เอกสารประกอบจุล ฉบับปรับปรุง

201

2.1 ปฏิกิริยาไนโทรซิฟิ เคชัน (Nitrosification) หรือแอมโมเนียมออกซิเดชัน (Ammonium

oxidation)
ปฏิกิริยาไนโทรซิฟิ เดชนั หรือแอมโมเนียมออกซิเดชนั คือปฏิกิริยาการเปล่ียนแปลงแอมโมเนียไป
เป็ นไนไทรต์ (สมการท่ี 6) ปฏิกิริ ยาน้ีเกิดจากแบคทีเรี ยกลุ่มแอมโมเนียมออกซิไดเซอร์
(Ammonium oxidizer) ซ่ึงแบคทีเรียสาคญั ในกลุ่มน้ีแสดงดงั ตารางที่ 3.7

NH4+ + 1.502 NO2 + H2O + 2H+ + พลงั งาน ........................(6)

ตารางท่ี 9.7 แบคทีเรียกลุ่มแอมโมเนียมออกซิไดเซอร์ (Koops and Pommerning-Roser, 2001)

แบคทเี รียกลุ่มแอมโมเนียมออกซิไดเซอร์ แหล่งทพ่ี บ
สกุล Nitrosomonas ไดแ้ ก่
ระบบบาบดั น้าเสีย
N. europeae น้าจืด
N. eutrophus น้ากร่อย
N. halophia ดิน
N. communis น้าจืด
N. nitrosa น้าจืด ดิน
N. oligotropha น้าจืด ดิน
N. ureae สิ่งแวดลอ้ มทางทะเล
N. aestuarii สิ่งแวดลอ้ มทางทะเล
N. marina
สกุล Nitrosospira ไดแ้ ก่ ดิน หิน น้าจืด
N. briensis ดิน หิน น้าจืด
N. multiformis ดิน หิน น้าจืด
N. tenuis
สกุล Nitrosococcus ไดแ้ ก่ สิ่งแวดลอ้ มทางทะเล
N. nitrosus สิ่งแวดลอ้ มทางทะเล
N. oceani

202

แบคทีเรียกลุ่มแอมโมเนียมออกซิไดเซอร์เป็ นแบคทีเรียท่ีไวต่อสภาพแวดล้อม โดยพบว่า ค่า

ความเป็ นกรด-ด่าง ท่ีเหมาะสมต่อการทางานของแบคทีเรียกลุ่มน้ีมีค่าอย่รู ะหวา่ ง 6.6 – 8.0 เม่ือค่า

ความเป็นกรด-ด่างต่ากวา่ 6.0 การเกิดปฏิกิริยาไนโทรซิฟิ เคชนั โดยแบคทีเรียกลุ่มน้ีจะชา้ ลงและเม่ือ

ค่าความเป็ นกรด-ด่างต่ากว่า 4.5 การเกิดปฏิกิริยาไนโทรซิฟิ คเคชนั ก็จะถูกยบั ย้งั อย่างสมบูรณ์

(Maier, 2000) โดยปกติแลว้ ไนไทรตซ์ ่ึงเป็ นผลิตภณั ฑท์ ี่เกิดข้ึนจากปฏิกิริยาน้ีเป็ นสารประกอบไน

ไตรเจนที่มกั ไม่สะสมอยู่ในส่ิงแวดลอ้ ม แต่หากมีการสะสมอยู่ในปริมาณที่มาก เช่น การสะสม

ไนไทรตจ์ าการเพาะเล้ียงสัตวน์ ้า จะเป็ นอนั ตรายต่อสัตวน์ ้าเนื่องจากไนไทรตม์ ีความเป็ นพิษอยา่ ง

รุนแรง จะทาใหส้ ตั วน์ ้าหยดุ การเจริญเติบโต

2.2 ปฏกิ ริ ิยาไนไทรต์ออกซิเดชัน (Nitrite oxidation)

ปฏิกิริยาไนไทรตอ์ อกซิเดชนั เป็ นกระบวนการเปล่ียนแปลงไนไทรตเ์ ป็ นไนเทรต (Pual and Clark,

1996; Bitton, 1994) ดงั สมการที่ 7 ปฏิกิริยาน้ีเกิดจากแบคทีเรียกลุ่มไนไทรตอ์ อกซิไดเซอร์ (Nitrite

oxidizer) ซ่ึงแสดงดงั ตารางที่ 9.8

NO2 + 0.502 NO3+ พลงั งาน .....................(7)

จากสมการท่ี 6 และ 7 จะเห็นได้ว่าปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชันจะเกิดข้ึนได้ก็ต่อเมื่ออยู่ในสภาวะที่มี
ออกซิเจนเพราะเอนไซมใ์ นปฏิกิริยาไนไทรตอ์ อกซิเดชนั ตอ้ งอาศยั ก๊าซออกซิเจนในการกระตุน้
ตารางที่ 9.8 แบคทีเรียกลุ่มไนไทรตอ์ อกซิไดเซอร์ (Koops and Pommerening-Roser, 2001)

แบคทเี รีย แหล่งทพี่ บ
สกลุ Nitrobacter ไดแ้ ก่
ทะเลสาบน้าจืด ดิน หิน
N. winogradskyi (รูปที่ 3.15) ทะเลสาบน้าจืด ดิน หิน
N. vulgaris ทะเลสาบน้าจืด ดิน หิน
N. hamburgensis ทะเลสาบน้าจืด ดิน หิน
N. alkalicus ส่ิงแวดลอ้ มทางทะเล
Nitrococcus mobilis สิ่งแวดลอ้ มทางทะเล
Nitrspiha gracilis
สกุล Nitrospira ไดแ้ ก่ สิ่งแวดลอ้ มทางทะเล
N. marina น้าจืด
N. moscoviensis

203

ไนเทรตเป็ นสารท่ีละลายน้าไดด้ ีเมื่อเกิดข้ึนแลว้ พืชจึงสามารถดูดซึมไปใชไ้ ดง้ ่าย
แต่ก็จะเหลือไนเทรตบางส่วนซ่ึงจะซึมลงสู่ช้นั ใตด้ ินและปนเป้ื อนในน้าใตด้ ินหรือน้าบาดาล ซ่ึง
เป็นปัญหาต่อมนุษยเ์ น่ืองจากไนเทรตเป็ นสารท่ีมีพิษต่อร่างกาย หากไดร้ ับไนเทรตเขา้ สู่ร่างกายไน
เทรตจะถูกเปลี่ยนแปลงเป็ นไนไทรต์ที่ลาไส้ ไนไทรต์ที่เกิดข้ึนเข้าจบั กับเฮโมโกลบินซ่ึงเป็ น
องค์ประกอบสาคญั ในเลือดที่ทาหน้าที่ในการจบั กบั ออกซิเจนเพื่อลาเลียงไปสู่ส่วนต่างๆ ของ

ร่างกาย เมื่อเฮโมโกลบินถูกจบั โดยไนไทรต์จะกลายเป็ นเมทเฮโมโกลบิน (Methemogilbin) ซ่ึง
สูญเสียคุณสมบตั ิไปไมส่ ามารถจบั ออกซิเจนไดอ้ ีกจึงทาใหร้ ่างกายไดร้ ับออกซิเจนนอ้ ยลง ดงั น้นั ถา้
ร่างกายไดร้ ับไนเทรตในปริมาณมากจะทาใหเ้ สียชีวติ ไดโ้ ดยเฉพาะในเดก็ ทารก

อตั ราการเกิดปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชนั น้นั จะข้ึนอยูก่ บั ความเขม้ ขน้ ของออกซิเจนใน
น้า รวมถึงความสามารถในการแพร่ของออกซิเจนเขา้ สู่ดินตะกอน อุณหภูมิ ความเขม้ ขน้ ของขบั ส
เตรต คือ ปริมาณแอมโมเนีย ค่าความเป็ นกรด-ด่างและปริมาณแบคทีเรียในกลุ่มไนทริไฟเออร์ ซ่ึง
จากรายงานการศึกษาของ Hargreaves (1998) ไดร้ วบรวมอตั ราการเกิดปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชัน
บริเวณดินตะกอนในบ่อเพาะเล้ียงสัตวน์ ้า ดงั แสดงในตารางที่ 9.9

ตารางที่ 9.9 อตั ราการเกิดปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชนั (mg N m-2 d-1) ในดินตะกอนของแหล่งน้าจืด
และน้าทะเล (Hargreaves, 1998)

อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยา บริเวณศึกษา เอกสารอ้างองิ
ไนทริฟิ เคชัน
(mg N m-2 d-1) บอ่ เล้ียงปลาทะเลในเขตร้อน Blackburn et al., 1988
0
0.4 – 0.9 บ่อเล้ียงปลาทะเลในเขตร้อน Acosta-Nassar et al., 1994
1 – 35
บ่อเล้ียงปลาแบบผสมผสานในประเทศ Riise and Roos, 1997
0 – 42
4 – 18 ไทย
3 – 48
11 ชายฝ่ังประเทศเดนมาร์ก Henriksen, 1980
11
13 ชายฝ่ังประเทศเดนมาร์ก Henriksen et al., 1981

ชายฝั่งประเทศเบลเยยี ม (ทะเลเหนือ) Billen, 1978

ชายฝ่ังประเทศเดนมาร์ก Blackburn and Henriksen, 1983

ดินนาขา้ ว Lindau et al., 1988

Lac des Allemands, มลรัฐลอสแองเจลิิส DeLaune and Lindau, 1989

204

7 - 45 ประเทศสหรัฐอเมริกา MacFarlane and Herbert, 1984
27 – 67 Koike and Hattori, 1978
59 – 76 ปากแมน่ ้าประเทศสกอตแลนด์ Jensen et al., 1994
69 ชายฝ่ังประเทศญ่ีป่ ุน Chaterpual et al., 1980
60 - 152 ดินตะกอนทะเลสาบน้าจืด DeLaune et al., 1991
ดินตะกอนลาธารน้าจืด
แม่น้า Calcasieu, มลรัฐลอสแองเจลิส
ประเทศสหรัฐอเมริกา

ในกรณีที่ขาดออกซิเจนไม่เพียงพอจะส่งผลให้เกิดการสะสมของไนไทรตข์ ้ึนได้
โดยไนไทรตท์ ี่เกิดข้ึนเกิดจากการเปลี่ยนรูปทางเคมีของสารประกอบไนโตรเจนดว้ ยกิจกรรมของ
จุลินทรียก์ ลุ่มคีโมออโตโทรป (Chemoautotroph) ท่ีสามารถดึงออกซิเจนออกจากสารประกอบ
ไนโตรเจน (ไนเทรต) มาใชใ้ นการเจริญซ่ึงเกิดจากปฏิกิริยาไนทริฟเคชนั ท่ีไม่สมบูรณ์เน่ืองจากขาด
ออกซิเจนและความไม่สมดุลของสัดส่วนระหวา่ งคาร์บอนกบั ไนโตรเจน (C : N ratio) และจาก
ปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั ท่ีไม่สมบูรณ์เช่นกนั เพราะปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชันที่เกิดจะเกิดได้อย่าง
สมบูรณ์ตามธรรมชาติเป็ นไปไดย้ ากเนื่องจากตอ้ งอาศยั ปัจจยั ประกอบหลาย ๆ อยา่ ง ตอ้ งมีการใช้
พลงั งานเป็นจานวนมากเพอ่ื ดงั อิเล็กตรอนออก และปฏิกิริยาไนเทรตรีดกั ชนั ก็เป็ นสาเหตุหน่ึงทาให้
เกิดการสะสมของไนไทรต์ข้ึนได้ โดยในสภาวะที่พ้ืนบ่อขาดออกซิเจนจะมีจุลินทรียบ์ างชนิดท่ี
สามารถดึงออกซิเจนจากไนเทรตมาใชจ้ นเกิดเป็นไนไทรต์ ดงั สมการท่ี 8 (พุทธและคณะ, 2546)

NO3 + 2e + 2H+ NO2 + H2O .............................(8)

เมื่อสภาวะแวดลอ้ มไม่เหมาะสมต่อการเจริญของแบคทีเรียกลุ่มไนทริไฟออร์ ยกตวั อย่าง เช่น
ปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตไมเ่ พียงพอตอ่ การนาไปใชเ้ ป็นแหล่งคาร์บอนจะทาให้แบคทีเรียกลุ่มน้ี
หายไปจากระบบการเพาะเล้ียง สามารถแกไ้ ขไดโ้ ดย (1) เติมแคลเซียมคาร์บอเนตให้เพียงพอ และ
(2) เติมแบคทีเรียกลุ่มน้ีเพ่ิมในระบบการเพาะเล้ียง (Todd and Josephson, 1996)

3. ปฏกิ ริ ิยาแอสซิมลิ าทอรีไนเทรตรีดกั ชัน (Assimilatory nitrate reduction)
จุลินทรียบ์ างกลุ่มจะสามารถนาเอาไนเทรตมาเป็ นแหล่งของไนโตรเจนเพ่ือใชใ้ นการเจริญ
ได้ โดยการเปลี่ยนแปลงไนเทรตให้เป็ นแอมโมเนียมไอออนดว้ ยปฏิกิริยาที่เรียกวา่ แอสซิมิลาทอรี
ไนเทรตรีดกั ชนั (Simon, 2002) ซ่ึงแสดงดงั สมการที่ 9 ปฏิกิริยาน้ีเกิดไดท้ ้งั ในสภาวะท่ีมีและไม่มี

205

ออกซิเจนเพราะไม่ถูกยบั ย้งั โดยออกซิเจนเนื่องจากเอนไซม์ท่ีใช้ในปฏิกิริยาทนต่ออกซิเจน แต่
ปฏิกิริยาน้ีถูกยบั ย้งั โดยแอมโมเนีย (Maier, 2000) ปฏิกิริยาน้ีพบได้ท้งั ในแบคทีเรีย เช่น Ps.
aeruginosa, Clostridium spp., Enterobacter spp. Bacillus spp. (Tiedje, 1988) ยีสต์ ไชยาโน
แบคทีเรีย เช้ือรา สาหร่ายและพืชช้นั สูง (Richardson, 2001; Ali and Hipkin, 1986; Frias et al.,
1988; Maizluf, 1997; lde and Tamura, 1987; Hageman and Redd, 1980) ปฏิกิริยาแอสซิมิลาทอรี
ไนเทรตรีดกั ชนั จะยงั ไม่เกิดในสภาวะที่สภาพแวดลอ้ มมีแอมโมเนียมในปริมาณสูงแมจ้ ะมีไนเทรต
เน่ืองจากจุลินทรียเ์ หล่าน้ีจะเลือกใชแ้ อมโมเนียมก่อนจนกระทงั่ แอมโมเนียมหมดจุลินทรียจ์ ึงจะหนั
กลบั มาใชไ้ นเทรต ดว้ ยเหตุที่การเกิดปฏิกิริยาแอสซิมิลาทอรีไนเทรตรีดกั ชนั เพื่อเปล่ียนไนเทรตให้
เป็ นแอมโมเนียมเป็ นปฏิกิริยาท่ีตอ้ งใชพ้ ลงั งานมาก ตรงกนั ขา้ มกบั พืชที่จะเลือกดูดซึมไนเทรตไป
ใชก้ ่อนแอมโมเนียมเนื่องจากดูดซึมไดง้ ่ายกวา่ โดยแอมโมเนียมไอออนท่ีไดจ้ ุลินทรียจ์ ะเปล่ียนไป
ใชเ้ ป็นองคป์ ระกอบของเซลลใ์ นรูปของโปรตีนและกรดนิวคลิอิก (Maier, 2000)

