nitrosococus sp. เป็นต้น
2 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 ) เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์ตรึงแก็สไนโตรเจนจากอากาศเปลี่ยนรูปเป็นสารอินทรีย์ไนโตรเจนภาย
ในเซลล์จุลินทรีย์
1 การตรึงไนโตรเจนแบบอิสระ เกิดขึ้นโดย จุลินทรีย์ที่ดำรงชีวิตอยู่อย่างอิสระธรรมชาติ ได้แก่ แบคทีเรียบางชนิด เช่น Azotobacter sp. และ Clotridium sp. เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีเชื้อราบางชนิด และสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินหลายชนิด
2 การตรึงไนโตรเจนแบบชีวสัมพันธ์เกิดขึ้นโดยจุลินทรีย์ที่เจริญอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่นโดยเฉพาะพืช เป็นการดำรงชีวิตอยู่ร่วมกันโดยที่ต่างฝ่ายต่างได้รับประโยชน์  ได้แก Rhizobium sp. ซึ่งสามารถตรึงไนโตรเจนได้เมื่อเจริญอยู่ร่วมกับพืชตระกูลถั่วแล้วทำให้รากของต้นถั่วเกิดปมราก ( Root Nodule )

 

กลุ่มจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ทางการเกษตร

      1 ) จุสินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจน (Nitrogen Fixing Microorganisms )
ซึ่งมักจะเป็นกลุ่มแบคทีเรีย เพราะทำงานเร็วและมีอยู่จำนวนมากโดยครึ่งหนึ่งของมวลจุลินทรีย์ทั้งหมดในโลก คือ แบคทีเรีย
แบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนได้แบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ
1  กลุ่มที่ตรึงไนโตรเจนได้อย่างอิสระ Azotobacter sp. Clostridium sp.      
               Azospirillum sp.
2  กลุ่มที่ต้องอยู่ร่วมกับตัวอื่นถึงจะตรึงไนโตเจนได้แบบพึ่งพาอาศัยกันและกัน  
เช่น Rhizobium sp. ในปมรากตระกูลถั่ว

     จุลินทรีย์ชนิดอื่นที่จัดอยู่ในกลุ่มนี้และตรึงไนโตรเจนได้อย่างอิสระ เช่น สาหร่ายเขียวแกมน้ำเงิน เช่น Anabaena   Nostoc  Tolypothrix   เป็นต้น ซึ่งเป็นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่สามารถเจริญได้ดีในสภาพนาข้าว ซึ่งจากการทดลองในหลายประเทศพบว่าสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินตรึงไนโตรเจนจากอากาศในแต่ละฤดูปลูกได้มากถึงประมาณ10 – 20 กิโลกรัมต่อไร่
สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน Anabaena   azollae สามารถตรึงไนโตรเจนได้แบบอาศัยพึ่งพากันและกัน กับแหนแดง Azolla ซึ่งเป็นเฟิร์นน้ำเล็กๆมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มอินทรียวัตถุและตรึงไนโตรเจนในนาข้าว ทำให้แหนแดงกลายเป็นปุ๋ยพืชสดที่สำคัญและมีศักยภาพสูงใช้ร่วมกับนาข้าว

