เป็นที่ทราบกันดีว่าประเทศไทยเราเป็นประเทศเกษตรกรรม และดินคือปัจจัยหลักในการเพาะปลูก ดินที่มีคุณภาพส่งผลให้ได้ผลผลิตทางการเกษตรที่ดีด้วย แต่เนื่องจากดินในภาคตะวันออกเฉียงเหนือไทยมีลักษณะเป็นดินทรายขาดความอุดมสมบูรณ์ มีอินทรียวัตถุต่ำ ผลผลิตจากการเพาะปลูกพืชจึงตกต่ำ ซึ่งการแก้ปัญหาดินทรายที่ขาดความอุดมสมบูรณ์สามารถทำได้โดยการใส่สารอินทรีย์ลงไปในดินเพื่อปรับปรุงโครงสร้างของดินและเป็นการบำรุงดิน เช่น ซากต้นใบถั่วลิสง ซากใบมะขาม ซากปอเทือง หรือฟางข้าวเป็นต้น สารอินทรีย์เหล่านี้มีศักยภาพช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินได้เนื่องจากเกิดกระบวนการย่อยสลาย (decomposition) ขึ้นในดิน

ผศ.ดร.พฤกษา หล้าวงษา อาจารย์ประจำสาขาวิชาปฐพีศาสตร์และสิ่งแวดล้อม คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น และคณะ ร่วมกับดร.กาญจนา ธรรมนู นักวิจัยของสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) วิเคราะห์องค์ประกอบของคาร์บอนในดินเมื่อใส่สารอินทรีย์ต่างคุณภาพ ได้แก่ สารอินทรีย์คุณภาพสูง (ซากถั่วลิสง) สารอินทรีย์คุณภาพปานกลาง (ใบมะขาม) และสารอินทรีย์คุณภาพต่ำ (ใบพลวงและฟางข้าว) อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน 13 ปี (13 years treated soil) และ22 ปี (22 years treated soil) เปรียบเทียบกับดินที่ไม่มีการใส่สารอินทรีย์ใดๆ ด้วยเทคนิค Synchrotron–based fourier transform infrared microspectroscopy (Synchrotron–based FTIR microspectroscopy) ที่ BL4.1 IR Spectroscopy and imaging ณ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน ทั้งนี้สารอินทรีย์ที่เติมลงไปในดินนั้นไม่เพียงจะส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของคาร์บอนในดินแต่ส่งผลโดยรวมต่อองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ ในดินอีกด้วย

จากผลการทดลองพบว่า ดินที่มีการใส่สารอินทรีย์ระยะยาว จะส่งผลทำให้มีการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบของหมู่ฟังก์ชันคาร์บอนต่างๆ ในดิน เช่น C-N, C-H, C-O, O-H เป็นต้น ซึ่งดินที่มีการเติมสารอินทรีย์ระยะยาว 22 ปี มีหมู่ฟังก์ชันคาร์บอนอินทรีย์ต่าง ๆ ในดิน เพิ่มขึ้น 2 – 3 เท่า เมื่อเทียบกับดินมีการเติมสารอินทรีย์ระยะยาว 13 ปี โดยกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางการย่อยสลายสารต่างๆ ในดินจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับสมบัติทางเคมีของดิน เช่น ปริมาณธาตุอาหารหลัก ธาตุอาหารรอง และจุลธาตุ อีกทั้ง สภาวะอากาศ ความเป็นกรด-เบส อุณหภูมิ และความชื้น ซึ่งหมู่ฟังก์ชันนัลเหล่านี้ มีบทบาทสำคัญมากต่อความสามารถของดินในการแลกเปลี่ยนแคทไอออน (cation exchange capacity; CEC) , ความสามารถในการต้านทานการเปลี่ยนแปลงพีเอชของดิน (soil buffering capacity) เป็นต้น

จากการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าการสลายตัวของสารอินทรีย์ระยะยาวในดินส่งผลให้หมู่ฟังก์ชันคาร์บอนในดินเกิดการเปลี่ยนแปลง และส่งผลต่อเนื่องถึงปริมาณอินทรียวัตถุในดินและความอุดมสมบูรณ์ของดิน ซึ่งงานวิจัยนี้ก่อให้เกิดองค์ความรู้ในการประยุกต์ใช้สารอินทรีย์ต่าง ๆ ในการเพิ่มความอุดสมบูรณ์ของดินเพื่อเพิ่มผลิตพืชให้แก่เกษตรกรในภาคอีสานได้

สารอินทรีย์คุณภาพต่ำ (ฟางข้าว)	สารอินทรีย์คุณภาพต่ำ (ฟางข้าว)
สารอินทรีย์คุณภาพปานกลาง (ใบมะขามร่วง)	สารอินทรีย์คุณภาพสูง (ซากถั่วลิสง)