ปุ๋ยโพแทส คือ

รู้จักกับปุ๋ยโพแทส

 

ปุ๋ยโพแทสคืออะไร

โพแทสเซียมเป็นธาตที่มีองค์ประกอบอยู่ในหินและแร่ต่างๆ พบมากในผิวโลกเป็นลำดับที่ 7 แร่ปฐมภูมิที่มีโพแทสเซียม ได้แก่ ออร์โทเคลส (orthoclase) ไมโครไคลน์ (microcline) มัสโคไวต์ (muscovite) และไบโอไทต์ (biotite) และยังพบในเกลือโพแทสอยู่มากในหินตะกอน ซึ่งเกิดจากการทับถมของตะกอนภายในทะเลหลังจากการระเหยของน้ำทะเล แร่นี้มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมการผลิตปุ๋ยโพแทสมาก เกลือของโพแทสเซียมที่ใช้ผลิตเป็นปุ๋ย เรียกว่า ปุ๋ยโพแทส (potash fertilizer)

 

ในสมัยก่อนปุ๋ยโพแทสนั้นไม่มาจากการเผาใบไม้ กิ่งไม้และหญ้า  เกลือโพแทสคาร์บอเนตที่ได้จากน้ำชะเถ้าไม้ การชะทำให้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ละลายน้ำ ต่อมาด่างชนิดนี้ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ได้โพแทสเซียมคาร์บอเนต ในงานอุตสาหกรรม ใช้คำว่า “ โพแทส ” ใช้เรียกปุ๋ยที่มีโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบ กับ การใช้เป็นหน่วยความเข้มข้นของธาตุอาหาร เช่น ปุ๋ยโพแทสเซียมคลอไรด์มีโพแทสที่ละลายน้ำอยู่ 60% การผลิตเกลือโพแทสแบบอุตสาหกรรมเริ่มครั้งแรกในประเทศเยอรมัน สำหรับในประเทศไทย พบแหล่งแร่โพแทสที่ค่อนข้างใหญ่ในแถบภาคอีสาน ในแอ่งโคราช (Khorat basin) และแอ่งสกลนคร (Sakhon Nakhon basin) แร่สำคัญที่พบอยู่ในรูปของแร่คาร์นัลไลต์และแร่ซอลวาไนต์ ในแอ่งโคราช พบแร่คาร์นัลไลต์ ส่วนในแอ่งสกลนคร พบแร่ซอลวาไนต์ เป็นจำนวนมาก

 

ในปัจจุบัน 95% ของเกลือโพแทสทั่วโลกใช้เป็นปุ๋ย ส่วนอีก 5% ที่เหลือใช้ในอุตสาหกรรมด้านอื่นๆ และอีก 92% ของปุ๋ยคือโพแทสเซียมคลอไรด์หรือ muriate of potash : MOP เกลือโพแทสของ muriatic acid หรือกรดไฮโดรคลอริก ส่วนที่เหลือเป็นปุ๋ยโพแทสชนิดอื่นๆ ได้แก่ โพแทสเซียมซัลเฟต (sulfate of potash,SOP) โพแทสเซียมไนเทรต และโพแทสเซียมฟอสเฟต หินตะกอนซึ่งมีแร่โพแทส เกิดในทะเลปิดสมัยโบราณ ซึ่งน้ำทะเลได้ระเหยออกไปเรื่อยๆจนมีความเข้มข้นสูงในระดับหนึ่ง เกิดการตกผลึกของแมกนีเซียมคาร์บอเนต เกลือแคลเซียมคาร์บอเนต และแคลเซียมซัลเฟต ส่วนที่เหลือเป็นของเหลวคือเกลือโซเดียมและเกลือโพแทสเป็นส่วนใหญ่

 

เมื่อน้ำระเหยต่อไปอีกจะได้การตกผลึกของโซเดียมคลอไรด์และแมกนีเซียมและโพแทสเซียมคลอไรด์ ทำให้พบชั้นแร่เรียงตัวกันเป็นชั้นๆ แร่ซิลไวต์ (sylvite) เป็นแร่ที่มีโพแทสเซียมสูงที่สุด แต่ส่วนใหญ่ที่ขุดพบได้จะเป็นแร่ซิลวิไนต์ (sylvinite) ซ่งประกอบไปด้วยแร่ซิลไวต์และฮาไลต์ (hallite) ผสมกันอยู่ แร่ไคไนต์ (kainite) และแลงไบไนต์ (langbeinite) ก็ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตปุ๋ยโพแทสเซียม สำหรับแร่แลงไบไนต์ สามารถนำมาแต่งแร่และขจัดสิ่งเจอปนที่มีเกลือคลอไรด์ออกไป จะได้ปุ๋ยธาตุโพแทสเซียม แมกนีเซียม และกำมะถัน ในเหมืองโพแทสบางแห่ง พบแร่คีเซอไรต์ (kieserite) ปะปนอยู่ เมื่อนำมาขจัดสิ่งเจอปนแล้ว สามารถนำมาจำหน่ายเป็นปุ๋ยที่ให้ธาตุแมกนีเซียมและกำมะถัน ในปัจจุบันปุ๋ยโพแทส 94% ได้จากแหล่งแร่ใต้ดิน ส่วนอีก 6% นั้นมาจากการระเหยของน้ำทะเลด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

