ปุ๋ยคอก: การเกิดเม็ดดินและเสถียรภาพของเม็ดดิน

สาระน่ารู้ปุ๋ยคอก

 

ปุ๋ยคอกกับการเกิดเม็ดดินและเสถียรภาพของเม็ดดิน

– การเกิดเม็ดดิน (soil aggregate formation) มีลำดับชั้นของการเกิด ดังนี้คือ เม็ดดินขนาดโตกว่า 1 มิลลิเมตร เกิดจากการรวมมวล (aggregation) ของเม็ดดินขนาดเล็กและเม็ดดินขนาดเล็กจากการรวมมวลของอนุภาคดินจำนวนมาก ซึ่งอินทรียวัตถุและจุลินทรีย์ดินมีบทบาทในการเกิดเม็ดดังนี้ ดินเหนียวและดินเหนียว – ฮิวมัสโดเมน (clay and clay – humus domains) ขนาดประมาณ 0.003 มิลลิเมตร เกิดจากการจับตัวของอนุภาคดินเหนียวและอนุภาคดินเหนียวกับฮิวมัส รวมตัวกันเป็นกลุ่ม แล้วเชื่อมยึดเข้ากับสารอินทรีย์ชิ้นเล็กๆและอนุภาคขนาดทรายแป้ง มีออกไซด์ของเหล็กและอะลูมิเนียมเป็นสารเชื่อมอีกอย่างหนึ่ง เมื่อกลุ่มของอนุภาคในข้อแรกรวมตัวกันจึงมีขนาดใหญ่ขึ้น ได้เม็ดดินจุลภาคย่อย (submicroaggregate) ขนาดประมาณ 0.03 มิลลิเมตร ภายในประกอบไปด้วยทรายแป้งที่มีฮิวมัสห่อหุ้มและชิ้นอินทรียสารก็มีดินเหนียวพอกอยู่โดยรอบ รวมทั้งมีออกไซด์ของเหล็กและอะลูมิเนียมช่วยยึดเชื่อมด้วย เม็ดดินขนาดจุลภาคย่อยรวมกันเป็นเม็ดดินจุลภาค (microaggregate) ขนาดประมาณ 0.3 มิลลิเมตร มีทราย กลุ่มอนุภาคทรายแป้งและชิ้นส่วนเล็กๆของสารอินทรีย์รวมกัน ด้วยการเชื่อมของสารเหนียวจากจุลินทรีย์ (microbial gum) ขณะเดียวกันขนรากพืชและใยรา (fungal hyphae) ก็พันรัดอยู่ทั่วไป เม็ดดินจุลภาคหลายๆเม็ดที่รวมตัวกันเป็นกลุ่ม เรียกว่า เม็ดดินมหัพภาค (macroaggregate) ขนากประมาณ 3.0 มิลลิเมตร มีใยราและรากขนาดเล็กแทรกอยู่ด้วย ปุ๋ยอินทรีย์จึงมีบทบาทสำคัญที่ช่วยสร้างเม็ดดิน เพราะเป็นแหล่งพลังงานของเชื้อรา แบคทีเรีย และสัตว์ในดิน ใยราช่วยเกี่ยวพันให้อนุภาคดินรวมกลุ่มเป็นเม็ดดินและสารที่เกิดจากการสลายตัวของปุ๋ยอินทรีย์ โดยกิจกรรมของจุลินทรีย์ดิน รวมทั้งสารที่ขับออกมาจากรากพืชเป็นสารเชื่อมให้เกิดเม็ดดิน