      2 ) จุลินทรีย์ที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ หรือเซลลูโลส เป็นพวกที่ย่อยสลายเซลลูโลสหรือซากพืช ซากสัตว์ ประกอบไปด้วย แบคทีเรีย รา แอคติโนมัยซิท และโปรโตซัว เช่น Bacillus  Aspergillus Tricoderma Penicillium Themoactinomyces เป็นต้น
จุลินทรีย์พวกนี้พบได้ทั่วไปในพืช ซากสัตว์ ใบไม้ กิ่งไม้ เศษหญ้า และขยะอินทรีย์ชนิดต่างๆทำให้เกิดปุ๋ยอินทรีย์ชนิดต่างๆขึ้นมาได้ เช่น ปุ๋ยหมัก ปุ๋ยพืชสด ปุ๋ยคอก
ปุ๋ยอินทรีย์น้ำ น้ำหมักชีวภาพ เป็นต้น
ในปุ๋ยหมักที่มีกิจกรรมจุลินทรีย์ค่อนข้างดีพบว่าในทุก 1 กรัมของปุ๋ยหมักจะต้องมีแบคทีเรีย 150 – 300 ไมโครกรัมและมีแบคทีเรียที่มีกิจกรรมสูง ( Active ) อยู่ 15 – 30 ไมโครกรัม มีรา 150 – 200 ไมโครกรัมและมีเชื้อราที่มีกิจกรรมสูง 2 – 10 ไมโครกรัม มีพวกโปรโตซัว ซึ่งจะย่อยสลายเศษชิ้นส่วนขนาดใหญ่ให้เล็กลง ต้องมีถึงประมาณ 10,000 ตัวต่อ 1 กรัมของปุ๋ยหมัก และมีพวกไส้เดือนฝอยชนิดที่เป็นประโยชน์ 50 – 100 ตัว

       3 ) จุลินทรีย์ที่ละลายฟอสเฟตและธาตุอาหารอื่นๆ จุลินทรีย์พวกนี้สามารถทำให้ธาตุอาหารชนิด เช่น ฟอสฟอรัส เหล็ก สังกะสี ทองแดง และแมงกานีส ที่มักอยู่ในรูปที่พืชไม่สามารถนำไปใช้ได้ ( ไม่ละลาย ) ให้ละสายออกมาอยู่ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ รวมทั้งจุลินทรีย์ที่ช่วยส่งเสริมให้รากพืชดูดกินอาหารได้ดีขึ้น ซึ่งโดยปกติแล้วจะไม่สามารถดูดกินธาตุอาหารบางชนิดได้ หรือดูดกินได้น้อย
จุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการแปรสภาพฟอสฟอรัสจะมีทั้งกลุ่มที่ทำหน้าที่เปลี่ยนอินทรีย์ฟอสฟอรัสและอนินทรีย์ฟอสฟอรัสที่อยู่ในรูปไม่เป็นประโยชน์ต่อพืช ในกรณีของสารอินทรีย์ฟอสฟอรัสที่อยู่ในรูปไม่เป็นประโยชน์ต่อพืชจะอยู่ในรูปของไฟทิน และกรดฟอสฟอริก จุลินทรีย์กลุ่มนี้จะสร้างเอนไซม์  Phytase  Phosphatase  Nucleotidases และ Glecerphosphate เพื่อแปรสภาพอินทรีย์ฟอสฟอรัสให้อยู่ในรูปของอนินทรีย์ฟอสฟอรัสที่เรียกว่า ออโธฟอสเฟต ( Orthophosphate ) ซึ่งเป็นพวกโมโน  ( Mono ) และ Dihydrogen Phosphate  จุลินมรีย์ดังกล่าวได้แก่แบคทีเรียในสกุล Bacillus sp. และราในสกุล Aspergillus sp. Thichoderma sp. Penicillium sp. และ Rhizopus sp. เป็นต้น
จุลินทรีย์ในสกุล Bacillus sp. และAspergillus sp. จะสร้างกรดอินทรีย์ละลายฟอสฟอรัสที่อยู่ในรูปของหินฟอสเฟตออกมาให้อยู่ในรูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืชได้ นอกจากนี้เชื้อราไมคอไรซา ( Mycorrhizal Fungi ) ยังมีบทบาทในการละลายและการส่งเสริมการดูดใช้ธาตุฟอสฟอรัส