NO3 R-NH2 NH4+ .............................(9)

เอนไซมท์ ่ีสาคญั ในปฏิกิริยาแอสซิมิลาทอรีไนเทรตรีดกั ชนั คือ เอนไซม์แอสซิมิ
ลาทอรีไนเทรตรีดกั เทส (Assimilatory nitrate reductase) และเอนไซมไ์ นไทรตร์ ีดกั เทส (Nitrite
reductase, Martinez-Espinosa et al., 2003; Yin et al., 2002; Cole and Brown, 1980; Cole, 1990)
เอนไซม์ท้ังสองชนิดน้ีจะมีตัวให้อิเล็กตรอนได้ 2 แบบ คือ HAD(P)H เป็ นตัวให้อิเล็กตรอน
(NAD(P)H-dependent enzyme; Blasco et al., 1997; Lin and Stewart, 1998; Campbell and
Kinghorn, 1990; Cole, 1996) และ Flavodoxin หรือ(Flavodoxin-dependent enzyme; Gangeswaran
and Eady. 1996; Lin and Stewart, 1998; Campbell and kinghorn, 1990; Cole, 1996) และ
Ferredoxin หรือ Flavodoxin เป็ นตวั ให้อิเล็กตรอน (Ferredoxin- หรือ Flavodoxin-dependent
enzyme; Gangeswaran and Eady, 1996; Lin and Stewart, 1998; Campbell and Kinghorn, 1990;
Cole, 1996)

ปกติแลว้ ดินโดยทว่ั ไปจะมีสภาวะท่ีไม่เหมาะต่อการเกิดปฏิกิริยาแอสซิมิลาทอรี
ไนเทรตรีดกั ชันทาให้พบปฏิกิริยาน้ีไดน้ ้อย โดยจะเกิดในดินท่ีมีสภาวะรีดิวซ์และมีคาร์บอนใน
ปริมาณสูง (Buresh and Patrick, 1978, Tiedje et al., 1982; Tiedje, 1988; Yin et al., 2002)

206

4. ปฏิกริ ิยาดิสซิมิลาทอรีไนเทรตรีดกั ชัน (Dissimilatory nitrate reduction)
ในสภาวะท่ีไมม่ ีออกซิเจนจุลินทรียบ์ างกลุ่มจะสามารถใชไ้ นเทรตเป็ นตวั รับอิเล็กตรอนตวั
สุดทา้ ยแทนออกซิเจนไดโ้ ดยการเกิดปฏิกิริยาดิสซิมิลาทอรีไนเทรตรีดกั ชนั จุลินทรียก์ ลุ่มน้ีแสดง
ดังตารางที่ 9.10 โดยจะเป็ นจุลินทรีย์คนละกลุ่มกับจุลินทรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์ (Denitrifier)
เนื่องจากในปฏิกิริยาน้ีไม่ไดก้ ่อใหเ้ กิดก๊าซไนโตรเจนเป็ นผลิตภณั ฑส์ ุดทา้ ย ปฏิกิริยาดิสซิมิลาทอรี
ไนเทรตรีดกั ชนั คือ ปฏิกิริยาการหายในโดยใชไ้ นเทรตของจุลินทรีย์ ปฏิกิริยาน้ีจะเปลี่ยนไนเทรต
ไปเป็ นไนไทรตภ์ ายใตส้ ภาวะที่ไม่มีออกซิเจนและไนไทรตท์ ่ีเกิดข้ึนจะถูกเปลี่ยนป็ นแอมโมเนียม
ไอออนในเวลาต่อมาดว้ ยกระบวนการไนเทรตแอมโมนิฟิ เคชนั การเกิดปฏิกิริยาดิสซิมิลาทอรีไน
เทรตรีดกั ชันจะให้พลงั งานเกิดข้ึน ซ่ึงพบว่าพลงั งานท่ีได้มีปริมาณท่ีสูงกว่าพลังงานที่ได้จาก
กระบวนการหมกั โดยจุลินทรีย์ ปฏิกิริยาน้ีไมถ่ ูกยบั ย้งั ดว้ ยแอมโมเนียดงั เช่น ปฏิกิริยาแอสซิมิลาทอ
รีไนเทรตรีดกั ชนั ดงั น้นั แมม้ ีแอมโมเนียมไอออนเกิดข้ึนในปริมาณท่ีสูงแต่ปฏิกิริยาน้ีก็ยงั สามารถ
ดาเนินไปไดอ้ ยา่ งต่อเนื่อง (Atlas and Bartha, 1993) รูปแบบการเกิดปฏิกิริยาดิสซิมิลาทอรีไนเทรต
รีดกั ชนั แสดงดงั สมการที่ 10 (Maier, 2000)

NO3 NO2 HN4+ ……………………..(10)

ในสภาวะที่คาร์ บอนในปริ มาณที่จากัดปฏิ กิ ริ ยาน้ี จะมีการสะสมไนเทรต์ใน
ปริมาณสูงโดยไม่เกิดกระบวนการในเทรตแอมโมนิฟิ เคชนั เพื่อเปล่ียนไนไทรตไ์ ปเป็ นแอมโมเนียม
ไอออน แต่เมื่ออยใู่ นสภาวะท่ีมีคาร์บอนในปริมาณสูง เช่น แหล่งน้าท่ีไม่หมุนเวียน แหล่งท่ีมีการ
สะสมของซากพืช ซากสัตว์และบริเวณดินตะกอน ไนไทรต์จะถูกเปล่ียนไปเป็ นแอมโมเนียม
ไอออนจึงทาใหเ้ กิดการสะสมของแอมโมเนียมไอออนในปริมาณสูง (Maier, 2000)

ตารางที่ 9.10 แบคทีเรียกลุ่มดิสซิมิลาทอรีไปเทรตรีดกั ชนั (Atlas and Bartha, 1993)

แบคทเี รียกล่มุ ดิสซิมิลาทอรีไนเทรตรีดกั ชัน แหล่งทพ่ี บ
กลุ่มที่ไม่ใชอ้ อกซิเจน (Obligate anaerobes)
ดินหรือดินตะกอน
Clostridium sp. ดินตะกอน
Desulfovibrio sp. กระเพาะอาหารของสัตวเ์ ค้ียวเอ้ือง
Selenomonas sp. ระบบลาไส้
Veillonella sp. กระเพาะอาหารของสัตวเ์ ค้ียวเอ้ือง
Wolinella sp.

207

ตารางท่ี 9.10 แบคทีเรียกลุ่มดิสซิมิลาทอรีไปเทรตรีดกั ชนั (Atlas and Bartha, 1993) (ตอ่ )

แบคทเี รียกลุ่มดิสซิมลิ าทอรีไนเทรตรีดักชัน แหล่งทพี่ บ
กลุ่มท่ีใชอ้ อกซิเจนและไม่ใชอ้ อกซิเจน
(Facultative anaerobes) ดินและน้าเสีย
ดินและน้าเสีย
Citrobacter sp. ดิน
Enterobacter sp. ดินและน้าเสีย
Erwinia sp. ดินและน้าเสีย
Escherichia sp. น้าทะเล
Klebsiella sp. สิ่งปฏิกลู
Photobacterium sp. -
Salmonella sp. ดินตะกอน
Serratia sp.
Vibrio sp. ช่องปาก (Oral cavity)
กลุ่มท่ีตอ้ งการออกซิเจนเพยี งเล็กนอ้ ย
(Microaerophile) ดินและอาหาร
Campylobacter sp. เยอ่ื เมือก
กลุ่มท่ีใชอ้ อกซิเจน (Aerobic Bacteria) ดินและน้า
Bacillus sp.
Neisseria sp.
Pseudomonas sp.

5. ปฏกิ ริ ิยาแอมโมเนียมแอสซิมเิ ลชัน (Ammonium assimilation)
เป็นปฏิกิริยาการดูดซึมแอมโมเนียมไอออนแลว้ เปล่ียนเป็นสารประกอบอินทรียไ์ นโตรเจน
โดยจุลินทรียเ์ พอ่ื นามาใชใ้ นการเจริญโดยเปลี่ยนเป็นองคป์ ระกอบต่าง ๆ ของเซลล์ ดงั สมการที่ 11

NH4+ R-NH2 .............................(11)

ปฏิกิริยาน้ีจะเกิดไดส้ องทาง ช่องทางแรกเป็ นการยอ่ ยสลายดว้ ยเอนไซมก์ ลูตาเมตดีไฮโดร
จีเนส (Glutamate Dehydrogenase) โดยมี HADPH2เป็นโคเอนไซม์ โดยกระบวนการน้ีแอมโมเนียม

208

จะทาปฏิกิริยากบั เอลฟาคีโตกลูตาเรต (cx-ketoglutarate) เกิดเป็ นกลูตาเมต (Glutamate) ปฏิกิริยา
ช่องทางน้ีสามารถผนั กลบั ไดแ้ ละจะทางานเม่ือมีแอมโมเนียสะสมในสภาวะแวดลอ้ มในปริมาณสูง
ดงั สมการที่ 12

Glutamate dehydrogenase

cx-Ketoglutarate + NH4+ L-Glutamate ………………(12)

HADPH

แต่โดยทวั่ ไปแล้วในดินจะมีแอมโมเนียมไอออนสะสมอยู่ในปริมาณต่าในสภาวะที่มี
แอมโมเนียมไอออนปริมาณต่าน้ีจุลินทรียจ์ ะยอ่ ยสลายแอมโมเนียมไอออนโดยช่องทางปฏิกิริยาท่ี
สอง เน่ืองจากปฏิกิริยาในช่องทางน้ีสามารถทางานได้แม้จะมีแอมโมเนียมในปริมาณต่า โดย
ปฏิกิริยาน้ีอาศยั เอนไซมส์ องชนิดน้ี คือ กลูตามีนซินทีเทส (Glutamine synthetase) และกลูตาเม
ตซินเทส (Glutamate synthase) เน่ืองจากประกอบดว้ ยสองกระบวนการ กระบวนการแรกจะรวม
แอมโมเนียมไอออนเขา้ กบั กลูตาเมตเกิดเป็ นกลูตามีน (Glutamine) โดยเอนไซมก์ ลูตามีนซินทีเทส
ดงั สมการที่ 13 โดยข้นั ตอนน้ีตอ้ งอาศยั พลงั งานในการทาปฏิกิริยาดว้ ย

Glutamine Synthetase

L- Glutamate + NH4+ +ATP L-Glutamine +ADP +Pi ……………(13)

กระบวนการที่สองเป็นการส่งถ่ายแอมโมเนียมจากกลูตามีนไปยงั แอลฟาคีโตกลูตาเรตเกิด
เป็นกลูตาเมต โดยเอนไซมแ์ ละกลูตาเมตซินเทส (Myrold, 2005) ดงั สมการท่ี 14

Glutamate Synthetase

L- Glutamate +cx-Ketoglutarate cxL-Glutamiate ……………(14)
NADPH

6. ปฏิกริ ิยาดีไนทริฟิ เคชัน (Denitrification)
ในสภาวะท่ีไม่มีออกซิเจนแต่มีไนเทรตแบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟออร์ จะสามารถใช้ไน
เทรตในการหายใจแทนออกซิเจนไดโ้ ดยปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั ปฏิกิริยาน้ีจะเปลี่ยนไนเทรตเกิด

209

เป็ นสารตวั กลางหลายชนิด ไดแ้ ก่ ไนไทรต์ (Nitrite; NO2) ไนทริกออกไซด์ (Nitric oxide; NO) ไน
ทรัสออกไซด์ (Nitrous oxide; N2O) และก๊าซไนโตรเจน (N2) ระหวา่ งการเกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เค
ชนั จะมีพลงั งานเกิดข้ึนจากปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชนั (Oxidative phosphorylation) ซ่ึง
เป็ นปฏิกิริยาคู่ควบ แบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์เป็ นแบคทีเรียกลุ่มที่เจริญได้ในสภาวะที่มี
ออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน (Facultative anaerobic bacteria) โดยจะหายใจโดยใชอ้ อกซิเจนหาก

อยู่ในสภาวะแวดล้อมที่มีออกซิเจน แต่ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนจะใช้ไนเทรตเป็ นตัวรับ
อิเลก็ ตรอน แต่ถา้ ในสภาวะน้นั มีท้งั ไนเทรตและออกซิเจนแบคทีเรียกลุ่มน้ีจะเลือกใชอ้ อกซิเจนเป็ น
อนั ดบั แรก (Paul and Clark. 1996) โดยการสารวจประชากรจุลินทรียใ์ นดินท้งั หมดพบว่ามี
แบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์ประมาณ 0.1 – 5% ซ่ึงแบคทีเรียที่พบไดบ้ ่อยและมีบทบาทสาคญั ใน
กระบวนการดีไนทริฟิ เคชัน ไดแ้ ก่ Pseudomonas sp., Alcaligenes sp., Flavobacterium sp.และ
Bacillus sp. (Myrold, 2005) นอกจากแบคทีเรียเหล่าน้ีแลว้ ยงั มีแบคทีเรียในกลุ่มน้ีอีกหลายชนิดท่ีมี
บทบาทในปฏิกิริยาน้ีดงั ตารางที่ 9.11
ตารางที่ 9.11 แบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์ (ดดั แปลงจาก Tiedje.. 1988)

แบคทเี รียกล่มุ ดไี นทริไฟเออร์ Alcaligenes sp.*
แบคทีเรียกลุ่มออกาโนโทรป (Organotrophs) Agobacterium sp.
Aquaspirillum sp.
Azospirillum sp.
Bacillus sp.
Blastobacter sp.
Bradyrhizobium sp.
Branhamella sp.
Chromobacterium sp.
Cytophaga sp.
Flavobacterium sp.
Flexibacter sp.
Halobacterium sp.
Hyphomicrobium sp.
Kingella sp.

210

แบคทีเรียกลุ่มโฟโตโทรป (Phototrophs) Neisseria sp.
แบคทีเรียกลุ่มลิโทโทรป (Lithotrophs) Parococcus sp.
Progpionibacterium sp.
* คือ แบคทีเรียท่ีพบมากในสิ่งแวดลอ้ ม Pseudomonas sp.*
Rhizobium sp.
Wolinella sp.
Rhodopseudomonas sp.
Alcaligenes sp.*
Bradyrhizobium sp.
Nitrosomonas sp.
Paracoccus sp.
Pseudomonas sp.
Thiobacillus sp.
Thiomicrospira sp.
Thiosphaera sp.

ปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั เป็ นปฏิกิริยาท่ีประกอบดว้ ยกระบวนการยอ่ ย 4 กระบวนการและ
ในแต่ละกระบวนการตอ้ งอาศยั เอนไซมใ์ นการเร่งปฏิกิริยาท่ีแตกตา่ งกนั ออกไปดงั น้ี

(1) กระบวนการไนเทรตรีดักชัน (Nitrate reduction)เปล่ียนไนเทรตให้เกิดเป็ นไนไทรต์
กระบวนการโดยสรุปแสดงดงั สมการที่ 15

Nitrate reductase (Nar)
NO3 NO2 …………..............……(15)

เอนไซม์ท่ีเร่งปฏิกิริยาน้ีคือไนเทรตรีดกั เทล (Nitrate reductase; Nar) ซ่ึงจะมีโมลิบดีนมั
หรือไอรอน และหมู่ซลั เฟอร์ที่เปลี่ยนรูป (Labile sulfur) เป็ นองคป์ ระกอบบริเวณท่ีเขา้ ทาปฏิกิริยา
ของเอนไซม์เอนไซมช์ นิดน้ีถูกยบั ย้งั การทางานดว้ ยก๊าซออกซิเจน แต่ค่อนขา้ งมีความทนต่อก๊าซ
ออกซิเจนมากกวา่ เอนไซมใ์ นสามกระบวนการท่ีเหลือ

211

(2) กระบวนการในไทรต์รีดักชัน (Nitrite reduction)เปล่ียนไนไทรตใ์ ห้เกิดเป็ นไนทริกอ
อกไซด์ (Nitric oxide; NO) ดงั สมการที่ 16

Nitrate reductase (Nir) NO …………..............……(16)
NO2

เอนไซมท์ ่ีเร่งปฏิกิริยาน้ีคือไนไทรต์รีดกั เทส (Nitrite reductase; Nir) เอนไซมช์ นิดน้ีมี 2
รูป คือ รูปที่มีคอปเปอร์เป็ นองคป์ ระกอบ (Cu-Nir) และรูปท่ีมี Cytochrome c และ d1 (heme-Nir)
เป็นองคป์ ระกอบโดยเอนไซมใ์ นรูปแบบที่สองน้ีจะพบไดม้ ากกวา่ รูปแบบแรกซ่ึงพบมากประมาณ
2 ใน 3 ของแบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์ท้งั หมด ซ่ึงแบคทีเรียท่ีใช้เอนไซม์ในรูปแบบที่สองน้ี
ไดแ้ ก่ Pseudomonas sp., Alcaligenes sp., Paracoccus sp., Thiobacillus sp.และAzospirilium sp.
(Prieme et at., 2002) และเอนไซมไ์ นไทรตร์ ีดกั เทสจะถูกยบั ย้งั โดยกา๊ ซออกซิเจนท่ีระดบั 2 kPa

(3) กระบวนการไนทริกออกไซด์รีดักชัน (Nitric oxide reduction) เป็ นกระบวนการ
เปล่ียนไนทริก ออกไซดใ์ หเ้ กิดเป็นไนทรัสออกไซด์ ดงั สมการที่ 17

Nitric oxide reduction (Nor)
NO N2O …………..............……(17)

(4) กระบวนการไนทริกออกไซด์รีดักชัน (Nitric oxide reduction)ไนทรัสออกไซด์จะถูก
เปล่ียนเป็นกา๊ ซไนโตรเจน ดงั สมการที่ 18

Nitric oxide reduction (Nos)
N2O N2 …………..............……(18)

เอนไซมท์ ี่เร่งปฏิกิริยาน้ีคือไนทรัสออกไซด์รีดกั เทส (Nitrous oxide reductase; Nos)
เอนไซมน์ ้ีประกอบดว้ ยคอปเปอร์จานวน 8 อะตอม เอนไซมไ์ นทรัสออกไซดร์ ีดกั เทสมีความไวต่อ
อกซิเจนมากกวา่ เอนไซมส์ ามชนิดท่ีเหลือ และถูกยบั ย้งั การทางานไดท้ ี่สภาวะค่าความเป็ นกรด-ด่าง
ต่า ๆ ดว้ ยเหตุน้ีหากจุลินทรียอ์ ยู่ในสภาวะที่มีค่าความเป็ นกรดสูงและมีการแพร่กระจายของก๊าซ
ออกซิเจน การเกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั จะให้ไนทรัสออกไซด์เป็ นผลิตภณั ฑโ์ ดยไม่เปลี่ยนเป็ น
ก๊าซไนโตรเจนเนื่องจากเอนไซม์ไนทรัสออกไซด์รีดักเทสถูกยบั ย้งั การทางาน ซ่ึงนอกจาก

212

ออกซิเจนและค่าความเป็ นกรด-ด่าง ยงั ถูกยบั ย้งั การทางานโดยอะเซทิลีนอีกดว้ ย ซ่ึงเรียกลกั ษณะ
เช่นน้ีวา่ Acetyieneblock method

จากข้นั ตอนท้งั หมดในปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั สามารถเขียนสรุปรวมปฏิกิริยาดงั น้ี

Nitrate Nitrate Nitrate oxide Nitrate oxide N2
Reductase (Nar) Reductase (Nar) Reductase (Nar) Reductase (Nar)
NO3 NO2 NO N2O

โดยปกติแลว้ เป็นที่ทราบวา่ ปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั จะเกิดท่ีสภาวะไม่มีออกซิเจน เน่ืองจาก
เอนไซม์ ในปฏิกิริยาน้ีทุกชนิดจะถูกยบั ย้งั การทางานเม่ือสัมผสั กบั ออกซิเจน (Hochstein and
Tomlinson, 1998) แต่จากการสารวจก็พบวา่ มีแบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์บางชนิดน้ีปรับตวั
และสามารถผลิตเอนไซม์ท่ีทนต่อออกซิเจนและเกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั ได้ เช่น Parococcus
denitrificans (Baumann et al., 1996) นอกจากแบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์แลว้ จุลินทรียใ์ นกลุ่ม
อ่ืนก็มีความสามารถในการทาให้เกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชันไดเ้ ช่นกนั ได้แก่ ยีสต์และเช้ือรา
(Bollag and Tung, 1972; Shoun et al., 1992) แต่ต่างกบั ปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั ทีเกิดจากแบคทีเรีย
คือ ยีสตแ์ ละเช้ือราส่วนใหญ่จะไม่มีเอนไซมไ์ นทรัสออกไซด์รีดกั เทส ปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั จึง
หยดุ ท่ีข้นั ตอนที่สามโดยไดไ้ นทรัสออกไซดเ์ ป็นผลิตภณั ฑแ์ ละไม่เกิดก๊าซไนโตรเจน (Shoun et al.,
1992)

6.1 การวดั ปริมาณการเกดิ ปฏิกริ ิยาดีไนทริฟิ เคชัน
จากระบวนการสุดท้ายของปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชัน คือ กระบวนการไนทรัสออกไซด์
รีดกั ชนั ซ่ึงเปลี่ยนไนทรัสออกไซดใ์ หเ้ ป็นก๊าซไนโตรเจนโดยการเร่งปฏิิกิริยาของเอนไซมไ์ นทรัสอ
อกไซดร์ ีดกั เทสซ่ึงเอนไซมน์ ้ีจะถูกยบั ย้งั ไดด้ ว้ ยอะเซทิลีน เราจึงสามารถวดั การเกิดปฏิกิริยาดีไนทริ
ฟิ เคชนั โดยการยงั ย้งั ปฏิกิริยาน้ีดว้ ยอะเซทิลีนและวดั การสะสมของไนทรัสออกไซด์ที่เกิดข้ึนได้
(Bitton, 1994)
ในระบบเพาะเล้ียงสัตวน์ ้าสามารถพบสารประกอบไนโตรเจนหลายชนิด โดยเฉพาะอยา่ ง
ย่งิ ไนไทรต์และไนเทรต ซ่ึงเป็ นสารประกอบไนโตรเจนท่ีเป็ นพิษต่อสัตวน์ ้า สารประกอบเหล่าน้ี
สามารถลดความเป็ นพิษลงไดด้ ว้ ยการถูกรีดิวซ์ให้กลายเป็ นก๊าซไนโตรเจนที่สามารถแพร่จากน้า
กลบั คืนสู่ส่ิงแวดลอ้ มในรูปท่ีไมเ่ ป็นพิษโดยปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั (Denitrification) ดว้ ยแบคทีเรีย

213

ในกลุ่มดีไนทริไฟเออร์ ซ่ึงจากรายงานการศึกษาของ Hargreaves (1998) พบว่าอัตราการ
เกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั น้นั ข้ึนอยู่กบั อุณหภูมิ ความเขม้ ขน้ ของไนเทรต สารอินทรียค์ าร์บอน
ออกซิเจนและปริมาณแบคทีเรียกลุ่มดีไนทริไฟเออร์ และไดท้ าการรวบรวมอตั ราการเกิดปฏิกิริยาดี
ไนทริฟิ เคชนั บริเวณดินตะกอนในบอ่ เพาะเล้ียงสตั วน์ ้าดงั แสดงในตารางที่ 9.12

ตารางที่ 9.12 อตั ราการเกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั (mg N m-2 d-1) ในดินตะกอนของแหล่งน้าจืด
และน้าทะเล (Hargreaves, 1998)

อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ิยา บริเวณศึกษา เอกสารอ้างองิ

ดไี นทริฟิ เคชัน

1.4 – 3.6 ทะเลสาบ Okeshobee ที่ปนเป้ื อนสาร Messer and Brezonik, 1983

อะเซทิลินี

0.1 – 7.4 บ่อเล้ียงปลาน้าจืดในเขตร้อน Acosta – Nassar et al., 1994

5 ทะเลสาบที่มีสารอาหารน้อยประเทศ Tiren, 1977

สวเี ดน

3.4 -13 ชายฝั่งประเทศญ่ีป่ ุน Nishio et al., 1983

3.8 ดินตะกอนปากแม่น้า Smith and DeLaune, 1983

0 – 29 ชายฝ่ังประเทศเบลเยยี ม Billen, 1978

< 25 ดินตะกอนน้าจืด Rysgaard et al., 1994

47 - 81 บ่อเพาะเล้ียงสัตว์น้าผสมผสานแบก่ึง Roos and Eriksen, 1995

พฒั นา

57 บ่อเล้ียงปลาแบบผสมผสาน ประเทศ Riise and Roos, 1997

ไทย

100 – 200 ปากแม่น้ าท่ีปนเป้ื อนมลพิษประเทศ Nishio et al., 1982

ญ่ีป่ ุน

33 – 342 นาขา้ วที่บาบดั ดว้ ยโพเทสเซียมไนเทรต Lindau et al., 1990

420 - 490 ดินตะกอนทางทะเลที่มีสารอาหาร Binnerup et al., 1992

อุดมสมบรูณ์

214

สาหรับปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั ที่เกิดข้ึนในขณะที่อยใู่ นสภาวะขาดออกซิเจน โดยไนเทรต
จะถูกเลือกใชเ้ ป็ นตวั รับอิเล็กตรอนแทนออกซิเจน ซ่ึงในดินตะกอนหรือดินพ้ืนมหาสมุทรจะมีการ
สูญเสี ยสารประกอบไนโตรเจนด้วยกระบวนการดีไนทริ ฟิ เคชันมากกว่าร้อยละ 50 ของ
สารประกอบไนโตรเจนท้งั หมด (Christensen, 1994) จากรายงานการศึกษาของ Menasveta และ
คณะ ในปี คศ. 2001 กล่าววา่ ขณะเกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั อะตอมของออกซิเจนจะถูกกาจดั ออก
จากไนเทรตทีละตวั เกิดเป็นไนไทรตแ์ ละถา้ ระบบอยใู่ นสภาวะท่ีมีสารอินทรีย์ (ตวั ให้อิเล็กตรอน) ที่
มากเกินไปจะทาให้ไนไทรต์ถูกเปลี่ยนแปลงไปเป็ นไนทริกออกไซด์ ไนทรัสออกไซด์และก๊าซ
ไนโตรเจนตามลาดบั อยา่ งรวดเร็ว ซ่ึงในการเปลี่ยนแปลงน้ีจะก่อให้เกิดไฮดรอกไซด์ไอออน (OH)
จึงส่งผลให้ค่าความเป็ นกรด-ด่างในบ่อเพาะเล้ียงสัตวน์ ้าลดลงแลว้ มีการสะสมของไนเทรตเกิดข้ึน
ดงั สมการที่ 19 และ 20

ไนทริฟิ เคชนั : HN4+ + 2O2 NO3 + H2O + 2H+ …………………….(19)

ดีไนทริฟิ เคชนั : NO3 +5/6 CH3OH ½ N2 + 5/6 CO2 + 7/6 H2O + OH ……..(20)

จากรายงานขององคก์ ารอนามยั โลก (World Health Organization) ในปี ค.ศ. 1986 กล่าววา่
ความเขม้ ขน้ ของแอมโมเนียมน้นั มีผลต่อการยบั ย้งั กลุ่มแบคทีเรียท่ีมีบทบาทสาคญั ในวฏั จกั รไน
ไตรเจน โดยที่ระดับความเข้มข้นของแอมโมเนียม 220 มิลลิกรัมต่อลิตร จะมีผลไปยบั ย้ัง
กระบวนการเมแทบอลิซึมของแบคทีเรียในกลุ่มแอมโมนิไฟเออร์ (Ammonifiers) และดีไนทริไฟ
เออร์ส่วนแบคทีเรียในกลุ่มที่ยอ่ ยสลายโปรตีน (Proteolytic bacteria) และดีไนทริไฟเออร์จะมีความ
ไวต่อแอมโมเนียมมากกวา่ คือมีความไวตอ่ แอมโมเนียมที่ความเขม้ ขน้ 13 – 25 มิลลิกรัมตอ่ ลิตร

