การผลิตพืชในระบบการปฏิบัติทางการเกษตรที่ดีสำหรับพืช (Good Agricultural Practice : GAP) หรือเกษตรอินทรีย์(Organic farming) มีหลักการที่สอดคล้องกันคือผลิตพืชที่มีคุณภาพดีตามมาตรฐานที่กำหนด โดยมีขบวนการผลิตที่ปลอดภัยต่อเกษตรกรและผู้บริโภค  มีการใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุด เกิดความยั่งยืนทางการเกษตร และไม่ทำให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม วัสดุอินทรีย์จึงเข้ามามีบทบาทอย่างมากในการผลิตพืชในระบบดังกล่าว ทั้งในแง่ของการนำมาทำเป็นปุ๋ยและวัสดุปลูก   โดยเป็นแหล่งที่สำคัญของธาตุไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน ซึ่งธาตุอาหารจะถูกปลดปล่อยออกมาอย่างช้าๆ ให้พืชสามารถนำไปใช้ได้ตลอดระยะเวลาการเจริญเติบโต  นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการดูดซับธาตุอาหารพืช  ช่วยปรับปรุงสมบัติทางกายภาพของดินเช่น ความโปร่งร่วนซุย ความสามารถในการอุ้มน้ำของดิน    แต่ปุ๋ยอินทรีย์มีข้อจำกัดคือปริมาณธาตุอาหารพืชต่ำ และการปลดปล่อยธาตุอาหารให้แก่พืชต้องอาศัยกิจกรรมของจุลินทรีย์ 

                การทดลองนี้ทำขึ้นเพื่อศึกษาปริมาณการปลดปล่อยธาตุปุ๋ยหรือธาตุอาหารหลัก (ไนโตรเจน; N,  ฟอสฟอรัส; P  และโพแทสเซียม; K) ในรูปที่เป็นประโยชน์ของวัสดุอินทรีย์ 3 ชนิดคือ ถ่านแกลบ  เปลือกถั่วลิสง และมูลวัว  เพื่อใช้เป็นแนวทางในการเลือกใช้วัสดุในการปลูกพืชทั้งในสภาพโรงเรือนและในแปลงปลูกพืช   การศึกษาทำโดยผสมดิน (200 ก.) กับวัสดุอินทรีย์ในอัตราที่ดินจะได้รับไนโตรเจนทั้งหมดจากวัสดุเท่ากับ 200 มก.N/กก.  หมักดินผสมที่ระดับความจุน้ำสนามของดิน (FC) ซึ่งมีค่าศักย์น้ำ -0.03 MPa    และทำการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างการใส่จุลินทรีย์ (เชื้อ พด.1 ของกรมพัฒนาที่ดิน) และไม่ใส่เชื้อจุลินทรีย์    วิเคราะห์ปริมาณธาตุอาหารหลักในรูปที่เป็นประโยชน์(Available N, Available P  และ Exchangeable K) ที่  0,  1,  2,  4,  5,  6  และ 8  สัปดาห์ของการหมัก

ถ่านแกลบ	เปลือกถั่ว	มูลวัว	เชื้อ พด.1

ตารางที่ 1    สมบัติของดินที่ใช้ในการศึกษา

ตารางที่ 2    สมบัติของวัสดุอินทรีย์ที่ใช้ในการศึกษา

                ผลการศึกษา (ภาพที่ 1) พบว่า  แม้ว่าดินจะได้รับไนโตรเจนทั้งหมดจากวัสดุทั้ง 3 ชนิดเท่ากัน (200 มก.N/กก.)  แต่ในดินหมักกับเปลือกถั่วลิสงมีปริมาณการปลดปล่อยไนโตรเจนที่เป็นประโยชน์เฉลี่ยมากที่สุดในทุกสัปดาห์ของการหมัก โดยมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างเด่นชัดตั้งแต่สัปดาห์ที่ 2 ของการหมัก   ส่วนดินหมักกับถ่านแกลบและมูลวัวมีค่าเฉลี่ยใกล้เคียงกัน    ดินหมักกับถ่านแกลบมีค่าเฉลี่ยของปริมาณฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์และโพแทสเซียมที่แลกเปลี่ยนได้มากที่สุดในทุกสัปดาห์ของการหมัก    ทั้งนี้เนื่องจากถ่านแกลบมีปริมาณไนโตรเจนทั้งหมดต่ำกว่าเปลือกถั่วลิสงและมูลวัว  ทำให้ต้องใช้ถ่านแกลบผสมดินในปริมาณที่สูงกว่าเปลือกถั่วลิสงและมูลวัวเพื่อให้ดินได้รับไนโตรเจนเท่ากัน  จึงส่งผลให้ดินได้รับฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมจากถ่านแกลบสูงด้วย   ส่วนค่าเฉลี่ยของปริมาณฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์และโพแทสเซียมที่แลกเปลี่ยนได้ในดินหมักกับมูลวัวมีแนวโน้มสูงกว่าเปลือกถั่วลิสง  อาจเป็นเพราะมูลวัวมีปริมาณทั้งหมดของฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมสูงกว่าเปลือกถั่วลิสง  