     4 ) จุลินทรีย์ที่ผลิตสารป้องกันและทำลายโรคพืช จุลินทรีย์กลุ่มนี้มีประสิทธิภาพในการป้องกันและยับยั้งการเจริญของเชื้อราและแบคทีเรียพวกที่ก่อโรคบางชนิด เช่น กลุ่มแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลคติก (Lactic Acid Bacteria) ได้แก่ Lactobacillus sp. บนใบพืชที่สมบูรณ์และมีสุขภาพดีจะพบแบคทีเรียกลุ่มผลิตกรดแลคติกมาก  จุลินทรีย์กลุ่มนี้ส่วนใหญ่ไม่ต้องการออกซิเจน และมีประโยชน์อย่างมากในการเกษตร เช่น เปลี่ยนสภาพดินจากดินที่ไม่ดีหรือดินที่สะสมโรคให้กลายเป็นดินที่ต้านทานโรค ช่วยลดจำนวนจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุของโรคพืชให้มีจำนวนน้อยลง มีประโยชน์กับพืชและสัตว์ นอกจากนี้ยังมีจุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการสร้างสารปฏิชีวนะออกมาทำลายโรคพืชบางชนิด เช่น เชื้อรา Aspergillus sp. Thichoderma sp. และเชื้อแอคติโนมัยซิทพวก Steptomyces sp.

        5 ) จุลินทรีย์ที่ผลิตฮอร์โมนพืช เช่น Bacillus sp. สามารถสร้างสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช เช่น ออกซิน จิบเบอเรลลิน และไซโตไคนิน เป็นต้น ซึ่งสามารถช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช
   
บทบาทของจุลินทรีย์ในกระบวนการทำปุ๋ยหมัก

     จุลินทรีย์ที่มีบทบาทในกองปุ๋ยหมัก มีหลายประเภท ประกอบด้วยเชื้อรา แบคทีเรีย และแอคติโนมัยซิท ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูงในการย่อยสลายวัสดุอินทรีย์ บทบาทของจุลินทรีย์ในกองปุ๋ยมีดังนี้

      1 ) เชื้อรา ( Fungi ) ในกองปุ๋ยจะพบเชื้อราอยู่เสมอ ชนิดและปริมาณของเชื้อราจะขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาใช้ทำปุ๋ยหมัก ความชื้น และอุณหภูมิในกองปุ๋ยหมัก เชื้อราจะเจริญได้ดีในระยะแรกของการหมักปุ๋ย เนื่องจากในระยะแรกของการหมัก กองปุ๋ยจะมีอุณหภูมิที่ไม่สูงมากนัก เพราะถ้ากองปุ๋ยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นและมีความชื้นสูง ก็จะเป็นสภาพที่เหมาะสมต่อการเจริญของบคทีเรียมากกว่าเชื้อรา ดังนั้นจึงมักพบเชื้อราเจริญอยู่บริเวณผิวนอกของกองปุ๋ยหมักซึ่งมีอุณหภูมิและความชื้นต่ำกว่าภายในกองปุ๋ยหมัก แต่เมื่อกองปุ๋ยหมักมีอุณหภูมิสูงขึ้นถึง 65 องศาเซลเซียส จะไม่พบเชื้อรา แต่ถ้าอยู่ในสภาพแห้งที่อุณหภูมิ65 องศาเซลเซียส เชื้อรายังสามารถเจริญอยู่ได้
เชื้อรามีบทบาทในการย่อยสลายเศษวัสดุในกองปุ๋ยหมักให้มีขนาดเล็กลงในระยะแรกของการหมักในกองปุ๋ยหมักซึ่งอุณหภูมิภายในกองปุ๋ยยังไม่สูงมากนัก จะพบเชื้อราพวก Geotrichum candidium และ Aspergillus Fumigitus เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 45 -55 องศาเซลเซียส จะพบเชื้อราพวก Cladosporium sp. Aspergillus และ Mucor sp. เมื่ออุณหภูมิสุงกว่านี้อาจจะพบเชื้อราพวก Penicilium duponti แต่ละชนิดของเชื้อราดังกล่าวที่พบนี้อาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและวัสดุที่นำมาใช้ทำปุ๋ยหมัก