Hargreaves (1998) กล่าววา่ การลดลงของแอมโมเนียมน้นั เกิดจากปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชนั
เป็ นหลกั ซ่ึงดินตะกอนเป็ นแหล่งสะสมของแอมโมเนียมท่ีสาคญั และทาให้ไนเทรตและไนไทรต์
ลดลง แต่ท้งั น้ีการเกิดปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชนั และดีไนทริฟิ คเชนั ควบคู่กนั ในบริเวณดินตะกอนน้นั
เกิดไดย้ ากเนื่องจากปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชนั น้นั จะถูกจากดั ดว้ ยปริมาณออกซิเจนที่สามารถซึมผา่ นดิน
ตะกอนลงไปไดด้ ว้ ย นอกจากน้ีมีการศึกษาแบคทีเรียท่ีมีความสามารถในการรีดิวซ์สารประกอบ
ออกไซด์ของไนโตรเจนในสภาวะที่มีออกซิเจน ยกตวั อย่างเช่น Kshirsagar และคณะ (1995)
รายงานวา่ การใช้ Thiosphaera pantotrophaซ่ึงเป็นแบคทีเรียกลุ่มแอโรบิคดีไนทริไฟเออร์ (Aerobic
denitrifier) ภายในถงั เติมอากาศแบบถงั เดี่ยว (Single aerobic reactor) สามารถกาจดั แอมโมเนีย ไน
ไทรตแ์ ละไนเทรตได้ รวมท้งั Microvirgula aerodenitrificans ก็มีความสามารถรีดิวซ์สารประกอบ

215

ออกไซด์ของไนโตรเจนในสภาวะแอโรบิคดีไนทริฟิ เคชนั (Aerobic denitrification) ไดเ้ ช่นกนั
(Patureau et al., 2001)

7. ปฎิกริ ิยาการผลิตแอมโมเนีย หรือ แอมโมนิฟิ เคชัน (Ammonification) หรือ Nitrogen

mineralization
เน่ืองจากไนโตรเจนในดินเกือบท้งั หมดจะอย่ใู นรูปของสารอินทรียโ์ ดยเฉพาะในรูปของ

โปรตีน การที่จุลินทรียจ์ ะนาสารเหล่าน้ีมาใชจ้ ึงตอ้ งอาศยั ปฏิกิริยาแอมโมนิฟิ เคชนั ซ่ึงเป็ นปฏิกิริยา
ที่มีบทบาท สาคญั เน่ืองจากเป็ นปฏิกิริยาในกรเปลี่ยนสารประกอบอินทรียไ์ นโตรเจน (R-NH2)
ให้เป็ นแอมโมเนียม ไอออนโดยจุลินทรียแ์ ละสิ่งมีชีวิตในดิน โดยจุลินทรียจ์ ะหลั่งเอนไซม์
ออกมาภายนอกเซลล์ (Extracellular enzyme) เพ่ือยอ่ ยสลายสารประกอบอินทรียไ์ นโตรเจนซ่ึงมี
โมเลกุลขนาดใหญ่ให้มีขนาดโมเลกุลที่เล็ก ลงไดเ้ ป็ นกรดอะมิโนแลว้ จึงทาการลาเลียงเขา้ เซลล์ได้
เอนไซม์ที่ใช้ย่อยสลายจะอยู่ในกลุ่มของเอนไซม์ โพรทิเนส (Proteinase) หรือโพรทิเอส
(Protease) และเพปไทเดส (Peptidase) ตวั อย่างเช่น เอนไซมซ์ ับทิโลซิน (Subtilisin) เอนไซม์
คลอสทริเพน (Clostripain) เอนไซมเ์ ทอโมไลซิน (Thermolysin) เป็นตน้

ภายหลงั ที่นาโมเลกุลของแอมโมเนียมไอออนท่ีผา่ นการยอ่ ยสลายให้มีขนาดเล็กเกิดเป็ น
กรด อะมิโนและนาเขา้ เซลล์ ภายในเซลลจ์ ะเกิดกระบวนการดีอะมิเนชนั (Deamination) กรดอะมิ
โนดว้ ยเอนไซมอ์ ะลานีนดีอะมิเนส (Alanine deaminase) และไดก้ ๊าซแอมโมเนียเกิดข้ึน (Bitton,
1994; Paul and clark, 1996; Myrold, 2005) ก๊าซแอมโมเนียที่เกิดข้ึนน้ีจะระเหยไดง้ ่ายหากเกิดใน
สภาพดินที่แหง้ แต่หาก ดินมีความช้ืนหรือมีน้าเป็ นองค์ประกอบอยู่สูงก๊าซแอมโมเนียจะละลาย
น้าและกลายเป็ นแอมโมเนียมไอออนสะสมอยู่ในดินได้ ซ่ึงจะถูกพืชและจุลินทรียน์ าไปใช้ในการ
เจริญเติบโตดว้ ยปฏิกิริยาต่างๆ ในวฎั จกั รไดต้ อ่ ไป (Paul and Clark, 1996)

8. ปฏกิ ริ ิยาไนไทรต์แอมโมนิฟิ เคชัน (Nitrite ammonification)

ปฏิกิริยาไนไทรต์แอมโมนิฟิ เคชันหรือปฏิกิริยาเรสไพราทอรีไนไทรต์แอมโมนิฟิ เคชนั

(Respiratory nitrite ammonification) เป็ นปฏิกิริยาการเปล่ียนไนไทรตใ์ ห้เป็ นแอมโมเนียมไอออน

ภายใตส้ ภาวะที่ไม่มีออกซิเจน (Simon, 2002) โดยไม่เกิดสารตวั กลางระหว่างไนไทรต์และ

แอมโมเนียมไอออนและมีสารต้งั ตน้ หรือตวั ให้อิเล็กตรอน คือ ฟอร์เมตหรือก๊าซไฮโดรเจน

(Simon, 2002) เอนไซมท์ ่ีทาหนา้ ที่เร่งปฏิกิริยาน้ี คือ Cytochrome c nitrite reductase หรือเรียกวา่

NrtA protein ดงั แสดงในสมการท่ี 21

NO2 + 6(H) + 2H+ HN4+ + 2H2O ………………………..(21)

216

ปฏิกิริยาไนไทรต์แอมโมนิฟิ เคชนั มีผลิตภณั ฑ์ที่เกิดข้ึนคือแอมโมเนียมไอออน โดยเป็ น
ปฏิกิริยา รวบรวมยอดระหวา่ งปฏิกิริยาดีไนทริฟิ เคชนั และปฏิกิริยาการตรึงไนโตรเจนเขา้ ดว้ ยกนั
(Cole and Brown, 1980)

3.2 วฏั จักรซัลฟอร์ (Sulfur cycle)

ซัลเฟอร์เป็ นธาตุท่ีพบมากท่ีสุ ดเป็ นอันดับท่ี 10 ของธาตุท้ังหมดท่ีพบบนโลก มี
ความสาคญั ต่อ ระบบนิเวศและการเจริญเติบ.โตของส่ิงมีชีวิตท้งั พืช สัตวแ์ ละจุลินทรีย์ ในเซลล์
แบคทีเรียมีธาตุชนิดน้ีเป็ นองคป์ ระกอบประมาณ 1% ของน้าหนกั เซลล์แห้ง ๖ตารางท่ี 3.13) โดย
เป็ นส่วนประกอบของกรดอะมิโน ซีสเทอีน (Cysteine) และเมไทโอนีน (Methionine) และมี
ความจาเป็นต่อการทางานของวติ ามิน ฮอร์โมน และโคเอนไซมบ์ างชนิด รวมท้งั ยงั พบสะสมอยใู่ น
ส่ิงมีชีวติ ในรูปแบบของสารอินทรีย์ เช่น กลูโคสซลั เฟต (Glucose sulfate) โคลีนซลั เฟต (Choline
sulfate) ฟี นอลซลั เฟต (Phenalic sulfate) และเอทีพีซลั เฟต (ATP-sulfate compounds) ซ่ึงตามปกติ
แลว้ ธาตุซลั เฟอร์เป็ นธาตุท่ีพืชหรือส่ิงมีชีวิตมกั ไม่ขาดแคลน ยกเวน้ ในบริเวณท่ีมีการปลูกพืชอยา่ ง
หนาแน่ (Maier, 2000)

ตารางท่ี 9.13 องคป์ ระกอบของธารตุในเซลลฺ์E. coli(ดดั แปลงจาก Neidhardt et al., 1990)

ธาตุ ปริมาณทพ่ี บ (% นา้ หนักแห้ง)
ธาตุหลกั (Major elements)
50
คาร์บอน 20
ออกซิเจน 8
ไฮโดรเจน 14
ไนโตรเจน 1
ซลั เฟอร์ 3
ฟอสฟอรัส
ธาตุรอง (Minor elements) 2
โพแทสเซียม 0.05
แคลเซียม 0.05
แมกนีเซียม

217

คลอรีน 0.05
เหลก็ 0.2
ธาตุอาหารเสริม (Trace elements)
แมงกานีส ธาตุท้งั หมดรวมกนั ประมาณ 0.3%
โมลิบดีนมั ของน้าหนกั แหง้
โคบอลต์
ทองแดง
สังกะสี

สาหรับการเพาะเล้ียงสัตวน์ ้าธาตุซลั เฟอร์มีความสาคญั เช่นเดียวกบั ธาตุไนโตรเจนและธาตุ
อ่ืนๆ โดยเฉพาะอยา่ งยงิ่ กา๊ ซไฮโดรเจนซลั ไฟดท์ ี่พบไดม้ ากในข้ีเลนท่ีสะสมอยใู่ นบ่อเพาะเล้ียงสัตว์
น้า ดงั น้นั จะขอกล่าวถึงรายละเอียดของวฎั จกั รซลั เฟอร์โดยเร่ิมจากแหล่งสะสมของสารประกอบ
ซลั เฟอร์ ซัลเฟอร์ จะสะสมอยทู่ ่ีแผ่นเปลือกโลกมากท่ีสุดโดยสะสมอยใู่ นรูปของเม็ดซัลเฟอร์

(Elemental sulfur) โลหะซลั เฟอร์ (Sulfur-metal) เช่น ไพไรต์ (Fes2) ยปิ ซมั (CaSO4) เป็ นตน้ และ
สารเช้ือเพลิง (Dobrovolsky, 1994) ดงั แสดงในตารางท่ี 9.14 โดยซัลเฟอร์ท่ีสะสะมอยู่ใน
สารประกอบรูปแบบต่างๆ จะมีสภาวะออกซิเดชนั ที่แตกต่างกนั ออกไปแสดงดงั ตารางที่ 9.15

ตารางท่ี 9.14 แหล่งสะสมของธาตุซลั เฟอร์ (ดดั แปลงจาก Dobrovolsky, 1994)

แหล่งสะสมธาตุซัลเฟอร์ ปริมาณซัลเฟอร์ อตั ราการหมุนเวยี น
หมุนเวยี นไดด้ ี
บรรยากาศ (SO42-/H2S) 1.4 x 106
มหาสมุทร หมุนเวยี นไดด้ ี
หมุนเวยี นอยา่ งชา้ ๆ
ส่ิงมีชีวติ 1.5 x 108
หมุนเวยี นไดด้ ี
ไอออนของสารอนินทรี ย์ท่ีละล ายน้ า 1.2 x 1015 หมุนเวยี นไดด้ ี
ไมเ่ กิดการหมุนเวยี น
(SO42-)
พ้ืนดิน

ส่ิงมีชีวติ 8.9 x 109

สารอินทรีย์ 1.6 x 1010

แผน่ เปลือกโลก (บนบกและพ้ืนทะเล) 1.8 x 1016

218

ตารางที่ 9.15 สภาวะออกซิเดชนั ของสารประกอบซลั เฟอร์ (Vairavamurthy et al., 1993)

สารประกอบ สูตรเคมี สภาวะออกซิเดชัน
-2
ซลั ไฟด์ (Sulfiede) S2- -2,0
0
พอลิซลั ไฟด์ (Polysulfide) Sn2- +2
เมด็ ซลั เฟอร์ (Elemental sulfur) S0 +4
-1, +5
ไฮโปซลั ไฟต์ (Hyposulfite) S2O42- +6
ซลั ไฟต์ (Sulfite) SO32- -2, +6
ไทโอซลั เฟต (Thiosulfate) S2O32- -2, +6
ไดไทโอเนต (Fithionate) S2O62- -2, +6
ไตรไทโอเนต (Trithionate) S3O62- +6
เตตระไทโอเนต (Tetrathionate) S4O62-
เพนตะไทโอเนต (Pentathionate) S5O62- S0
ซลั เฟต (Sulfate) SO42-

3.2.1 ปฏกิ ริ ิยาทเ่ี กดิ ในวฎั จักรซัลเฟอร์

ปฏิกิริยาท่ีเกิดในวฎั จกั รซลั เฟอร์แสดงไดด้ งั รูปที่ 9.17

ปฎิกิริยาดีซลั เฟอเรชนั

H2S
ปฏิกิริยาซลั ไฟดอ์ อกซิเดชนั
ปฏิกิ ิรยาการหายใจโดยใช้
ัซลเฟอร์เป็น ัตว ัรบอิเ ็ลกตรอน
ปฏิกิ ิรยาโฟโดโทร ิฟกออก ิซเคชัน

ปฏิกิริยา ัซลเฟอร์ออก ิซเดชัน
R-SH
ปฏิกิริยาแอสซิมิลาทอรี
ซลั เฟตรีดกั ชนั

ปฏิกิริยาดิสซิมิลาทอรี
ซลั เฟตรีดกั ชนั
S0
ปฎิกิริยาโฟโตโทรฟิ กออกซิเดชนั R-SH คือสารอินทรีย์

รูปที่ 3.17 วฎั จกั รซลั ฟอร์ (สุบณั ฑิต, 2549)

219

1. ปฎกิ ริ ิยาซัลไฟด์ออกซิเดชัน (Sulfide oxidation)

ปฏิกิริยาซัลไฟด์ออกซิเดชัน (Sulfide oxidation)คือ ปฏิกิริยาที่ใช้ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S)
เป็ นสารต้งั ตน้ และใชก้ ๊าซออกซิเจนเป็ นตวั รับอิเล็กตรอนไดเ้ ป็ นเม็ดซลั เฟอร์ (S0)และน้า ดงั แสดง
ในสมการที่ 22

H2S + ½O2 S0+ H2O …………………………….(22)

แบคทีเรียท่ีสามารถทาให้เกิดปฏิกิริยาน้ี คือ แบคทีเรียกลุ่มที่ใช้สารอนินทรียเ์ ป็ นแหล่งพลงั งาน
และแหล่งคาร์บอน (Chemolithotrophs) เช่น Beggiatoa sp., Thioploca sp.,และ Thiothrix sp.และ

กลุ่มแบคทีเรียที่เจริญไดด้ ีในท่ีมีอุณหภูมิสูง (Thermophillic microorganisms) เช่น Thermothrix sp.
มกั พบว่าแบคทีเรียเหล่าน้ีจะใช้เม็ดซัลฟอร์ (S0) โดยเปล่ียนแปลงเม็ดซัลเฟอร์ไปเป็ นซัลเฟต
แบคทีเรียกลุ่ม น้ีจะถูกพบได้ในรอยต่อระหว่างสภาวะท่ีมีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน
นอกจากน้นั Beggiatoa sp., Thiobacillus thioparus และ T. novellus สามารถออกซิไดส์ซลั เฟอร์อ่ืน
ๆ ที่อยใู่ นรูปของสารรีดิวซ์ (Reducedsulfur compounds) แต่เนื่องจากแบคทีเรียกลุ่มน้ีทนทานต่อ
สภาวะที่เป็นกรดไดน้ อ้ ย ดงั น้นั จึงมกั จะสะสมสารซลั ฟอร์ในรูปของเมด็ ซลั เฟอร์ (S0) มากกวา่
ที่จะมีการออกซิไดส์เมด็ ซลั เฟอร์ (S0) ไปเป็นกรดกามะถนั (สุบณั ฑิต, 2548)