 

การผลิตปุ๋ยโพแทสเซียมคลอไรด์

– เริ่มต้นจากการขุดแร่โพแทสจากเหมือง นำมาแต่งแร่ให้สะอาดและเพิ่มขนาดอนุภาคของปุ๋ย แหล่งแร่มักจะอยู่ใต้ดินที่ระดับลึกลงไป 300-1700 เมตร ยิ่งแหล่งแร่อยู่ลึกมากเท่าใด การใช้เงินลงทุนในการขุดแร่นั้นยิ่งเพิ่มมากขึ้น การขุดแร่นั้นแบ่งออกได้ 2 วิธี คือ การขุดแร่ทางอุโมงค์แนวตั้ง (shaft mining) และ เคลื่อนย้ายแร่ด้วยสารละลาย (solution mining) ส่วนเกลือโพแทสในน้ำทะเลก็แยกออกได้โดยการตกผลึก

 

การขุดแร่ด้วยอุโมงค์แนวตั้งนั้น เป็นวิธีที่นิยมทำกันมากที่สุด เริ่มต้นด้วยการทำอุโมงค์แนวดิ่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4-5 เมตร ลึกลงไปถึงสายแร่ ใช้อุโมงค์นี้ในการนำแร่ขึ้นมา ใช้เครื่องมือขนาดใหญ่หลายชนิด อาจจะมีการเจาะระเบิดร่วมด้วย อุโมงค์นี้จะลำเลียงคนขึ้นลงรวมถึงใช้เป็นช่องระบายอากาศด้วย การขนย้ายแร่จะทำโดยการใช้สายพานลำเลียงก้อนแร่มาที่พักชั่วคราว เมื่อได้แร่จำนวนที่มากพอ จึงลำเลียงขึ้นจากอุโมงค์ด้วยลิฟต์เพื่อบดและเข้าสู่กระบวนการผลิตต่อไป

 

เหมืองแร่บางแห่งอาจจะทำอุโมงค์แบบเอียง (inclined shaft) เพื่อให้การขนแร่สู่ผิวดินโดยใช้สายพานเลื่อน ส่วนการเคลื่อนย้ายแร่ด้วยสารละลาย (solution mining) แร่บางแห่งอยู่ลึกในใต้ดินมากกว่า 1500 เมตร ไม่อาจใช้วิธีขุดอุโมงค์แบบแนวตั้งได้ จึงได้มีการคิดค้นวิธีการใหม่ โดยใช้หลักการที่ว่า แร่ซิลไวท์ละลายน้ำเค็มที่มีอุณหภูมิสูงได้ดีกว่าแร่ฮาไลต์มาก จึงมีขึ้นตอนการนำแร่ขึ้นมาจากใต้ดิน โดยเจาะและฝังท่อจากผิวดินจนถึงชั้นแร่ นำน้ำเค็มมาเพิ่มความร้อนจนมีอุณหภูมิสูง แล้วอัดเข้าไปในท่อเพื่อละลายแร่ซิลไวต์ในชั้นอร่จนอิ่มตัวสูบสารละลายขึ้นมายังบ่อพักข้างบนที่มีหลายบ่อเรียงกัน เมื่อสารละลายอิ่มตัวนี้เย็นลง โพแทสเซียมคลอไรด์ก็จะตกผลึก จึงใช้เครื่องดูดเกลือดังกล่าวส่งไปโรงงานผลิตเพื่อแยกสิ่งเจือปนต่างๆและนำน้ำเค็มจากบ่อพักมาทำให้ร้อน แล้วอัดเข้าท่อเพื่อละลายแร่ซิลไวต์ในชั้นแร่จนอิ่มตัวอีกครั้งหนึ่ง

 

– การผลิตปุ๋ยโพแทสจากน้ำทะเล ในทะเลสาบน้ำเค็มบางแห่ง มีโพแทสเซียมคลอไรด์สูง เมื่อสูบมาพักในบ่อตื้นที่มีหลายๆบ่อ โดยปล่อยให้น้ำเค็มในบ่อแรกระเหยแห้งด้วยแสงอาทิตย์ จนถึงระดับความเข้มข้นที่โซเดียมคลอไรด์ตกผลึก ต่อจากนั้นจึงสูบน้ำเค็มที่มีความเข้มข้นสูงในบ่อแรกมาพักต่อในบ่อที่สอง จนคาร์นาลไลต์ตกผลึก แล้วจึงสูบแร่คาร์นาลไลต์จากก้นบ่อ ส่งเข้าโรงงานเพื่อแยกเอาโพแทสเซียมคลอไรด์มาใช้ประโยชน์ต่อไป

 