      2 ) แบคทีเรีย ( Bacteria ) เป็นจุลินทรีย์ที่พบมากในกองปุ๋ยหมัก ประมาณ 80 – 90% ของจำนวนจุลินทรีย์ทั้งหมดที่พบในกองปุ๋ยหมัก ปริมาณทั้งหมดที่พบในกองปุ๋ยหมักมักมีค่าประมาณ 2.3  + 10 8 เซลล์ต่อกรัมขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาใช้ทำปุ๋ยหมัก
แบคทีเรียมีบทบาทสำคัญในกระบวนการย่อยสลายและเกิดความร้อนในกองปุ๋ยหมัก ในระยะแรกของการหมักอุณหภูมิภายในกองปุ๋ยหมักจะไม่สูงมากนัก แบคทีเรียที่พบจะเป็นพวก Bacillus sp.  Pseudomonas sp.   Cellulomonas sp.  Favobacterium sp. Micrococcus sp.  Achromobacter sp. ระยะต่อมาเมื่อกองปุ๋ยหมักมีอุณหภูมิสูงมากขึ้น ในช่วงอุณหภูมิ 50 – 55 องศาเซลเซียส แบคทีเรียที่เจริญได้ดีจะเป็นพวก Bacillus subtilis และ Bacillus stearothermophilus ในช่วงอุณหภูมิในกองปุ๋ยหมักสูง ในบางกรณีอาจสูงถึง 65 – 70 องศาเซลเซียส แบคทีเรียที่เจริญได้และสามารถทนความร้อนได้สูงได้แก่ พวก Thermus sp. ที่สามารถเจริญได้ในช่วงอุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส และพวก Bacillus sp. ที่สามารถสร้างสปอร์ นอกจากนี้ยังพบแบคทีเรียที่สามารถสร้างสปอร์ได้เช่นกัน แต่เจริญในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน ได้แก่ Clostridium sp.

      3 ) แอคติโนมัยซิท ( Actinomycetes ) จุลินทรีย์กลุ่มนี้จะอัตราการเจริญเติบโตที่ช้ากว่าเชื้อราและแบคทีเรีย เจริญได้ดีในสภาพที่มีอากาศพอเพียง เป็นจุลินทรีย์ที่ต้องการออกซิเจนในการเจริญเติบโต สามารถเจริญได้ดีที่อุณหภูมิ 65 – 75 องศาเซลเซียส เมื่ออุณหภูมิสูงเกินกว่า 75 องศาเซลเซียสมักจะไม่พบ  ลักษณะของเชื้อแอคติโนมัยซิทที่พบบนกองปุ๋ยหมักจะเจริญเป็นกลุ่มเห็นเป็นจุดสีขาวคล้ายๆผงปูนหลังจากอุณหภูมิสูงขึ้นจนสูงมาก
เชื้อแอคติโนมัยซิทมีบทบาทสำคัญในการย่อยสลายอินทรียสาร เช่น เซลลูโลส ลิกนิน ไคติน และโปรตีนที่มีอยู่ในกองปุ๋ยหมักขณะที่มีอุณหภูมิสูง โดยเชื้อแอคติโนมัยซิทที่มักพบเสมอในกองปุ๋ยหมัก ได้แก่  Thermoactinomyces  sp. Thermomonospora sp.  เป็นพวกที่สามารถผลิตเอนไซม์เซลลูเลสออกมาย่อยเซลลูโลสได้อย่างมีประสิทธิภาพ และอาจพบ  Streptomyces sp.และ  Micropolyspora sp.  เช่นกัน

บทบาทของจุลินทรีย์ในกระบวนการหมักน้ำหมักชีวภาพ

     จุลินทรีย์ที่มีในน้ำหมักชีวภาพมีหลายประเภทแต่จุลินทรีย์ที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการหมักน้ำหมักชีวภาพได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา โดยมีบทบาทสำคัญในการย่อยสลายวัสดุอินทรีย์ และเกิดปฏิกริยาทางชีวเคมีต่างๆในการผลิตน้ำหมักชีวภาพ บทบาทของจุลินทรีย์ในกระบวนการหมักน้ำหมักชีวภาพมีดังนี้