2. ปฏกิ ริ ิยาซัลเฟอร์ออกซิเดชัน (Sulfur oxidation)
ปฏิกิริยาซัลเฟอร์ออกซิเดชนั (Sulfur oxidation)คือ ปฏิกิริยาที่เปล่ียนแปลงเม็ดซลั เฟอร์ (S0) ไป
เป็ นซัลเฟตดงั แสดงในสมการที่ 23 ปฏิกิริยาน้ีเกิดจากแบคทีเรียนกลุ่ม Sulfur oxidatingซ่ึงเป็ น
แบคทีเรียกลุ่มคีโมออโตโทรป (Chemoautotrophic bacteria) โดยชนิดและแหล่งที่มกั จะพบ
แบคทีเรียกลุ่มน้ีแสดง ดงั ตารางท่ี 9.16 แบคทีเรียกลุ่มน้ีเป็ นแบคทีเรียที่ตอ้ งการออกซิเจนในการ
เจริญอยา่ งแทจ้ ริง (Obligte aerobic bacteria) ยกเวน้ Thiobacillus denitrificansซ่ึงเป็ นแบคทีเรีย
กลุ่มท่ีเจริญได้ท้งั ในสภาวะที่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน (Facultative anaerobic bacterial)
เนื่องจากสามารถใชไ้ นเทรตเป็นตวั รับอิเลก็ ตรอน ตวั สุดทา้ ยแทนออกซิเจนไดด้ งั สมการที่ 24

S0+1½O2+H2O H2SO4 …………………………….(23)
S0+ NO3+ CaCO3 CaSO4 + N2 ……………………..………….(24)

220

จากสมการท่ี 24 แสดงให้เห็นว่าผลผลิตท่ีไดจ้ ากกระบวนการหายใจของ T. denitrificans
เป็ นสารประกอบยปิ ซมั (CaSO4) จึงทาให้แบคทีเรียชนิดน้ีไม่สามารถเจริญไดใ้ นสภาวะท่ีเป็ นกรด
โดยค่าความเป็ นกรด-ด่าง ที่เหมาะสมต่อการเจริญเท่ากบั 7.0 ส่วนที่ T. thiooxidansเป็ นแบคทีเรียท่ี
สามารถออกซิไดส์เม็ดซัลเฟอร์ (S0) ให้เปล่ียนเป็ นซัลเฟต ในรูปของกรดกามะถัน จึงทาให้
แบคทีเรียชนิดน้ีสามารถเจริญในสภาวะที่มีกรดสูงมากได้ โดยพบวา่ ค่า ความเป็ นกรด-ด่างท่ี
เหมาะสมต่อการเจริญของ T. thiooxidans เท่ากบั 2 นอกจากน้ีแบคทีเรียในสกุล Sulfolobusซ่ึงเป็ น
แบคทีเรียที่เรียกลุ่มอาร์เคีย (Archae bacteria) สามารถออกซิไดส์เม็ดซลั เฟอร์(S0) ไปเป็ นซลั เฟต
เพ่อื ผลิตพลงั งานภายใตส้ ภาวะท่ีเป็นกรดและมีอุณหภูมิสูง (Hot acidic habitats)

ตารางที่ 9.16 ชนิดและแหล่งท่ีอยู่ของแบคทีเรียกลุ่ม Sulfur-oxidizing (ดดั แปลงจาก Germida,
2005)

แบคทเี รียกล่มุ Sulfur-oxidizing แหล่งทอี่ ยู่
Thiobacillus โคลน น้าพรุ ้อน เหมืองแร่ ดิน
Thiomicrospira
Achromatioum
Beggiatoa
Termothrix

3. ปฏกิ ริ ิยาแอสซิมลิ าทอรีซัลเฟตรีดกั ชัน (Assimilatory sulfate reduction)
ปฎิกิริยาแอสซิมิลาทอรีซลั เฟตรีดกั ชนั (Assimilatory sulfate reduction) คือ ปฏิกิริยาท่ีเปล่ียนแปลง
ซลั เฟตไปเป็นสารประกอบอินทรีย์ (R-SH) ดงั สรุปในสมการที่ 25

SO42- R-SH...................................(25)

ปฏิ กิริ ยาน้ ี จะมีการผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปริ มาณท่ีน้อยและไฮโดรเจนซัลไฟด์ส่ วนน้ ี จะถู ก
เปล่ียนต่อไปเป็นกรดอะมิโนชนิดต่างๆ เช่น ซีสเทอีน (Cysteine) เมไทโอนีน (Mathionine) วิตามิน
และ โคเอนไซม์ (Coenzymes) ชนิดต่างๆ รวมท้งั สารอินทรียซ์ ลั เฟต (Organic Sulfates) เช่น
ซลั เฟตเอสเทอร์ (Sulfate esters) และไทโอกลูโคไซด์ (Thioglucosides) ซ่ึงเป็ นสารอินทรียซ์ ลั เฟอร์
ท่ีพบบริเวณผิวดินประมาณ 30-70% ของปริมาณสารอินทรียซ์ ัลเฟอร์ท้งั หมด โดยสารอินทรีย์

221

เหล่าน้ีเป็นสารท่ีพืชและจุลินทรียก์ ลุ่มเฮเทอโรโทรปสามารนามาใชใ้ นการเจริญและกระบวนการเม
แทบอลิซึมของเซลลไ์ ด้

4. ปฏกิ ริ ิยาดสิ ซิมิลาทอรีซัลเฟตรีดกั ชัน (Dissimilatory sulfate reduction)

ปฏิกิริยาดิสซิมิลาทอรีซลั เฟตรีดกั ชนั (Dissimilatory sulfate reduction) คือ ปฏิกิริยาท่ีเปลี่ยนแปลง
ซลั เฟตไปเป็ นก๊าซไฮโดรเจนซลั ไฟด์ (H2S) ดงั สรุปในสมการท่ี 26 ดว้ ยการทางานของแบคทีเรีย
กลุ่มดสั ซิมิลาทอรีซลั เฟตรีดกั ชนั (Dissimilatory sulfate reducing bacteria) ดงั ตารางที่ 9.17 ก๊าซ
ไฮโดรเจนซลั ไฟด์ปริมาณมากที่เกิดจากปฏิกิริยาดิสซิมิลาทอรีซลั เฟตรีดกั ชนั น้ีจะถูกปล่อยออกสู่
ส่ิงแวดลอ้ มโดยเฉพาะในดินตะกอนมหาสมุทรหรือในบ่อเล้ียงสัตวน์ ้า โดยจะสังเกตเห็นการสะสม
ของก๊าซไฮโดรเจนซลั ไฟดจ์ ากการท่ีดินตะกอนจะมีสีดา ซ่ึงก๊าซไฮโดรเจนซลั ไฟดเ์ ป็ นก๊าซพิษท่ีมี
พิษรุนแรงตอ่ สิ่งมีชีวติ

SO42- H2S...................................(26)

ปฏิ กิ ริ ยาดี สซิ มิ ลาทอรี ซัลเฟตรี ดักชันสามารถเกิ ดข้ึ นได้ในหลายสภาวะใน
สิ่งแวดลอ้ ม แต่ขอ้ จากดั ของปฏิกิริยาซัลเฟตรีดกั ชนั น้ีมกั เกิดจากปัญหาการขาดแคลนแหล่งของ
คาร์บอนหรือสารต้งั ตนั มากกวา่ ปัญหาการขาดแคลนซลั เฟตซ่ึงเป็ นตวั รับอิเล็กตรอนในปฏิกิริยา

ตารางที่ 9.17 ลกั ษณะและชนิดของแบคทีเรียกลุ่มดิสซิมิลาทอรีซลั เฟตรีดกั ชนั

ชนิดของแบคทีเรีย Desulfobacter, Desulfobulbus, Desulfococcus, Desulfonema,

Desulfosercina,Desulfotomaculum และ Desulfovibrio

ลกั ษณะทวั่ ไป เป็นแบคทีเรียกลุ่มท่ีไมต่ อ้ งการออกซิเจนในการเจริญ (Strict anaerobe)

เจริญไดด้ ีในสภาวะแวดลอ้ มท่ีเป็นกรดอ่อนจนถึงด่างอ่อน ส่วนใหญ่เป็น

แบคทีเรียกลุ่มท่ีเจริญไดด้ ีท่ีอุณหภมู ิปานกลาง (Mesophile) แตบ่ างชนิด

กเ็ จริญไดด้ ีท่ีอุณหภมู ิสูง (Thermophile)

แหล่งท่ีพบ ดินตะกอนน้าจืด ดินตะกอนน้ากร่อย สิ่งแวดล้อมทางทะเล บริเวณท่ีมี

อุณหภูมิสูง

บริเวณที่มีน้าขงั และทางเดินอาหารของสัตว์

222

5. ปฏิกริ ิยาดซี ัลเฟอเรชัน (Desulfuration)

ปฏิกิริยาดีซลั เฟอเรชนั (Desulfuration) คือ ปฏิกิริยาที่เปล่ียนแปลงสารประกอบอินทรียไ์ ป
เป็ นก๊าซไฮโดรเจนซลั ไฟด์ ดงั แสดงในสมการที่ 27 สารอินทรียท์ ่ีมีซลั เฟอร์เป็ นองคป์ ระกอบและ
ถูกยอ่ ย สลายดว้ ยจุลินทรียภ์ ายใตส้ ภาวะไม่มีออกซิเจนจะทาให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ซ่ึงมี
ความเป็ นพิษต่อส่ิงมีชีวิตหลายชนิดรวมท้งั สัตวน์ ้าชนิดต่างๆ ปฏิกิริยาน้ีเกิดข้ึนมากในระบบ
เพาะเล้ียงสัตวน์ ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบเพาะเล้ียงสัตวน์ ้าแบบหนาแน่น เนื่องจากจะเกิดการ
สะสมของเศษของเสียต่างๆ ในการเพาะเล้ียง เช่น อาหาร ส่ิงขบั ถ่ายของสัตวน์ ้า ซากสัตวน์ ้าท่ีตาย
แลว้ เป็นตน้ ของเสียเหล่าน้ีลว้ นมีซลั เฟอร์เป็นองคป์ ระกอบ

H2S H2S....................................(27)

6. ปฏิกริ ิยาโฟโตโทรฟิ กออกซิเดชัน (Phototrophic oxidation)
ปฏิกิริยาโฟโตโทรฟิ กออกซิเดชัน (Phototrophic oxidation) คือ ปฏิกิริยาท่ีเปลี่ยนแปลงก๊าซ
ไฮโดรเจนซลั ไฟดเ์ ป็นเมด็ ซลั เฟอร์และเปล่ียนไปเป็นซลั เฟตในท่ีสุด (สมการที่ 28) ภายใตส้ ภาวะที่
มีแสง แต่ไม่มีออกซิเจน แบคทีเรียกลุ่มน้ีจะใชก้ ๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็ นตวั ให้อิเล็กตรอนใน
กระบวนการสงั เคราะห์แสง (Ingraham and Ingraham, 2000) แบคทีเรียกลุ่มน้ีแสดงดงั ตารางท่ี 9.18

H2S S0 SO42-..........................(28)
ตารางท่ี 9.18 แบคทีเรียที่ทาใหเ้ กิดปฏิกิริยาโฟโตโทรฟิ กออกซิเดชนั

แบคทเี รีย แหล่งทพ่ี บ
Rhodopseudomonas
Chlorobium บริเวณแหล่งน้าต้ืน ดินตะกอน โคลน
Chromatium น้าพุร้อนและทะเลสาบน้าเคม็
Ectothiorhodospira
Thiopedia

223

7. ปฏิกริ ิยาการหายใจโดยใช้เมด็ ซัลเฟอร์เป็ นตวั รับอเิ ลก็ ตรอน (sulfur respiration)
ปฏิกิริยาการหายใจโดยใชเ้ มด็ ซลั เฟอร์เป็นตวั รับอิเลก็ ตรอน (sulfur respiration)คือปฏิกิริยาท่ีใชเ้ ม็ด
ซลั เฟอร์เป็ นตวั รับอิเล็กตรอนและเปล่ียนเป็ นก๊าซไฮโดรเจนซลั ไฟด์ (สมการท่ี 29) ปฏิกิริยาน้ีจะมี
การเกิดคล้ายกับปฏิกิริยาที่มีการใช้ออกซิเจนเป็ นตัวรับอิเล็กตรอนแบบที่เรียกว่า Oxidative
respiration (สมการที่ 30) ยกเวน้ ผลผลิตท่ีได้จะเป็ นก๊าซไอโดรเจนซัลไฟด์แทนที่จะเป็ นน้า
เหมือนกบั การใชก้ า๊ ซออกซิเจนเป็นตวั รับในการหายใจแบบท่ีใชอ้ อกซิเจน

Substrate + S0 CO2 + H2S …………………………(29)
Substrate + O2 CO2 + H2O …………………………(30)

จากปฏิกิริยาในวฎั จกั รซลั เฟอร์ท่ีไดก้ ล่าวไปท้งั หมดจะเห็นวา่ ปฏิกิริยาท่ีไม่พึงประสงคข์ อง
บอ่ เพาะเล้ียงสตั วน์ ้า ไดแ้ ก่ ปฏิกิริยาดีซลั เฟอเรชนั ดิสซิมิลาทอรีซลั เฟตรีดกั ชนั และการหายใจโดย
ใช้เม็ด ซัลเฟอร์เป็ นตวั รับอิเล็กตรอน ในขณะท่ีปฏิกิริยาซัลไฟด์ออกซิเดชันและโฟโตโทรฟิ ก

ออกซิเดชนั เป็ น ปฏิกิริยาที่มีประโยชน์ต่อการเพาะเล้ียงสัตวน์ ้า เนื่องจากช่วยในการกาจดั ก๊าซ
ไฮโดรเจนซลั ไฟดอ์ อกจากข้ีเลนได้