ภาพที  1   ปริมาณการปลดปล่อยธาตุอาหารหลัก (ไนโตรเจน,  ฟอสฟอรัส  และโพแทสเซียม)
ในรูปที่เป็นประโยชน์ของดินผสมวัสดุอินทรีย์ โดยมีการใส่และไม่ใส่เชื้อจุลินทรีย์
(เชื้อ พด.1 ของกรมพัฒนาที่ดิน) ที่สัปดาห์ต่างๆ ของการหมัก

              ในการย่อยสลายสารอินทรีย์เพื่อนำไปใช้ในการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์นั้น นอกจากจะย่อยสลายเพื่อให้ได้เป็นพลังงานไปใช้แล้ว จุลินทรีย์ยังนำธาตุจากสารอินทรีย์นั้นไปใช้สร้างสารประกอบในเซลล์ โดยเฉพาะคาร์บอนกับไนโตรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของโปรตีน  อัตราส่วน C:N ของวัสดุอินทรีย์ช่วง 20 – 30 จัดว่าเพียงพอต่อความต้องการของจุลินทรีย์   ถ้าไนโตรเจนในสารอินทรีย์มีไม่เพียงพอต่อความต้องการจุลินทรีย์มักดึงไนโตรเจนจากดินไปใช้  เกิดกระบวนการ immobilization ของไนโตรเจนในดิน (การเปลี่ยนรูปของธาตุอาหารจากอนินทรีย์เป็นอินทรีย์ในจุลินทรีย์) ทำให้ปริมาณไนโตรเจนที่เป็นประโยชน์ต่อพืชลดลง  แต่การที่เปลือกถั่วซึ่งมีค่าอัตราส่วน C:N สูงกว่ามูววัว มีปริมาณการปลดปล่อยไนโตรเจนที่เป็นประโยชน์สูงกว่านั้นอาจเป็นเพราะสารประกอบในวัสดุแตกต่างกัน  เนื่องจากสารประกอบในพืช  ได้แก่  เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน โปรตีน แป้งและน้ำตาล จะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ได้ยากง่ายแตกต่างกันออกไปขึ้นกับความซับซ้อนของโครงสร้างโมเลกุลและปริมาณในพืช (คณาจารย์ภาควิชาปฐพีวิทยา, 2541)  สารประกอบชนิดคาร์โบไฮเดรทและโปรตีนที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อนจะมีอัตราการสลายตัวเร็ว ส่วนสารประกอบชนิดเซลลูโลสและลิกนินจะมีอัตราการสลายตัวช้า  อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของปริมาณธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์ในดินที่เวลาต่างๆ อาจเป็นผลมาจากอัตราการเกิดขบวนการ immobilization และ mineralization ของธาตุอาหารในดิน  (การเปลี่ยนรูปของธาตุอาหารจากอินทรีย์เป็นอนินทรีย์โดยกิจกรรมของจุลินทรีย์ ทำให้พืชสามารถดูดใช้ได้) ถ้าอัตราการเกิด immobilization สูงกว่า mineralization  ปริมาณธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์ในดินจะลดลง  แต่ถ้าอัตราการเกิด immobilization ต่ำกว่า mineralization  ปริมาณธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์ในดินจะเพิ่มขึ้น (Sophie and Marstorp, 2002)  

              ผลการศึกษาไม่พบความแตกต่างอย่างเด่นชัดของการใส่และไม่ใส่เชื้อจุลินทรีย์ต่อปริมาณการปลด ปล่อยธาตุอาหารหลักในรูปที่เป็นประโยชน์ในช่วงเวลาที่ศึกษา อาจเพราะในดินมีจุลินทรีย์มากมายหลายชนิด   และภายใต้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมของปัจจัยต่างๆ ได้แก่ pH, ปริมาณ O2 , อุณหภูมิและระดับความชื้นของดิน จะมีผลส่งเสริมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ซึ่งเป็นการส่งเสริมให้มีการย่อยสลายวัสดุอินทรีย์ในดินด้วย (ธงชัย, 2550)   ระดับความชื้นของดินที่พอเหมาะต่อการย่อยสลายอยู่ที่ค่าศักย์น้ำ -0.01 ถึง -0.05 MPa (คณาจารย์ภาควิชาปฐพีวิทยา, 2541)