       1 ) แบคทีเรีย 
แบคทีเรียที่พบในน้ำหมักชีวภาพหลายสายพันธุ์มีบทบาทในการย่อยสลายวัสดุที่ใช้ในการผลิต วัสดุที่ใช้ในการผลิตน้ำหมักชีวภาพเป็นวัสดุอินทรีย์ที่มาจากสิ่งที่มีชีวิตทั้งจากพืชและสัตว์ แบคทีเรียย่อยสลายวัสดุอินทรีย์ทำให้สารประกอบโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ๆเล็กลงและปลดปล่อยธาตุอาหารในน้ำหมักชีวภาพมีดังนี้
ก ) แบคทีเรียในสกุลบาซิลัส ( Bacillus sp.) บทบาทของจุลินทรีย์สกุลนี้ในกระบวนการหมักคือจัดเป็นพวก Ammonifiers เกี่ยวข้องกับการแปรสภาพอินทรีย์ไนโตรเจนให้เป็นอนินทรีย์ไนโตรเจน ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการดังกล่าวนี้ส่วนใหญ่จะได้แอมโมเนีย และแบคทีเรียในสกุลบาซิลัส สามารถผลิตเอนไซม์โพรเทส ( Protease ) ทำหน้าที่ย่อยโปรตีนให้มีขนาดโมเลกุลเล็กลง โดยมีน้ำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมี (Hydrolysis ) แปรสภาพโปรตีนให้เป็นโพลีเปบไทม์ ( Polypeptides ) และแปรสภาพโอลิโกเปบไทม์ ( Oligopeptides) ให้เป็นกรดอะมิโน ( Amino Acid ) เอนไซม์นี้ถ้าย่อยโปรตีนในสภาพที่มีอากาศเพียงพอ ( Aerobic Proteolysis ) จะได้คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย ซัลเฟตและน้ำ แต่ถ้าย่อยในสภาที่ปราศจากอากาศจะได้แอมโมเนีย อะมีน คาร์บอนไดออกไซด์ กรดอินทรีย์ และไฮโดรเจนซัลไฟล์ สารต่างๆเหล่านี้ก่อให้เกิดกลิ่นเหม็นเน่า ( Foul Smelling) นอกจากนี้แบคทีเรียสกุล Bacillus ยังสามารถสังเคราะห์ฮอร์โมนพืชกลุ่ม ออกซิน จิบเบอเรลลิน และ ไซโตไคนินได้
ข) กลุ่มแบคทีเรีบผลิตกรดแลคติก ( Lactic Acid Bacteria ) ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของแบคทีเรียกลุ่มนี้เป็น Gram Positive Aspologenous Rod- Shape Bacteria  อยู่ใน Family Lactobacillaceae จะไม่มีการสร้างสปอร์ รูปร่างของเซลล์มีลักษณะเป็นท่อน แบคทีเรียที่ผลิตกรดแลคติกจะมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากในการผลิตน้ำหมักชีวภาพ ที่กระบวนการผลิตมีน้ำตาลมาเกี่ยวข้องแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลคติกอาศัยอยู่ในธรรมชาติมากมายหลายแหล่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในที่ที่มีน้ำตาลชนิดต่างๆ แบคทีเรียกลุ่มนี้สามารถสร้างกรดแลคติก กรดฟอร์มิค เอทานอล และคาร์บอนไดออกไซด์
แบคทีเรียชนิดนี้ในพวก Anaerobic หรือ Facutative ได้แก่ แบคทีเรียในสกุล Lactobacillus sp. มีความต้องการสารอาหารพวกสารประกอบอินทรีย์มีโครงสร้างซับซ้อนพบในกระบวนการหมักมีการเจริญได้ดีในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน แต่ก็มีความสามารถเจริญเพิ่มจำนวนเซลล์ได้ดีในสภาพที่มีออกซิเจนด้วย น้ำตาลเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญของแบคทีเรียชนิดนี้
กลุ่ม Lactic Acid Bacteria แบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มคือ
1  Homofermentative  จุลินทรีย์กลุ่มนี้จะให้ผลิตภัณฑ์เป็นกรดแลคติกเท่านั้น
2  Heterofermentative  หลังจากกระบวนการหมักจะได้กรดแลคติก กรดอะซิติก กรดฟอร์มิก กลีเซอรอล แอลกอฮอล์ และคาร์บอนไดออกไซม์
โดยทั่วไปแล้วแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลคติกจะมีอยู่ในสภาพธรรมชาติทั้งในพืชผัก ผลไม้ เนื้อสัตว์ และผลิตภัณฑ์นม กรดแลคติกที่ได้มีบทบาทสำคัญในการถนอมอาหารหลายชนิดเช่น ผักดองต่างๆ ผลิตภัณฑ์นมพวกทำเนยแข็ง จุลินทรีย์ดังกล่าวมีความสามารถทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปได้ดี ทนต่อความเป็นกรดสูง สภาวะความเป็นกรดสูงนี้จะมีผลกระทบต่อการยับยั้งการเพิ่มจำนวนเซลล์หรือกำจัดกลุ่มจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดการเน่าเสียของอาหาร ปฏิกิริยาโดยสรุปของการสร้างกรดแลคติกจากน้ำตาล โดยกลุ่มแบคทีเรีย Lactic Acid Bacteria มีดังนี้คือ

