ผลของมูลสัตว์ต่อการย่อยสลายสารอาทราซีนในสภาพห้องปฏิบัติการ
บทคัดย่อ
ปัจจุบันนี้การใช้สารกำจัดวัชพืชนิยมใช้การอย่างแพร่หลายเพื่อป้องกันกำจัดวัชพืชในแปลงปลูกพืช แต่ในขณะเดียวกันการตกค้างของสารทำให้เกิดปัญหาต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม การใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ในการย่อยสลายสารกำจัดวัชพืชที่ปนเปื้อนอยู่ในสภาพแวดล้อมเป็นกระบวนการหนึ่งที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำ การทดลองนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อจำแนกชนิดของแบคทีเรียในมูลสัตว์ 6 ชนิด (ได้แก่ มูลโค มูลกระบือ มูลม้า มูลสุกร มูลไก่ และมูลนกแอ่นกินรัง) ที่สามารถเจริญเติบโตในอาหารคัดเลือกเฉพาะ atrazine-selective medium และวิเคราะห์ปริมาณของสาร atrazine ที่ตกค้างในอาหารเลี้ยงเชื้อ นอกจากนี้ยังทำการทดสอบประสิทธิภาพของมูลสัตว์แต่ละชนิดในการย่อยสลายสาร atrazine ที่ตกค้างในดิน ในการศึกษาครั้งนี้วางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ (completely randomizeddesign; CRD) จำนวน 3 ซ้ำ ผลการทดลองพบว่า มูลนกแอ่นกินรังสามารถย่อยสลายสาร atrazine ในอาหารคัดเลือกได้มากที่สุด มีประสิทธิภาพทำให้สาร atrazine ลดลง 87.79% เมื่อเปรียบเทียบกับชุดควบคุม (อาหารคัดเลือกเฉพาะที่ไม่ใส่มูลสัตว์) โดยที่พบแบคทีเรีย Ochrobactrum anthropic, Achromobacter denitrificans และ Klebsiella pneumonia ซึ่งสามารถย่อยสลายสาร atrazine ให้เปลี่ยนรูปเป็น deisopropylatrazine
References
ทศพล พรพรหม. 2560. สารป้องกันกำจัดวัชพืช หลักการและกลไกการทำลายพืช. สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, กรุงเทพฯ.
สุวรรณี แทนธานี. 2555. จุลินทรีย์เทคโนโลยีชีวภาพเพื่อการปรับปรุงบำรุงดิน. วารสารกรมวิทยาศาสตร์บริการ 60: 36-39.
อรนลิน นิ่มนวล. 2559. การศึกษาค้นคว้าและสร้างองค์ความรู้. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล: https://sites.google.com/ a/prachuabwit. ac.th/nk-nangxaen28866/home. (1 ธันวาคม 2562).
Behki, R., E. Topp, W. Dick and P. Germon. 1998. Metabolism of the herbicide atrazine by Rhodococcus strains. Applied and Environmental Microbiology 59(6): 1955-1959. doi: 10.1128/AEM.59.6.1955-1959.1993.
Candia, O., M. de la Luz Mora, R. Demanet, G. Briceño and G. Palma. 2012. Effect of liquid cow manure amendment on dimethanamid persistence in volcanic soil. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 12(1): 153-163. doi: 10.4067/S0718-95162012000100013.
Deredjian, A., C. Colinon, E. Hien, E. Brothier, B. Youenou, B. Cournoyer, S. Dequiedt, A. Hartmann, C. Jolivet, S. Houot, L. Ranjard, N.P.A. Saby and S. Nazaret. 2014. Low occurrence of Pseudomonas aeruginosa in agricultural soils with and without organic amendment. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 4(53): 1-12. doi: 10.3389/fcimb.2014.00053.
de Souza, M.L., D. Newcombe, S. Alvey, D.E. Crowley, A. Hay, M.J. Sadowsky and L.P. Wackett. 2000. Molecular basis of a bacterial consortium: interspecies catabolism of atrazine. Applied and Environmental Microbiology 64(1): 178-184. doi: 10.1128/AEM.64.1.178-184.1998.