– เสถียรภาพของเม็ดดิน (soil aggregate stability) การเกาะกลุ่มและเชื่อมโยงกันข้าวของอนุภาคทราย ทรายแป้งและดินเหนียวเป็นเม็ดดิน ต้องอาศัยสิ่งที่เชื่อมให้อนุภาคต่างๆเกาะกันกลายเป็นเม็ดดินที่มีเสถียรภาพ ได้แก่ แร่ดินเหนียวพวกอะลูมิโนซิลิเกต ออกไซด์ของเหล็กและอะลูมิเนียมแคลเซียมคาร์บอเนต ดินเหนียว – ฮิวมัสโดเมน อินทรียวัตถุและจุลินทรีย์ดิน สำหรับดินที่มรโครงสร้างดีเหมาะแก่การเพาะปลูกและการเจริญเติบโตของพืช ต้องมีเม็ดดินขนาด 1 ถึง 10 มิลลิเมตร ซึ่งมีเสถียรภาพในน้ำ (water – stable aggregates) คือ สามารถคงสภาพอยู่ได้แม้นำไปร่อนด้วยตะแกรงในน้ำ มีรูพรุนขนาดใหญ่ มากกว่า 75 ไมโครเมตร เพียงพอสำหรับการระบายอากาศและช่องว่างขนาดเล็ก 0.2-30 ไมโครเมตร มากพอที่จะกักเก็บน้ำไว้ให้พืชใช้สอย ช่องว่างระหว่างเม็ดดินก็ควรจะระบายน้ำส่วนเกินออกไปได้สะดวก

– เมื่อใส่ปุ๋ยคอกรวมทั้งปุ๋ยอินทรีย์อื่นๆลงในดิน การเปลี่ยนแปลงของปุ๋ยเกิดจากสารเชื่อมชนิดชั่วคราวและแบบถาวร สารเชื่อมชั่วคราว ได้แก่ พอลิแซกคาไรด์ (polysaccharides) ของจุลินทรีย์ ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากเติมปุ๋ยคอก สารเชื่อมนี้จะถูกสร้างขึ้นเร็วและสลายตัว ง่ายเช่นเดียวกัน การใส่ปุ๋ยคอกช่วยให้สิ่งมีชีวิตในดิน เช่น รากพืช รา แบคทีเรีย และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เจริญเติบโตได้ดี สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีบทบาทช่วยประสานให้อนุภาคดินรวมกลุ่มกันโดยตรงและเกาะตัวกลายเป็นเม็ดดิน เมื่อจุลินทรีย์ตายลง เซลล์เหล่านั้นก็จะสลายตัวกลายเป็นสารเชื่อมเม็ดดินต่อไปอีกระยะหนึ่ง อินทรียวัตถุในดินบางส่วนเป็นพวกแร่ – อินทรีย์ (organo – miniral) ซึ่งเกิดขึ้นจากการรวมตัวของฮิวมัสกับสารประกอบเหล็ก อะลูมิเนียม และแร่ดินเหนียวอะลูมิโนซิลิเกต สารประเภทนี้เชื่อมให้เกิดเม็ดดินที่คงทน นอกจากนี้เชื้อราไมคอร์ไรซายังสังเคราะห์โปรตีนชนิดหนึ่งชื่อ โกลมาลิน (glomalin) ออกมาเชื่อมให้เม้ดดินมหัพภาคมีเสถียรระดับปานกลาง

– สมบัติทางฟิสิกส์ของดินด้านอื่นๆ การใช้ปุ๋ยคอกอย่างต่อเนื่องจะทำให้ความหนาแน่นรวม (bulk density) และความแข็ง (hardness) ลดลง แต่เพิ่มการเกิดเม็ดดิน (aggregation) ความพรุน (porosity) และการถ่ายเทอากาศ (aeration) การเพิ่มอินทรียวัตถุในดินโดยการใส่ปุ๋ยอินทรีย์ ทำให้ความชื้นที่เป็นประโยชน์ ทำให้ความชื้นที่เป็นประโยชน์ในดินเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลของอินทรียวัตถุทั้งทางตรงและทางอ้อม ส่วนของผลโดยตรงเกิดจากสมบัติของอินทรียวัตถุที่มีความจุ ความชื้นสูงและให้ความชื้นที่เป็นประโยชน์สูงด้วย  ส่วนทางอ้อม เกิดจากอิทธิพลของอินทรียวัตถุที่ทำให้โครงสร้างดินมีเสถียรภาพ  เพิ่มปริมาณช่องว่างรวมและขาดของช่อง จึงเพิ่มการซึมน้ำและความจุในการอุ้มน้ำของดิน