        C 6H12 O6    ไม่ต้องการออกซิเจน      2CH3 .  CHOH  . COOH
         ( Glucose)                                             ( Latic acid )

  ค ) กลุ่มแบคทีเรียผลิตกรดอะซิติก ( Acetic Acid Bacteria ) ลักษณะพื้นฐานวิทยาของแบคทีเรียกลุ่มนี้เป็นแบคทีเรียแท่ง ( Rod ) และ กลม ( Cocci )  แกรมลบ (Gram Negative Areobic ) อยู่ใน Family Pseudomonadaceae รูปร่างเป็นท่อนแต่มีหลายลักษณะ เช่นรูปรีหรือไม้กระบองโค้งมี Flagella เคลื่อนที่ได้ เป็นพวกที่ต้องการออกซิเจน ( Aerobic Bacteria ) ทนทานต่อสภาพความเป้นกรดได้ดีในสภาพที่มีค่า pH ของสารละลายต่ำกว่า 5.0 และเจริญอยู่ได้ในที่ที่มีค่า pH ต่ำระหว่าง 3.0- 3.5 ได้แก่ แบคทีเรียในสกุล Acetobacter sp. บทบาทสำคัญของแบคทีเรียชนิดนี้จะทำหน้าที่แปรสภาพหรือเปลี่ยนแอลกอฮอล์ ( Ethanol ) ให้เป็นกรดอะซิติก ( Acetic Acid ) โดยปฏิกิริยา Oxidation ในสภาพที่มีออกซิเจน ดังนี้

                   C2H5OH + O2      ไม่ต้องการออกซิเจน    CH3   COOH  + H2O
              (เอททิลแอลกอฮอล์ )                                           ( กรดอะซิติก)

 