Fernandes, A.F.T., V.S. Braz, A. bauermeister, J. Augusto, R. Paschoal, N.P. Lopes and E.G. Stehling. 2018. Degradation of atrazine by Pseudomonas sp. and Achromobacter sp. isolated from Brazilian agricultural soil. International Biodeterioration and Biodegradation 130: 17-22. doi: 10.1016/j.ibiod.2018.03.011.
Gupta, G. and J. Baummer. 1996. Biodegradation of atrazine in soil using poultry litter. Journal of Hazardous Materials 45(1-2): 185-192. doi: 10.1016/0304-3894(95)00090-9.
Hayes, T.B., V. Khoury, A. Narayan, M. Nazir, A. Park, T. Brown, L. Adame, E. Chan, D. Buchholz, T. Stueve and S. Gallipeau. 2010. Atrazine induces complete feminization and chemical castration in maile African clawed frogs (Xenopus laevis). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107(10): 4612-4617. doi: 10.1016/0304-3894(95)00090-9.
Jayabarath, J., S.A. Musfira, R. Giridhar, S. Shyam sundar and R. Arulmurugan. 2010. Biodegradation of carbofuran pesticide by saline soil actinomycetes. International Journal of Biotechnology and Biochemistry 6(2): 187-193.
Jensen, B.B. 1998. The impact of feed additives on the microbial ecology of the gut in young pigs. Journal of Animal and Feed Sciences 7(Suppl. 1): 45-64. doi: 10.22358/jafs/69955/1998.
Kalimuthu, K., R.D.J. Solomon, S. Ganesh-Kumar and J. Vimalan. 2011. Reductive dechlorination of perchloroethylene by Bacillus sp. Jsk1 isolated from dry cleaning industrial sludge. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences 6(1): 165-170.
Kanissery, R.G. and G.K. Sims. 2011. Biostimulation for the enhanced degradation of herbicides in soil. Applied and Environmental Soil Science 2011: Article ID 843450. doi: 10.1155/2011/843450.
Laura, D., G. de Socio, R. Frassanito and D. Rotilio. 1996. Effects of atrazine on Ochrobactrum anthropi membrane fatty acids. Applied and Environmental Microbiology 62(7): 2644-2646. doi: 10.1128/AEM. 62.7.2644-2646.1996.
Loughlin, C.M., I.S. Canosa, G.R. Silveyra, L.S. López and E.M. Rodríquez. 2016. Effects of atrazine on growth and sex differentiation, in juveniles of the freshwater crayfish Cherax quadricarinatus. Ecotoxicology and Environmental Safety 131: 96-103. doi: 10.1016/j.ecoenv.2016.05.009.
Mandelbaum, R.T., D.L. Allan and L.P. Wackett. 1995. Isolation and characterization of a Pseudomonas sp. that mineralizes the s-triazine herbicide atrazine. Applied and Environmental Microbiology 61(4): 1451-1457. doi: 10.1128/AEM.61.4.1451-1457.1995.
Nur, N.M. 2012. Isolation and characterization of bacteria from feces samples from commercialized swiftlet farming. B.S. Project, Universiti Malaysia Sawarak.
Oliveira, D.A., A. Pinheiro and M. da Veiga. 2014. Effects of pig slurry application on soil physical and chemical properties and glyphosate mobility. Revista Brasileira De Ciencia Do Solo 38: 1421-1431. doi: 10.1590/S0100-06832014000500007.
Popov, V.H., P.S. Cornish, K. Sultana and E.C. 2005. Atrazine degradation in soils: the role of microbial communities, atrazine application history, and soil carbon. Australian Journal of Soil Research 43(7): 861-871. doi: 10.1071/SR04048.