3.2.2 กลไกของปฏิกิริยารีดอกซ์และความต้องการขออกซิเจนในดินพื้นบ่อ (Pound

bottom soil oxygen demand; SOD) ในบ่อเลยี้ งก้งุ

ความเขม้ ขน้ ของออกซิเจนที่ละลายในน้าเป็นปัจจยั หน่ึงที่มีความสาคญั ต่อการเล้ียงสัตวน์ ้า
เป็ นดชั นีบ่งช้ีถึงสภาวะการมีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจนของบริเวณรอยต่อระหวา่ งน้ากบั ผิวดิน
พ้ืนบ่อ (Soil water intertace) นอกจากน้ีค่า SOD สามารถบ่งช้ีถึงความหนาแน่นของกระบวนการ
หมุ นเวีย นของส ารอาหา รและก ระบ วนการเมแทบอลิ ซึ มของส่ิ ง มี ชี วิตท่ี ผิวหน้า ดิ นไ ด้อี ก ด้วย
ตามปกติค่า SOD ในบ่อ เล้ียงสัตวน์ ้า จะมีค่าอยรู่ ะหวา่ ง 0.01 – 5.3 g/m/n ซ่ึงมีค่า SOD น้นั ข้ึนอยู่
กบั การแพร่ของออกซิเจนจากผิวน้าสู่ดินพ้ืนบ่อ โดยทว่ั ไปการแพร่ของออกซิเจนสู่พ้ืนบ่อน้ัน
เกิดข้ึนไดช้ ้ามากและไม่เพียงพอต่อความตอ้ งการของสิ่งมีชีวิตบริเวณพ้ืนบ่อ แต่สาหร่ายสามารถ
สร้างออกซิเจนไดใ้ นช่วงเวลากลางวนั โดยกระบวนการสร้างออกซิเจนน้ีจะเกิดข้ึนท่ีระดบั ความลึก
10-20 เซนติเมตร จากผิวน้า ทาให้บริเวณน้ีมีออกซิเจนละลายน้ามากและเกินความตอ้ งการของ
ส่ิงมีชีวติ ออกซิเจนบางส่วนจะแพร่จากบริเวณดงั กล่าวสู่บรรยากาศ แต่ยงั มีบางส่วนท่ีถูกกระแสน้า
และกลไกต่างๆ ทาใหแ้ พร่ไปยงั พ้ืนบอ่ แต่อยา่ งไรกต็ ามปริมาณออกซิเจนที่แพร่มายงั พ้ืนบ่อก็ยงั คง
มีปริมาณเพียงเล็กนอ้ ย ส่งผลใหป้ ริมาณออกซิเจนไม่เพียงพอต่อความตอ้ งการของส่ิงมีชีวิตบริเวณ

224

พ้นื บอ่ เมื่ออกซิเจนแพร่มาถึงพ้ืนบ่อออกซิเจนไม่เพียงพอต่อความตอ้ งการของสิ่งมีชีวติ บริเวณพ้ืน
บ่อ เมื่อออกซิเจนแพร่มาถึงพ้ืนบ่อออกซิเจนจะแพร่ต่อไปยงั ดินพ้ืนบ่อ ซ่ึงการแพร่ของออกซิเจน
จากช้ันรอยต่อระหว่างน้ากบั ดินพ้ืนบ่อน้ันเกิดข้ึนไดช้ ้ามากทาให้ช้นั ดินพ้ืนบ่อเกิดสภาวะไม่มี
ออกซิเจน (Anoxic condition; Revsbech et al., 1980) จากการศึกษาปริมาณออกซิเจนในช้นั ดินพ้ืน
บ่อของบ่อเล้ียงปลาแบบพฒั นาและแบบก่ึงพฒั นาบริเวณชายฝ่ังโดยใช้ Microeiectride จะพบ
ออกซิเจนเฉพาะผิวหนา้ ดินพ้ืนบ่อเท่าน้นั และออกซิเจนไม่สามารถแพร่เขา้ ในช้นั ดินพ้ืนบ่อที่ลึก
มากกวา่ 1 มิลลิเมตรได้ (Meijer and Avnimeiech, 1999)

3.2.3 ปฏิกริ ิยารีดอกซ์ในดนิ ตะกอนพนื้ บ่อ
ดินพ้ืนบ่อที่มีสภาวะไม่มีออกซิเจน (Anoxic Condition) จะมีตวั รับอิเล็กตรอนอื่นที่ไม่ใช่

ออกซิเจน ถูกน้ามาใชเ้ พื่อยอ่ ยสลายสารอินทรีย์ กระบวนการยอ่ ยสลายในสภาวะทีไม่มีออกซิเจน
บางกระบวนการ ท่ีเกิดข้ึนสนดินพ้ืนบ่อสามารถช่วยลอดปริมาณสารพิษในบ่อเล้ียงกุง้ ได้ ส่งผลให้
สารพิษท่ีแพร่สู่ช้ันนามีปริมาณลดลง นอกจากน้ีกระบวนการย่อยสลายด้วยจุลินทรียใ์ นสภาวะ
ดงั กล่าวยงั สามารลดสารอนินทรียไ์ ดอ้ ีกดว้ ย ตามปกติแลว้ ไฮโดรเจนซลั ไฟด์ความเขม้ ขน้ สูงจะมี
ความเป็นพษิ ต่อปลาและกุง้ โดยจะมีผลยบั ย้งั การหายใจแบบใชอ้ อกซิเจนจากการเขา้ ไปจบั กบั เมด็
เลือดแดงที่บริเวณ Cytochrome coxidase แทนที่ออกซิเจน อีกท้งั ปริมาณไฮโดรเจนซลั ไฟด์ใน
น้ายงั มีความสัมพนั ธ์กบั ปริมาณออกซิเจนท่ีละลายในน้าและทาใหเ้ กิดสภาวะขาดออกซิเจนไดอ้ ีก
ดว้ ย (Adelman and Smith, 1970) จากการศึกษาพบวา่ ค่า LC50ของไฮโดรเจนซลั ไฟด์ ที่เวลา 8
ชว่ั โมงต่อกุง้ ตะกาด (Metapenaeus monoceros) ระยะซูเอีย ไมซีสและวยั รุ่นเท่ากบั 0.008, 0.012
และ 0.019 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลาดบั (Kang and Matsuda, 1994) ส่วนค่า LC50 ของ
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ท่ีเวลา 1 ชวั่ โมงต่อกุง้ สกุล Crangon เท่ากบั 0.64 มิลลิกรัมต่อลิตร นอกจากน้ี
BVismann (1996) พบวา่ ไฮโดรเจนซลั ไฟดป์ ริมาณ 3.2 x 10 มิลลิกรัมต่อลิตร จะจบั กบั เมด็ เลือดกุง้
กุง้ จะเริ่มเคล่ือนที่เร็วข้ึน ขณะท่ีปริมาณ 6.4 x 103 มิลลิกรัมต่อลิตร กุง้ จะตื่นตวั มากข้ึนและเมื่อ
ปริมาณ 0.013 มิลลิกรัมต่อลิตร กุง้ จะเป็ นอมั พาต และไฮโดรเจนซัลไฟด์ยงั มีผลยบั ย้งั ปฏิกิริยา
ไนทริฟิ เคชนั (๋๋Joye and Hollibaugh, 1995) อนั จะนาไปสู่การเพิ่มข้ึนของแอมโมเนียในบ่อ
เพาะเล้ียงสตั วน์ ้า

นอกจากน้ีกระบวนการหมกั ของจุลินทรียท์ ่ีใชส้ ารอินทรียเ์ ป็นสารต้งั ตน้ ยงั เป็ นปฏิกิริยาท่ีมี
ความสาคญั เน่ืองจากสามารถลดปริมาณสารอินทรีย์ได้ สารท่ีได้จากการหมกั ย่อย ได้แก่ กรด
อินทรีย์ คีโทน แอลดีไฮด์ เอมีนและเมอร์แคปแทน (Solbe, 1979) Ram และคณะ (1982) พบวา่
ปริมาณแบคทีเรียกลุ่มสร้างกรด (Acid-forming bacterial) จะเพ่ิมข้ึนเม่ือพ้ืนบ่ออยใู่ นสภาวะที่ไม่มี

225

ออกซิเจน ซ่ึงกรดอินทรียท์ ่ีเกิดข้ึนน้ีบางชนิดมีความเป็ นพิษต่อพืชและสัตวน์ ้า (De Vieeschauwer
et al., 1981) เช่น กรดแอซีติก ความเขม้ ขน้ 10 – 88 มิลลิกรัมต่อลิตร มีความเป็ นพิษต่อกุง้ ทะเล
ปลาทองและปลาซนั ฟิ ช ขณะที่กรด บิวทิลริกและกรดแลกติก ความเขม้ ขน้ 100 – 200 มิลลิกรัมต่อ
ลิตร มีความเป็ นพิษต่อแพลงก์ตอนสัตว์ (Water flea; Daphnia sp.) และปลา นอกจากกรดอินทรีย์
บางชนิดแล้งยงั พบว่าสารอินทรียซ์ ัลเฟอร์บางชนิดเป็ นพิษต่อสัตว์น้าเช่นกนั เช่น คาร์บอนได
ซัลไฟด์ (CS2) ความเขม้ ขน้ 100 – 300 มิลลิกรัมต่อลิตร มีความเป็ นพิษต่อปลาและสัตวไ์ ม่มี
กระดูกสันหลงั และมีความเขม้ ขน้ 18 มิลลิกรัมต่อลิตร สามารถยบั ย้งั ปฏิกิริยาไนทริฟิ เคชนั ไดอ้ ีก
ดว้ ย (Richardson and Gangolli, 1992)

9.3.3 วฏั จักรฟอสฟอรัส (Phosphorus cycle)
ฟอสฟอรัสเป็ นธาตุท่ีมีความสาคญั อีกสารหน่ึงในบ่อเพาะเล้ียงสัตวน์ ้า ฟอสฟอรัสพบได้
ท้งั ในรูปสารละลายน้าและอนุภาคแขวนลอย ซ่ึงฟอสฟอรัสที่ละลายน้าไดจ้ ะมีท้งั สารอินทรียห์ รือ
สารอนินทรีย์ โดยสารอินทรียฟ์ อสฟอรัสท่ีละลายน้าจะเกิดจากการยอ่ ยสลายของพืชหรือส่ิงมีชีวิต
อ่ืนๆ ส่วนสารอนินทรีย์ ที่ละลายน้ามกั จะเป็ นฮอร์โธฟอสเฟตและอนุภาคแขวนลอยที่มีฟอสฟอรัส
ไดแ้ ก่ แพลงกต์ อนต่างๆ และแบคทีเรีย โดยที่แบคทีเรียและแพลงกต์ อนพืชสามารถดูดซบั ออร์โธ
ฟอสเฟตไดร้ วดเร็วมากเกินกวา่ ความตอ้ งการท่ีใชใ้ นการเจริญเติบโต (Luxury Uptake) โดยสะสม
อยใู่ นรูปของ Polyphosphate (Patureau et al., 2001) ส่วนฟอสเฟตท่ีเหลือจะถูกดินตะกอนดูดซบั ไว้
อยา่ งรวดเร็วเช่นกนั จึงพบฟอสเฟตในน้าปริมาณต่ามาก ทาใหน้ ้ามีปริมาณฟอสเฟตลดลงและเสีย
สมดุล ดินตะกอนจึงมีการปล่อยฟอสเฟตให้กบั น้า สาหรับฟอสเฟตในดินตะกอนมกั อยใู่ นรูปของ
สารประกอบเหล็กฟอสเฟต อะลูมิเนียมฟอสเฟตและแคลเซียมฟอสเฟต โดยท่ีภายใตส้ ภาวะท่ีมี
ออกซิเจนสารประกอบฟอสเฟตจะละลายน้าไดน้ ้อย แต่ถา้ เกิดสภาวะทีไม่มีออกซิเจนฟอสเฟตจะ
ถูกปล่อยออกมาละลายอยใู่ นน้า ซ่ึงพืชน้าสามารถดูซึมไปใชป้ ระโยชน์ไดแ้ ละรากของพืชบางชนิด
สามารถดูดซึมฟอสเฟตจากดินตะกอนไดโ้ ดยตรง (Jone et al., 2001) โดยการเปลี่ยนแปลงของ
ฟอสฟอรัสในแหล่งน้าแสดงดงั รูปท่ี 9.18
ฟอสฟอรัสหรือฟอสเฟตเป็นสารท่ีมีความสาคญั ต่อระบบเพาะเล้ียงสัตวน์ ้า แต่ถา้ มีปริมาณ
มาก เกินไปอาจทาให้เกิดภาวะเสื่อมโทรมของแหล่งน้าจากการเจริญเติบโตของพืชน้าอยา่ งไร้
ขอบเขตหรือท่ีเรียกวา่ ยโู ทรฟิ เคชนั (Eutrophication) หากแหล่งน้าธรรมชาติมีปริมาณฟอสฟอรัส
สูงเกินกวา่ 0.01 มิลลิกรัมต่อลิตร จดั วา่ แหล่งน้าน้นั มีอาหารธรรมชาติมากเกินไป ส่วนแหล่งน้าท่ีมี
ฟอสฟอรัสสูงกวา่ 0.6 มิลลิกรัมตอ่ ลิตร จดั วา่ มีปัญหามลภาวะ โดยปกติแลว้ ฟอสฟอรัสในน้าไม่ได้

226

ก่อใหเ้ กิดอนั ตรายแต่สัตวน์ ้า แต่ในการควบคุมและป้ องกนั ปัญหาการเส่ือมโทรมของแหล่งน้า
ไดก้ าหนดมาตรฐานวา่ ไมค่ วรมีปริมาณฟอสฟอรัสเกิน 0.03 มิลลิกรัมตอ่ ลิตร

ซากพชื ซากสตั ว์ ผบู้ ริโภค

อินทรียฟ์ อสเฟต
ที่ละลายน้าได้

แพลงกต์ อนพืช

น้าเขา้ ออก
ฟอสเฟต พืช

สะสมในดินตะกอน

กิจกรรมจุลินทรีย์

รูปที่ 9.18 การเปลี่ยนแปลงของธาตุฟอสฟอรัสในแหล่งน้า (ดดั แปลงมาจากวริ ัช, 2544)

227

สรุป

ในระบบการเพาะเล้ียงสตั วน์ ้าประกอบดว้ ยระบบนิเวศที่มีความจาเพาะในแต่ละระบบและ
ความสมดุลหรือความไมส่ มดุลของระบบนิเวศ มีผลกระทบต่อการเพาะเล้ียงสัตวน์ ้าโดยตรง ไม่วา่
จะมีผลต่อ คุณภาพน้า คุณภาพดินพ้ืนบ่อ รวมท้งั จุลินทรียท์ ี่ก่อโรคในระบบเพาะเล้ียงสัตวน์ ้า โดย
จุลินทรียใ์ นระบบดงั กล่าวมีบทบาทสาคญั ตอ่ การหมุนเวยี นสารประกอบ ท้งั ในส่วนที่ตอ้ งการและ
ส่วนที่ไม่ตอ้ งการในระบบเพาะเล้ียง ไดแ้ ก่ สารประกอบไนโตรเจน ซลั เฟอร์และฟอสฟอรัส เช่น
แอมโมเนีย ไนไทรต์ และ ก๊าซไฮโดรเจนซลั ไฟด์ เป็ นตน้ ดงั น้นั การควบคุมความสมดุลของระบบ
นิเวศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการควบคุมจุลินทรียท์ ี่มีประโยชน์และจุลินทรียก์ ลุ่มก่อโรคให้มีความ
สมดุลย่อมมีผลทาให้การเพาะเล้ียงสัตว์น้าเป็ นไปอย่างมีประสิทธิภาพและยงั่ ยืน รวมท้ังไม่
ก่อใหเ้ กิดผลกระทบตอ่ สิ่งแวดลอ้ ม

228

บรรณานุกรม

กาญจนา สุทธิ. 2547. โรคสัตวน์ ้า. คณะเพาะเล้ียงสตั วน์ ้า. วทิ ยาลยั ประมงติณสูลานนท์, สงขลา.
กาญจนภาชน์ ล่ิมมโนมนต.์ 2527. สาหร่าย. คณะประมง. มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์,

กรุงเทพฯ.
จงรักษ์ ผลประพฤติ. 2535. จุลินทรียว์ ทิ ยาเล่ม 1. ภาควิชาชีววทิ ยา คณะวชิ าวทิ ยาศาสตร์และ

เทคโนโลย.ี สถาบนั ราชภฎั ราไพพรรณี. จนั ทบุรี.
จนั ทรพงษ์ วะสี. 2532. คนไทยกบั ภยั เอดส์. หมอชาวบา้ น. 118 : 18 กุมภาพนั ธ์.
______. 2530. ไวรัสวทิ ยาการแพทย.์ โรงพมิ พอ์ กั ษรสมยั , กรุงเทพฯ.
จนั ทรพงษ์ วะสี และประเสริฐ ทองเจริญ. 2526. ไวรัสตบั อกั เสบในประเทศไทย.