     2) เชื้อรา ราที่มีบทบาทในกระบวนการหมักน้ำหมักชีวภาพส่วนใหญ่จะเป็นยีสต์และราที่มีรูปร่างเป็นเส้นใย
ก ) ยีสต์ ( Yeasts ) เป็นราเซลล์เดียว มักมีรูปร่างกลมหรือรี สามารถสืบพันธุ์โดยการแตกหน่อ ซึ่งเป็นแบบไม่อาศัยเพศ อยู่ใน Family Saccharomycetaceae เมื่ออายุยังน้อยจะมีรูปร่างค่อนข้าวกลม แต่เมื่ออายุมากจะมีรูปร่างรียาว ยีสต์จะทำให้เกิดกระบวนการหมักโดยเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นเอททิลแอลกอฮอล์และคาร์บอนไดออกไซด์
ยีสต์มีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการหมักจะมีการสร้าง Ascospores แบบอาศัยเพศอยู่ใน Asci ได้แก่ ยีสต์สกุล Saccharomyces sp. และ Cadida sp. เนื่องจากยีสต์มีคุณสมบัติในการหมักน้ำตาลได้ดี ดังนั้นในกระบวนการหมักผักและผลไม้หรือปลาร่วมกับกากน้ำตาล ยีสต์จะทำหน้าที่เปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หลังจากการหมักวัสดุอินทรีย์ด้วยน้ำตาล 1-2 วันจะได้กลิ่นแอลกอฮอล์ ยีสต์ในธรรมชาติจะเจริญเพิ่มจำนวนเซลล์เนื่องจากได้แหล่งอาหารจากน้ำตาล โดยจะปรากฏอยู่ที่บริเวณผิวหน้าของวัสดุหมักเป็นฟองที่ลอยเป็นฝ้าอยู่ที่ผิวของน้ำหมักอาจจะเรียกว่า Top Yeasts เมื่อการหมักลดลงจะตกตะกอนลง โดยแสดงเป็นสมการของปฏิกิริยาพื้นฐานของการเกิดแอลกอฮอล์ดังนี้คือ

         C6H12O6  ไม่ต้องการออกซิเจน   2 C2H5OH  2CO2
         (Glucose)                                     (เอทิลแอลกอฮอล์ )         
นอกจากนี้จะมีผลิตภัณฑ์ชนิดอื่นออกมาในปริมาณเล็กน้อย ได้แก่ Glyceral Acetic Acid , Organic Acid , Amino Acid , Purines  ,Pyrimidines  และ Alcohol
ยีสต์จะผลิตวิตามินและฮอร์โมนในระหว่างกระบวนการหมักด้วย ในกระบวนการหมักนั้นจะมีค่าความเป็นกรดต่ำมาก แต่ยีสต์สามารถเจริญเติบโตได้ดีในสภาพที่เป็นกรดสูงระหว่าง 4.0 – 6.5 และคำรงอยู่ได้ในสภาพที่ทีค่าความเป็นกรดด่างของน้ำหมักระหว่าง 1.5 – 3.5  จะมีจุลินทรีย์กลุ่มอื่นร่วมทำปฏิกิริยาอยู่ด้วยซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็นกรดอินทรีย์เกิดขึ้นมากทำให้ค่าความเป็นกรดด่างของน้ำหมักมีความเป็นกรดสูง สภาวะที่มีค่าความเป็นกรดด่างของน้ำหมักมีค่าต่ำนั้นมีผลดีต่อการควบคุมจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดการเน่าเสียได้ และในขณะเดียวกันแอลกอฮอล์ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการหมักเป็นปัจจัยหนึ่งที่ควบคุมคุณภาพของน้ำหมักหรือปุ๋ยอินทรีย์น้ำด้วย
ข) ราเส้นใย เป็นจุลินทรีย์พวกที่ต้องการอากาศ พบได้บนผิวด้านบนของน้ำหมักชีวภาพดังนั้นในลักษณะของการทำน้ำหมักชีวภาพ ซึ่งเป็นการหมักที่มีออกซิเจนน้อยสภาพดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการเจริญเติบโตของราเส้นใย จึงมักพบอยู่บนผิวของน้ำหมักชีวภาพ หรือบนผิวภาชนะมีน้ำตาลติดอยู่ ส่วนใหญ่ราที่มีบทบาทในกระบวนการหมักน้ำหมักชีวภาพจะอยู่ในกลุ่มรา Phycomycetes ได้แก่ ราในสกุล Mucor sp.