Rohde, W.A., L.E. Asmussen, E.W. Hauser, M.L. Hester and H.D. Allison. 1981. Atrazine persistence in soil and transport in surface and subsurface runoff from plots in the coastal plain of the southern United States. Agro-Ecosystem 7(3): 225-238. doi: 10.1016/0304-3746(81)90004-4.
Rousseaux, S., A. Hartmann, B. Lagacherie, S. Piutti, F. Andreux and G. Soulas. 2003. Inoculation of an atrazine-degrading strain, Chelatobacter heintzii Citl, in four different soils: effects of different inoculum densities. Chemosphere 51(7): 569-576. doi: 10.1016/S0045-6535(02)00810-X.
Sene, L., A. Converti, G.A.R. Secchi and R.C.G. Simão. 2010. New aspects on atrazine biodegradation. Brazilian Archives of Biology and Technology 53(2): 487-496. doi: 10.1590/S1516-891320100002000030.
Shapir, N., G. Cheng, M.J. Sadowsky and L.P. Wackett. 2006. Purification and characterization of TrzF: biuret hydrolysis by allophanate hydrolase supports growth. Applied and Environmental Microbiology 72(4): 2491-2495. doi: 10.1128/AEM.72.4.2491-2495.2006.
Siripattanakul, S., W. Wirojanagud, J. McEvoy, T. Limpiyakorn and E. Khan. 2009. Atrazine degradation by stable mixed cultures enriched from agricultural soil and their characterization. Journal of Applied Microbiology. 106(3): 986-992. doi: 10.1111/j.1365-2672.2008.04075.x.
Srivastava, R., D. Roseti and A.K. Sharma. 2007. The evaluation of microbial diversity in vegetable based cropping system under organic farming practices. Applied Soil Ecology 36(2-3): 116-123. doi: 10.1016/j.apsoil.2007.01.008.
Steinheimer, T.R. 1993. HPLC determination of atrazine and principal degradates in agricultural soils and associated surface and ground water. Journal of Agricultural and Food Chemistry 41(4): 588-595. doi: 10.1021/jf00028a016.
Strong, L.C., C. Rosendahl, G. Johnson, M.J. Sadowsky and L.P. Wackett. 2002. Arthrobacter aurescens TC1 metabolizes diverse s-triazine ring compounds. Applied and Environmental Microbiology 68(12): 5973-5980. doi: 10.1128/AEM.68.12.5973-5980.2002.
Struthers, J.K., K. Jayachandran and T.B. Moorman. 1998. Biodegradation of atrazine by Agrobacterium radiobacter J14a and use of this strain in bioremediation of contaminated soil. Applied and Environmental Microbiology 64(9): 3368-3375. doi: 10.1128/AEM.64.9.3368-3375.1998.
Swan, S.H., R.L. Kruse, F. Liu, D.B. Barr, E.Z. Drobnis, J.B. Redmon, C. Wang, C. Brazil and J.W. Overstreet. 2003. Seman quality in relation to biomarkers of pesticide exposure. Environmental Health Perspectives 111(12): 1478-1484. doi: 10.1289/ehp.6417.
Waller, S.A., K. Paul, S.E. Peterson and J.E. Hitti. 2010. Agricultural-related chemical exposures, season of conception, and risk of gastroschisis in Washington State. American Journal of Obstetrics and Gynecology 202(3): 241.e1-e6. doi: 10.1016/j.ajog.2010.01.023.
Wang, Q. and S. Xie. 2012. Isolation and characterization of a high-efficiency soil atrazine-degrading Arthrobacter sp. strain. International Biodeterioration and Biodegradation 71(2012): 61-66. doi: 10.1016/j.ibiod.2012.01.005.
Zhang, J., S. Liang, X. Wang, Z. Lu, P. Sun, H. Zhang and F. Sun. 2019. Biodegradation of atrazine by the novel Klebsiella variicola strain FH-1. BioMed Research Internation 2019: Article ID4756579. doi: 10.1155/2019/4756579.
