การพัฒนาชีวภัณฑ์ในการใช้แบคทีเรียเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักให้ไม่เป็นพิษ

แบคทีเรียที่มีประโยชน์ที่แยกได้จากดินที่มีสารโลหะหนักตกค้าง จำนวน 15 ตัวอย่าง สามารถแยกเชื้อได้ 127 ไอโซเลท แบ่งออกเป็น 7 กลุ่ม ตามลักษณะโคโลนีที่ปรากฏบนผิวหน้าอาหาร NGA เมื่อนำไปทดสอบประสิทธิภาพในการเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักให้ไม่เป็นพิษเปรียบเทียบกับแบคทีเรียสายพันธุ์คุณภาพ พบ แบคทีเรีย 2 ไอโซเลท และสายพันธุ์คุณภาพ 2 สายพันธุ์ ที่มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักสารหนูให้ไม่เป็นพิษได้ดี ได้แก่ แบคทีเรียที่มีประโยชน์ไอโซลเลท SP-TU-63-57 และ SP-TU-63-96 และแบคทีเรียสายพันธุ์คุณภาพ 2 สายพันธุ์ ได้แก่ TU089 และ TU101 เช่นเดียวกับแคดเมียมที่พบแบคทีเรีย 2 ไอโซเลท และสายพันธุ์คุณภาพ 2 สายพันธุ์ ที่มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักแคดเมียมให้ไม่เป็นพิษได้ดี ได้แก่ แบคทีเรียที่มีประโยชน์ไอโซลเลท SP-TU-63-79 และ SP-TU-63-23 และแบคทีเรียสายพันธุ์คุณภาพ 2 สายพันธุ์ ได้แก่ TU089 และ SP-TU-2-12Y เมื่อนำแบคทีเรียดังกล่าวไปทดสอบประสิทธิภาพในดินจำลองการปนเปื้อนโลหะหนักสารหนูและแคดเมียม พบว่า แบคทีเรียสายพันธุ์คุณภาพ สายพันธุ์ TU089 มีประสิทธิภาพดีที่สุดในการเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักให้ไม่เป็นพิษทั้งสารหนูและแคดเมียม โดยมีปริมาณสารหนูและแคดเมียมตกค้างในดินเท่ากับ 3.76 และ 2.71 มิลลิกรัม/กิโลกรัม ตามลำดับ งานวิจัยนี้จึงเลือก แบคทีเรียสายพันธุ์ TU089 ไปพัฒนาชีวผลิตภัณฑ์สำหรับเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักให้ไม่เป็นพิษที่ตกค้างในดินทางการเกษตรในรูปแบบหัวเชื้อเพิ่มปริมาณ โดยนำแบคทีเรียมาบรรจุให้อยู่ในรูปของไมโครเอนแคปซูเลท (microencapsulate) เพื่อใช้เป็นหัวเชื้อเพิ่มปริมาณในสูตรอาหารเพิ่มปริมาณ โดยมีสูตรอาหารที่เหมาะสม สูตร TU-F3 สามารถเพิ่มปริมาณเชื้อสายพันธุ์ TU089 เฉลี่ยเท่ากับ 3.38x1029 โคโลนีต่อมิลลิลิตร ระยะเวลาที่เหมาะสมในการเพิ่มปริมาณหัวเชื้อแบคทีเรีย ตั้งแต่ 6-24 ชั่วโมง หลังเลี้ยงเชื้อ (เข้าสู่ Stationary Phase) ชีวผลิตภัณฑ์มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักให้ไม่เป็นพิษในดินจำลอง ได้แก่ สารหนูและแคดเมียม ได้ดีทั้งในห้องปฏิบัติการ และการทดสอบในดินจำลอง และชีวผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นยังสามารถคงความมีชีวิตของแบคทีเรีย สายพันธุ์ TU089 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยพบว่า หลังการเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 5±2 องศาเซลเซียส นาน 4 เดือน ชีวผลิตภัณฑ์ยังคงมีปริมาณแบคทีเรีย เฉลี่ยเท่ากับ 2.7x1029 โคโลนีต่อมิลลิลิตร ผลจากการทดสอบประสิทธิภาพของชีวผลิตภัณฑ์ในการเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักให้ไม่เป็นพิษที่ตกค้างในดินทางการเกษตรในพื้นที่ อำเภอหล่มสัก จังหวัดเพชรบูรณ์ โดยทดสอบประสิทธิภาพในแปลงเกษตรกรที่มีรูปแบบการผลิตพืชผลที่แตกต่างกัน คือ 1) การผลิตพืชแบบอินทรีย์ระยะปรับเปลี่ยน 2) เคมี และ 3) โคกหนองนา แต่ละแปลงมีพื้นที่ทดสอบขนาด 1 ไร่ จำนวน 274 แปลง ทดสอบประสิทธิภาพในการเปลี่ยนรูปธาตุโลหะหนักให้ไม่เป็นพิษที่ตกค้างในดินโดยการพ่นชีวผลิตภัณฑ์บนพื้นที่ทดสอบอย่างต่อเนื่อง 4 ครั้ง (1, 8, 15 และ 22 วัน) ตรวจสอบปริมาณสารเคมีตกค้างในดินด้วยเครื่องในดินด้วยเครื่อง Inductively coupled plasma – optical emission spectrometry, ICP-OES) พบว่า ดินก่อนใช้ผลิตภัณฑ์ในดินทางการเกษตรทั้ง 3 รูปแบบการผลิตพบมีการตกค้างของธาตุโลหะหนัก ทั้ง 2 ชนิด ในปริมาณที่มากน้อยแตกต่างกัน และเมื่อหลังใช้ชีวภัณฑ์พบว่าปริมาณของธาตุโลหะหนักลดปริมาณลงหรือบางแปลงตรวจไม่พบการตกค้างของธาตุโลหะหนัก โดยส่วนใหญ่พบตกค้างในแปลงผลิตพืชในรูปแบบสารเคมีและโคกหนองนาเนื่องจากเป็นพื้นที่ ๆ มีการใช้สารเคมีอย่างต่อเนื่องและยาวนาน