– การปรับปรุงสมบัติด้านชีวภาพของดิน เนื่องจากปุ๋ยคอกเป็นแหล่งพลังงานและสารอาหารของจุลินทรีย์ การใส่ปุ๋ยนี้จึงเพิ่มชนิดและจำนวนของจุลินทรีย์ในดิน รวมทั้งกิจกรรมของจุลินทรีย์ด้วย

– ผลของสารฮิวมิกต่อกระบวนการทางสรีระและการเจริญเติบโตของพืช การใส่ปุ๋ยคอกอละปุ๋ยอินทรีย์อื่นๆอย่างต่อเนื่อง ทำให้อินทรียวัตถุในดินสูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้สมบัติทางฟิสิกส์ เคมี และชีวภาพของดินดีขึ้น สำหรับอินทรีย์วัตถุในดินมีสารที่เป็นองค์ประกอบสำคัญคือ สารฮิวมิก (humic substances) และสารฮิวมิกยังแยกได้เป็นฮิวมิน (humin) กรดฮิวมิก (humic acid) และกรดฟุลวิก (fulvic acid) สมบัติของกรดฮิวมิกคือมีสีน้ำตาลเข้มถึงดำ น้ำหนักโมเลกุลสูงถึง 300 กิโลดาลตัน ส่วนกรดฟุลวิก มีสีเหลืองถึงแดง น้ำหนักโมเลกุล 2-50 กิโลดาลตัน สารเชิงซ้อนทั้งสองมีบทบาทต่อกระบวนการทางสรีระและการเจริญเติบโตของพืชหลายประการ

– ผลของกรดฮิวมิกต่อกระบวนการทางสรีสะของพืช มีดังนี้ เมื่อเติมสารละลายธาตุอาหาร ทำให้อัตราการหายใจของมะเขือเทศ ข้าวบาเลย์ ข้าวสาลีและข้าวโพดสูงขึ้น การฉีดพ่นอัตรา 300 มิลลิกรัม/ลิตร ช่วยเพิ่มปริมาณคลอโรฟิลล์ในใบและอัตราการสังเคราะห์แสงของใบชูการฝืบีต การติมในสารละลายธาตุอาหาร ช่วยพิ่มการสะสมน้ำตาลในเซลล์รากข้าวโพด จึงเพิ่มความดันออสโมซิส (osmotic pressure) ของเซลล์ ทำให้พืชทนแล้งกว่าเดิม สำหรับยาสูบที่ได้รับกรดฮิวมิกมีปริมารของสารอัลลอยด์ในใบเพิ่มขึ้น และช่วยเพิ่มการซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ (membrane permeability) ของราก โดยมีบทบาทช่วยเพิ่มการสูบโปรตอน (proton pump) ของเยื่อ รากพืชจึงมีอัตราการดูดธาตุอาหารสูงขึ้น

– ผลของกรดฮิวมิกหรือกรดฟุลวิกต่อการเจริญเติบโตของพืช มีดังนี้ กรดฮิวมิกความเข้มข้น 5-256 มิลลิกรัม/ลิตร ช่วยเร่งการยึดตัวของเซลล์ราก ส่วนกรดฮิวมิกและกรดฟุลวิกความเข้มข้น 50-300 มิลลิกรัม/ลิตร ช่วยกระตุ้นการแตกรากใหม่แลการยึดตัวของราก และการตอบสมองของพืชต่อการใช้กรดฮิวมิกแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่ม กลุ่มที่ 1 พืชคาร์โบไฮเดรตสูง ได้แก่ มันฝรั่ง ชูการ์บีต แครอท มะเขือเทศ มีการตอบสนองสูง กลุ่มที่ 2 ธัญพืช เช่น ข้าวโพด ข้าว ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ มีการตอบสนองปานกลาง กลุ่มที่ 3 พืชโปรตีนสูง เช่น ถั่วต่างๆ มีการตอบสนองน้อย และกลุ่มที่ 4พืชน้ำมัน เช่น ละหุ่ง ทานตะวัน ไม่มีการตอบสนอง

 

ในบทความถัดไป เรามาทำความเข้าใจการสูญเสียธาตุอาหารจากปุ๋ยคอกกันค่ะ

 

ปุ๋ยคอก: การเกิดเม็ดดินและเสถียรภาพของเม็ดดิน