อกั ษรสมยั , กรุงเทพฯ.
ดวงพร คนั ธโชติ. 2530. จุลชีววทิ ยาอุตสาหกรรม. โอ เอส พริ้นติง้ เฮาส์, กรุงเทพฯ.
ดีพร้อม ไชยวงศเ์ กียรต์ิ และววิ ฒั น์ แดงสุภา. 2514. จุลชีววทิ ยาทว่ั ไป. โรงพิมพม์ ิตรสยาม,

กรุงเทพฯ.
ถนอมศรี ชูทอง. 2532. จุลชีววทิ ยาและปรสิตวทิ ยา. เอกสารวชิ าการอนั ดบั ที่ 18 “ โครงการ

ตาราและเอกสารวชิ าการวทิ ยาลยั ครูยะลา.
นภา โล่ห์ทอง. 2536. กลา้ เช้ืออาหารหมกั และเทคโนโลยกี ารผลิต. หจก. ฟันน่ี พลบั บลิชช่ิง,

กรุงเทพฯ.
นุกลู อินทระสงั ขา และมณฑล เลิศวรปรีชา. 2547. ปฏิบตั ิการจุลชีววทิ ยาทวั่ ไป. ภาควชิ าชีววทิ ยา

คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั ทกั ษิณ. สงขลา.
นงลกั ษณ์ สุวรรณพนิ ิจ และปรีชา สุวรรณพนิ ิจ. 2539. จุลชีววทิ ยาทว่ั ไป. สานกั พิมพแ์ ห่ง

จุฬาลงกรณ์มหาวทิ ยาลยั , กรุงเทพฯ.
______. 2547. จุลชีววทิ ยาทว่ั ไป. พิมพค์ ร้ังท่ี 4 สานกั พมิ พแ์ ห่งจุฬาลงกรณ์มหาวทิ ยาลยั ,

กรุงเทพฯ.
บพธิ จารุพนั ธ์ และนนั ทพร จารุพนั ธ์. 2529. โพรโตซวั . โอ.เอส.พริ้นติ้งเฮาส์, กรุงเทพฯ.
บญั ญตั ิ สุขศรีงาม. 2525. จุลชีววทิ ยา. พิมพค์ ร้ังท่ี 1.โอ.เอส.พริ้นติง้ เฮาส์, กรุงเทพฯ.
______. 2534. จุลชีววทิ ยา. พมิ พค์ ร้ังที่ 3.โอเดียนสโตร์, กรุงเทพฯ.
บุญเลิศ สุวรรณเสนีย.์ 2516. จุลชีววทิ ยา-พยาธิวทิ ยา. สุนทรการพมิ พ,์ กรุงเทพฯ.
ประพนั ธ์ ภานุภาค. 2527. วิทยาภมู ิคุม้ กนั . พมิ พค์ ร้ังที่ 5 สานกั พิมพจ์ ุฬาลงกรณ์มหาวทิ ยาลยั ,

229

กรุงเทพฯ.
พิไลพรรณ พงษพ์ ลู . 2525. ราวทิ ยาเบ้ืองตน้ . โอ. เอส. พริ้นติ้งเฮา้ ส์, กรุงเทพฯ.
พไิ ลพรรณ พงษพ์ ลู และบญั ญตั ิ สุขศรีงาม. 2522. จุลชีววทิ ยา. โอเดียนสโตร์, กรุงเทพฯ.
พไิ ลพรรณ พุธวฒั นะ. 2533. ไวรัสวทิ ยาฉบบั พ้ืนฐาน. สานกั พิมพแ์ มค็ จากดั , กรุงเทพฯ.
พนู พิไล สุวรรณฤทธ์ิ. 2538. เอกสารประกอบการฝึกอบรม. การจดั จาแนกชนิดของจุลินทรีย.์

(25 เมษายน – 4 พฤษภาคม 2538). ภาควชิ าจุลชีววทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์. กรุงเทพฯ.
เพญ็ แสง ปุตตะ. 2536. ชีววทิ ยาทว่ั ไป 1. ภาควชิ าชีววทิ ยา คณะวชิ าวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี
สถาบนั ราชภฎั ราไพพรรณี. จนั ทบุรี.
มาลยั วรจิตรและมาลิน จุลศิริ. 2536. สารตา้ นทานแบคทีเรียและการด้ือยา. แบคทีเรียพ้ืนฐาน
ศิริยอด, กรุงเทพฯ.

มาลิน จุลศรี และอุษณี วงศท์ องศรี. 2536. ประโยชน์และการประยกุ ตใ์ ช.้ แบคทีเรียพ้ืนฐาน.
ศิริยอด, กรงเทพฯ.

วราวฒุ ิ ครูส่ง. 2529. เทคโนโลยชี ีวภาพ. โอ เอส พริ้นติ้งเฮาส์, กรุงเทพฯ.
วเิ ชียร ยงมานิตชยั . 2538. เอกสารประกอบการฝึกอบรม. การจดั จาแนกสาหร่าย. ในการจดั

จาแนกชนิดของจุลินทรีย์ ภาควชิ าจุลชีววทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์. กรุงเทพฯ.
สาวติ รี ล่ิมทอง. 2538. เอกสารประกอบการฝึกอบรม. การจดั จาแนกชนิดของจุลินทรีย.์ (25
เมษายน-4 พฤษภาคม2538). ภาควชิ าจุลชีววทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์. กรุงเทพฯ.
สิทธิ บุณยรัตผลิน สถาพร ดิเรกบุษราคม จิราพร เกษรจนั ทร์ กิจการ ศุภมาตย์
อุษณีย์ เอกปฏิธานพงศ์ และ ไชยยทุ ธ์ จนั ทนชูกลิ่น. 2535. Baculovirus สาเหตุโรคหวั
เหลืองในกุง้ กุลาดา. รายงานการประชุมทางวชิ าการประจาปี 2535 กรมประมง บางเขน
กรุงเทพฯ : 200-205
สุทธิพนั ธ์ สาระสมบตั ิ. 2529. อิมมูโนวทิ ยา. โรงพิมพอ์ กั ษรสมยั , กรุงเทพฯ.
สุมาลี เหลืองสกลุ . 2527. จุลชีววทิ ยาทางอาหาร. ภาควชิ าชีววทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั ศรีนครินทรวโิ รฒประสานมิตร. กรุงเทพฯ.
สุรภีร์ วีรวานิช. 2539. เอกสารคาสอนจุลชีววทิ ยา. ภาควชิ าชีววทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์และ
เทคโนโลยี สถาบนั ราชภฎั สงขลา. สงขลา.

230

สุวณีย์ สุภเวชย.์ 2536. แบคทีเรียพ้นื ฐาน. โรงพิมพศ์ ิริยอด, กรุงเทพฯ.

อนนั ต์ ลือขจร. 2536. กลอ้ งจุลทรรศน์และเทคนิคการถ่ายภาพทางชีววทิ ยา. โอเดียนสโตร์,
กรุงเทพฯ.

อโนชา อุทยั รัตน์. 2534. เภสชั วทิ ยาเล่ม 2. โรงพิมพท์ ิพยว์ สิ ุทธ์, กรุงเทพฯ.
อมเรศ ภูมิรัตน.์ 2538. เมตาบอลิซึมในแบคทีเรีย. แบคทีเรียพ้ืนฐาน. โรงพิมพศ์ ิริยอด,

กรุงเทพฯ.
อรนุช สุทธิกลม. 2535. บทปฏิบตั ิการจุลชีววทิ ยาทวั่ ไป. ภาควชิ าชีววทิ ยา คณะวทิ ยาศาสตร์

มหาวทิ ยาลยั ศรีนครินทรวโิ รฒสงขลา. สงขลา.
อรพิน ภูมิภมร. 2526. จุลินทรียส์ าคญั ต่ออุตสาหกรรมการเกษตรส่ิงแวดลอ้ ม. ภาควชิ า

เทคโนโลยชี ีวภาพ คณะอุตสาหกรรม มหาวิทยาลยั เกษตรศาสตร์. กรุงเทพฯ .
Acosta-Nassar MV, Morell JM and Corredor JE. (1994). The nitrogen budget of a tropical semi-

Intensive freshwater fish culture pond. J. World Aqua. Soc. 25: 261 – 270.
Adeiman IR and Smith JrLL. (1970). Effect of hydrogen sulfide on northern pike eggs and

sacfry. Trans.Am. Fish Soc. 99: 501 – 509.
Alcamo I. (1983). Fundamentals of microbiology. Massachusetts: Addison-Wesley Publishing

Companhy.
Alexander M. (1977) Microorganism in their natural habitats: Air, water and soil microbiology.

In: Atlas. RM and Bartha R (Eds.), Microbial ecology: fundamentals and applications. 4th
ed. Addison Wesley Longman, Inc., California, p. 372.
Ali AH and Hipkin CR. (1986). Nitrate assimilation in Candida nitratophila and other
yeasts.Arch. Microbiol. 144: 263 – 267.
Allan GL, Moriarty DJW and Maguire GB. (1995). Effects of pond preparation and feeding rate
on production of Penaeus monodon Fabricius, water quality, bacteria and benthos in
model farming ponds. Aquaculture 130: 329 – 349.
Atlas RM. (1995). Microbiology in our world. St. Louis: Mosby-Year Book.
Atlas RM and Bartha R. (1993). Microbial eaology. 3thEd. Redwood city: The Benjamin

/Cummings Publishing company.
Atlas RM and Bartha R. (1998). Microbial ecology: fundamentals and applications. 4thEd.

California: Addison Wesley Longman, pp. 374.

231

Avnimelech Y and Ritvo G. (2003). Shrimp and fish pond soils: processes and management.
Aquaculture 220: 549 – 567.

Batzing BL. (2002). Microbiology: and introduction, Toronto: Brooks/Cole Thomson Learning.
Baumann B, Snozzi M, Zehnder AJB and van der Meer JR. (1996). Dynamics of denitrification

activity of Paracoccus denitrificans in continuous culture during aerobic-
anaerobicchanges. J. Bacteriol. 178: 4367 – 4374.
Bauman RW. (2004). Microbiology. San Francisco: Pearsong Benjamin Cummings.
Berman-Frank I, Lundgern P and Falkowski P. (2003). Nitrogen fixation and photosynthetic
oxygen evolution in cyanobacteria. Research in Microbiology 154: 157 – 164.
Billen G. (1978). Abudget of nitrogen recycling in North Sea sediments off the Belgian coast.
Estuar. Coastal Mar. Sci. 7: 127 – 146.
Binnerup SJ, Jensen K, Revsbech NP, Jensen MH and S_rensen J. (1992). Denitrification,
dissimilatory reduction of nitrate to ammonium, and nitrification in a bioturbated
estuarine sediment as measured with 15N and microsensor techniques. Appl. Env.
Microbiol. 58: 303 – 313.
Bitton G. (1994) Wastewate microbiology. Chichester: John Wiley & Sons.
Blackburn TH and Henriksen K. (1983). Nitrogen cycling in different types of sediments from
Danish waters. Limnol. Oceanogr. 28: 477 – 493.
Blackburn TH, Lund BA and Krom MD. (1988). C-and N-mineralization in the sediments of
earthen marine fish ponds. Mar. Ecol. Prog. Ser. 44: 221 -227.
Blasco R, Castillo F and Martinez-Luque M. (1997). The assimilatory nitrate reductase from
the phototrophic bacterium, Rhodobacter capsulatus E1F1, is a flavoprotein. FEBS Lett.
414: 45 -49.
Bohn HL, McNeal BL and O’Connor GA. (1685). Introduction in soil chemistry. New York:John
Wiley & Sons, pp. 341.
Bollag JM and Tung G. (1972). Nitrous oxide release by soil fungi. Soil Biol. Biochem. 4:
271 -276.
Buresh RJ and Patrick WH. (1972). Nitrate reduction to ammonium in andaerobic soils. Soil
Science Society of America Journal 42: 913 – 918.
Burford MA, Peterson EL, Baiano JCF and Preston NP. (1998). Bacteria in shrimp pond

232

sediments: their role in mineralizing nutrients and some suggested sampling strategies.
Aquacultrue Research 29: 843 – 849.
Campbell WH and Kinghorn JR. (1990). Functional domains of assimilatory nitrate reductases
and nitrite reductases. Trends Biochem. Sci. 15: 315 – 319.
Chaterpaul L, Robinson JB and Kaushik NK. (1980). Effects of tubificid warms on denitrification
and nitrification in stream sediments. Can. J. Fish. Aq. Sci. 37: 650 – 663.
Chen WX, Wang E, Wang S, Li X, Chen X and Li. Y. (1995). Characteristics of Rhizobium
tianshanense sp. Nov., a moderately and slowly growing root nodule bacterium
isolated from an arid saline environment in Xinjiand, Peo;le’s Republic of China. Int. J.
Syst. Bacteriol. 45: 153 – 159.

Chen WX, Yan GH and Li JL. (1988). Numerical taxonomic study of fast-growing s
oybeanrhizobia and a proposal that Rhizobium fredii be assigned to Sinorhizobium
gen. nov. Int. J. Syst. Bacteriol. 38: 392 – 397.

Christensen JP. (1994). Carbon export from continental shelves, denitrification and
atmospheric carbon dioxide. Continental Shelf Research 14(5): 547 – 576.

Cole J. (1996). Nitrate reduction to ammonia by enteric bacteria: redundancy, or a strategy
for survival during oxygen starvation. FEMS Microbiol. Lett. 136: 1 -11.

Cole JA. (1990). Physiology, biochemistry and genetics of nitrate dissimilation to ammonia. In:
Revsbech NP Sorensen J (Eds.). Denitrification in soil sand sediment. New York: Plenum
press, pp. 57 – 76.

Cole JA and Brown CM. (1980). Nitrate reduction to ammonia by fermentative bacteria: a
shortcircuit in the biological nitrogen cycle. FEMS Microbiology Letters 7: 65 –72.

de Boer W and Kowalchuk GA. (2001). Nitrification in acid soils: micro-organisms and
mechanisms. Soil Biology & Biochemistry 33: 853 – 866.

DeLaune RD and Lindau CW. (1989). Nitrification and nitrate reduction in bottom sediment of
Louisiana’s Barataria Basin. Northeast Gulf Sci. 10: 163 – 167.

DeLaune RD, Salinas LM, Knox RS, Sarafyan MN and Smith CJ. (1991). Water qulity of a
coastal

river receiving nutrient inputs: ammonium nitrogen transformations. J. Env. Sci. Health

233

26: 1287 – 1302.
Department of Microbiology in Tubingen. (2006). New natural compounds emerge from

mixing genes. The biotech/life sciences Portal Barden-Wurttemberg.
De Vleeschauwer D, Verdonck O and Assche PV. (1981). Phytotoxicity of refuse compost.

Biocycle 22: 44 – 46.
Dobrovolsky VV. (1994). Biogeochemistry of the world’s land. Boca Raton: CRC Press.
ETH Zurich. (2006). Symbiotic nitrogen fixation. The Hennecke lab; Institute of Microbiology,

Swiss federal institute of Technology Zurich.
Evans HJ and Burris RH. (1992). Highlights in biological nitrogen fixation during the last 50

years In: Burris RH and Evans HJ (Eds.), Biological nitrogen fixation. New York: chapman
& Hall, pp. 1 -42.
Frias JE, Flores E and Herrero A, (1988). Nitrate assimilation gene cluster from the heterocyst-
forming cyanobacterium Anabaena sp. Strain PCC 7120. J. Bacteriol. 179: 477 – 486.
Gangeswaran R and Eady RA. (1996). Flavodoxin 1 of Azotobacter vinelandil:
characterizationand
role in electron donation to purified assimilatory nitrate reductase. J. Biochem. 317: 103 –
108.
Germida JJ. (2005). Transformations of sulfur. In Sylvia DM, Fuhrmann JJ. Hartel PG and
Zuberer DA (Eds.), Principles and applications of soil microbiology. 2nd Ed. New Jersey:
Pearson Eduction, pp. 433 – 462.
Gross A, Nemirovsky a, Zilberg D, Khaimov A, Brenner A, Snir E, Ronen Z and Nejidat A.
(2003).
Soil nitrifying enrichment as biofilter starters in intensive recirclating saline water
aquaculture. Aquaculture 223: 51 – 62.
Hageman RH and Redd AJ. (1980). Nitrate reductase from higher plants. Methods Enzymol.
69: 270 – 281.
Hargreaves JA. (1998). Nitrogen biogeochemistry of aquaculture pond. Aquaculture 166: 181 –
212.
Henriksen K. (1980). Measurement of in situ rates of nitrification in sediment. Microb. Ecol. 6:
329 – 337.

234

Henriksen K, Hansen Jl and Blackburn TH. (1981).Rates of nitrification, distribution of nitrifying
bacteria and nitrate fluxes in different types of sediment from Danish waters. Mar. Biol.
61: 299 – 304.

Hochstein Ll and Tomlinson GA. (1988). The enzymes associated with denitrification. Ann.
Rev. Microbiol. 42: 231 – 261.

Hume DJ and Blair DH. (1992). Effect of numbers of Bradyrhizobium japonicum applied in
commercial inoculants on soybean yield in Ontario. Can. J. Microbiol. 38: 588 – 593.

Ide T and Tamura G. (1987). Isolation and partial characterization of homogeneous
nitritereductase from a red alga, Porphyra yezoensis. Agric. Biol. Chem. 51: 3391 –
3393.

Ingraham JL and Ingraham CA. (2000). Introduction to microbiology. 2nd Ed. California:
Brook/Cole.

Jensen K, Sloth NP, Risgaard-Petersen N, Rysgaard S and Revsbech NP. (1994). Estimation of
nitrification and denitrification from microprofiles of oxygen and nitrate in model
sediment systems. Appl. Env. Microbiol. 60: 2094 – 2100.

Jone AB, Dennison WC and Preston NP.(2001) Intregrated treatment of shrimp effluent by
sedimentation, oyster filtration and macroalgal absorption; A laboratory scale study.
Aquaculture 193: 153 – 178.

Joye SB amd Hollibaugh JT. (1995). Influence of sulfide inhibition of nitrification on nitrogen
regeneration in sediments. Science 270: 623 – 625.

Kang J and Matsuda O. (1994). Combined effects of hypoxia and hydrogen sulfide of early
development stages of white shrimp Metapenaeus monoceros. J. Fac. Appl. Biol. Sci.,
Hiroshima Univ. 33 : 21 – 27.

Kennedy AC. (1997). The rhizosphere and spermosphere. In: Sylvia DM, Fuhrman JJ, Hartel PG
and Zaberer DA (Eds.), Principles and applications of soil microbiology. New Jersy:
Prentice Hall.

Koike I and Hattori A. (1978). Simultaneous determinations of nitrification and nitrate
reductionin

coastal sediments by a 15N dilution technique. Appl. Env. Microbiol. 35: 853 – 857.
Koops HP and Pommerening-Roser A. (2001). Distribution and ecophysioiogy of the nitrifying

235

bacteria emphazing cultured species. FEMS Microbiol. Ecol. 37: 1 – 9.
Kshirsagar M, Gupta AB and Gupta SK. (1995). Aerobic denitrification studies on activated

sludge mixed with Thiosphaera pantortropha. Environ. Technol. 16: 35 – 43.
Lin JT and Stewart V. (1998). Nitrate assimilation by bacteria. Adv. Microb. Physiol. 39: 1 – 30.
Lindau CW, DeLaune RD, Williams ML and Patrick WH Jr. (1988). Application of N-15

dilutionfor simultaneous estimation of nitrification and nitrate reduction in soil-water
columns. Plant and Soil 111: 151 – 154.
Lindau CW, Patrick WH Jr, DeLane RD and DeLaune KR. (1990). Rate of accumulation
andemission
of N2, N20 and CH4 from a flooded rice soil. Plant and Soil 129: 269 – 276.
MacFarlane GT and Herbert RA. (1984). Dissimilatory nitrate reduction and nitrification in
estrarine sediments. J Gen. Microbiol. 120: 2301 – 2308.
Maier RM. (2000). Biogeochemical cycling. In: Maier RM, Papper lL and Gerba CP (Eds.),
Environmental microbiology. Florida: Academic Press, pp 319 – 346.
Martinez-Espinosa RM, Marhuenda-Egea FC, Donaire A and Bonete MJ. (2003). NMR studies of
a ferredoxin from Haloferax mediterranei and its physiological role in nitrate
assimilatory pathway. Biochimica at Biophysica Acta. 1623: 47 – 51.
Marzluf GA. (1997). Genetic regulation of nitrogen metabolism in the fungi. Microbiol. Mol.
Biol. Rev. 61: 17 – 32.
Messer JJ and Brezonik PL. (1983). Comparison of denitrification rate estimation techniques in
a large, shallow lake. Water Res. 17: 631 – 640.
McKane L and Kandel J. (1985). Microbiolohy. New ork: McGraw – Hill Book Company.
Meijer LE and Avnimelech Y.l (1999). On the use of micro-electrodes in fish pond sediments.
Aquac. Eng. 21: 71 – 83.
Menasvata P, Panritdam T, Sihanomth P, Powtongsook S, Chuntapa B and Lee P. (2001).
Design and Function of a closed, recirculating seawater system with denitrification for
the culture of black tiger shrimp broodstock. Aquaculture Engineering 25: 35 – 49.
Moriarty DJW. (1986). Bacterial productivity in ponds used for culture of penaeid prawns.
Microbiol. Ecol. 12: 259 – 269.
Myrold DD. (2005). Transformations of nitrogen. In: Sylvia DM, Fuhrmann JJ, Hartel PG and

236

Zuberer DA (Eds.), Principles and applications of soil microbiology. 2nd ed. New Jersey:
Pearson Education, pp. 333 – 372.
Neidhardt EC, Ingraham JL and Schaechter M. (1990). Physiology of the bacterial cell: a
molecular approach. Sunderiand: Sinauer associates.
Nishio T, Koike I and Hattori A. (1983). Estimates of denitrification and nitrification in coastal
and estuarine sediments. Appl. Env. Microbiol. 43: 648 – 653.
Nishio T, Koike I and Hattori A, (1982). Denitrification, nitrate reduction and oxygen
consumption in coastal and estuarine sediments. Appl. Env. Microbiol. 43: 648 - 653.
Patureau D, Helloin E, Rustrian E, Bouchez T, Delgenes JP and Moletta R. (2001). Combined
phosphate and nitrogen removal in a sequencing batch reactor using the aerobic
ndenitrifier, Mibrovirgula aerodenitrificans. Wat. Res. 35: 189 – 197.
Paul EA and Clark FE. (1996). Soil microbiology and biochemistry, 2nd Ed. San Diego:
Academic Press.
Pelczar JrMJ, Chan ECS and Krieg NR. (1986). Microbiology. 5th Ed. Singapore: McGraw-nill
Book Company.
Pepper lL. (2000). Beneficial and pathogenic microbes in agriculture. In: Maier RM, Pepper lL
and Gerba CP (Eds.), Enviromnental Microbiology. Florida: Academic Press, pp. 425 – 446.
Prescott LM, Harley JP and Klein DA. (1999). Microbiology. 4th Ed. Boston: McGraw-Hill.
Prieme AG, Braker G and Tiedje JM. (2002). Diversity of nitrite reductase (nirK and nirS) gene
fragments in forested upland and wetland soils. Appl. Environ. Microbiol. 68: 1893 – 1900.
Ram N, Zur O and Avnimelech Y. (1982). Microbial changes occurring at the sediment-water
interface in and intensively stocked and fed fish pond. Aquaculture 27: 63 – 72.
Revsbech NP, Sorensen J, Blackburn TH and Lomholt JP. (1980). Distribution of oxygen in
marine sediments measured with microelectrodes. Limnol. Oceanogr. 25: 403 – 411.
Richardson DJ. (2001). Introduction: nitrate reduction and the nitrogen cycle. Cell. Mol. Life
Sci. 58: 163 – 164.
Richardson ML and Gengolli S. ( 1992). The dictionary of substances and their effects.
Cambridge: Royal Society of Chemistry.
Riise JC and Roos N. (1997). Benthic metabolism and the effects of bioturbation in a fertilized
polyculture fish pond in northeast Thailand. Aquaculture 150: 45 – 62.

237

Roos N and Eriksen JR. (1995). Sediment respiration and denitrification in integrated carp
polyculture. Aquaculture 129: 393.

Rysgaard S, Risgaard-Petersen N, Sloth NP, Jensen K and Nielsen Lp. (1994). Oxygenregulation
of nitrification and dentrificication in sediments. Limnol. Oceanogr. 39: 1643 – 1652.

Salyers AA and Whitt DD. (2001). Microbiology: diversity, disease and the environmental.
Bethesad: Fitzgarald Science Press.

Scholla MH and Elkan GH. (1984). Rhizobium fredii sp. Nov. a fast growing species that
effectively nodulates soybeans. Int. J. Syst. Bacteriol. .34: 484 – 486.

Shoun H, Kim D, Uchiyama H and Sugiyama J. (1992). Denitrifying by fungi. FEMS Microbiol.
Lett. 94: 277 – 282.

Simon J. (2002). Enzymology and bioenergetics of respiratory nitrite ammonification. FEMS
Microbiology Reviews 16(3): 285 – 309.

Smith CJ and DeLaune RD. (1983). Nitrogen loss from freshwater and saline estuarine
sediments. J. Env. Qual. 12: 514 – 518.

Solbe JF. (1979). Studies on the effects of pollution on freshwater fish. In: Ravera O (Ed.),
Biological Aspects of Freshwater Pollution. Oxford: Pergamon, pp. 1- 17.

Sylvia DM, Fuhrmann JJ, Hartel PG and Zuberer DA. (1997). Principles and applications of soil
microbiology. Upper Saddle River, New Jersy: Prentice Hall.

Teichart-Coddington DR, Martinez D and Ramirez E. (2000). Partial nutrient budgets for semi-
intensive shrimp farm in Honduras. Aquaculture 190: 139 – 145.

Tiedje JM, Sexstone AJ, Myrold DD and Robinson JA. (1982). Denitrification: ecological niches,
competition and survival. Antonie van Leeuwenhoek 48: 569 – 583.

Tiren T.(1977). Denitrification in sediment-water systems of various types of lakes. In:
Golterman HL

(Ed.), Interactions between sediments and freshwater. Netherlands: Dr. W. Junk B.V.
Publishers, The Hague, pp. 363 – 371.
Todd J and Josephson B. (1996). The design of living technologies for waste treatment.Ecological
Engineering 6: 109 – 136.
Tortora GJ, Funke BR and Case CL. (2005). Microbiology: and introduction. San Francisco:

238

Benjamin Cummings.
Trudinger PA. (1968). Chemistry of the sulfur cycle. In: Tabatabai MA (Ed.), Sulfur in

agriculture. Agron. Monogr, 27. Madison: American Society of Agronomy.
Vairavamurthy A, Manowiz B, Luther lll GW and Jeon Y. (1993). Oxidation state of sulfur in

thiosulfate and implications for anaerobic energy metabolism. Geochim. Cosmochimca
Acta. 57: 1619 – 1623
Vismann B. (1996). Sulfide species and total sulfide toxicity in the shrimp Crangon drangon. J.
Exp. Mar. Biol. Ecol. 204: 141 – 154.
Volk WA and Wheeler MF. (1988). Basic microbiology 6th Ed. New York: Harper and Row,
publishers.
World Health Organization. (1986). Environmental health criteria 5 nitrates, nitrites and N-
Nitroso
compounds. Retrieved 11 November, 2003,
fromhttp://www.Inchem.org/documents/ehc/ehc/
ehc005.html.
Yin SX, Chen D, Chen LM and Edis R. (2002). Dissimilatory nitrate reduction to ammonium
and responsible microorganisms in two Chinese and Australian paddy solis. Soil Biology
& Biochemistry 34: 1131 – 1137.