การใช้ปุ๋ยโพแทสเซียมคลอไรด์มีอยู่ 2 แบบ คือ การใส่ให้พืชโดยตรงและใช้ผลิตปุ๋ยผสม ปุ๋ยแบบผสมนั้นจะแตกต่างกันไปตามโรงงานที่ผลิต เพื่อให้ได้ปุ๋ยแต่ละแบบแต่ละเกรดเพื่อความแตกต่าง และมีการพัฒนาขึ้นเรื่อยๆนั้น มีความต้องการใช้ปุ๋ยอนุภาคโตขึ้นกว่าที่เคยใช้ในอดีต

 

ปุ๋ยโพแทสปลอดคลอไรด์ (chloride free fertilizers)

หมายถึงปุ๋ยซึ่งมีคลอไรด์ต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดโดยปกติมักไม่เกิน 3% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแต่ละประเทศด้วย ปุ๋ยปลอดคลอไรด์มีความเหมาะสมกับการใช้ในกรณีต่อไปนี้

1.ใช้กับพืชบางชนิดซึ่งคลอไรด์ทำให้ผลผลิตของพืชเลวลง การใช้ปุ๋ยชนิดนี้จึงเหมาะกับพืชดังกล่าว เช่น ยาสูบ

2.ดินในบางท้องที่มีคลอไรด์สะสมอยู่มากหรือน้ำในพื้นที่นั้นมีคลอไรด์ค่อนข้างสูงอยู่แล้ว ดังนั้นการใช้งานปุ๋ยโพแทสเซียมคลอไรด์หรือแอมโมเนียมคลอไรด์ อาจจะทำให้พืชสะสมคลอไรด์เกินความจำเป็นจนอาจจะกลายเป็นพิษ จึงควรเลี่ยงโดยการใช้ปุ๋ยปลอดคลอไรด์ สำหรับปุ๋ยโพแทสปลอดคลอไรด์ มี 3 อย่างคือ โพแทสเซียมซัลเฟต โพแทสเซียมไนเทรต และโมโนโพแทสเซียมฟอสเฟต แต่ละชนิดก็จะมีไอออนแตกต่างกันไป จึงควรเลือกใช้ให้เหมาะตามสภาพการใช้งาน เช่น ควรใช้โพแทสเซียมซัลเฟตในดินที่ขาดแคลนทั้งโพแทสเซียมและกำมะถัน แต่ปุ๋ยชนิดนี้มีราคาต่อหน่วยน้ำหนักโพแทสแพงกว่าโพแทสเซียมคลอไรด์มาก จึงควรใช้เฉพาะกรณีที่จำเป็นจริงๆเท่านั้น

– โพแทสเซียมซัลเฟต มีการผลิตอยู่ 2 แนวทาง คือ ใช้กระบวนการแต่งแร่ซัลเฟตให้สะอาดและ ใช้ประบวนการแปรสภาพแร่โพแทสด้วยความร้อน

– โพแทสเซียมไนเทรต เป็นสารเคมีที่รูจักกันมาแต่โบราณ ชาวอียิปต์ใช้ผสมสารเคลือบถ้วยชาม ชาวจีนใช้ทำดินปืน ชื่อดั้งเดิมของสารนี้ คือ saltpeter มาจากแหล่งที่ค้นพบเกลือชนิดนี้ คือ เกลือเพทรา (Petra) ค้นพบจากถ้ำหลายแห่ง คนโบราณผลิตแร่โพแทสเซียมไนเทรตจากวัสดุธรรมชาติ ได้แก่ มูลสัตว์ (อุจจาระและปัสสาวะของสัตว์) และการตกผลึกจากน้ำเค็มในทะเลสาบเดดซีซึ่งอยู่ระหว่างอิสราเอลและจอร์แดน

– โมโนโพแทสเซียมฟอสเฟต คือ โมโนโพแทสเซียมฟอสเฟต-โมโนแอมโมเนียมฟอสเฟต หรือ MPP-MAP  เป็นปุ๋ยที่มีศักยภาพทางการเกษตร เนื่องจากมีฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมในรูปที่เป็นประโยชน์ค่อนข้างสูง ปุ๋ยทั้งสองมีเกรด 0-52-34 และ 6-56-18 ตามลำดับ ลักษณะเด่นของปุ๋ยทั้งสอง คือ สมบัติทางกายภาพดี และมีสารประกอบฟอสเฟตแตกตัวง่าย จึงเป็นประโยชน์ต่อพืชได้เร็วกว่าโมโนแคลเซียมฟอสเฟต (ปุ๋ยซูเปอร์ฟอสเฟต) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนในการผลิตสูง ทำให้ปุ๋ยชนิดนี้ราคาค่อนข้างแพง จึงไม่เป็นที่นิยมนัก แต่นักวิจัยก็พยายามพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อให้ปุ๋ยมีประสิทธิภาพมากขึ้นและต้นทุนต่ำลง เพื่อให้ราคาที่จำหน่ายสามารถแข่งขันกับปุ๋ยอื่นๆได้

 

การเปลี่ยนแปลงของปุ๋ยโพแทสในดิน

โพแทสเซียมในดินแบ่งตามความเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ดังนี้

1.รูปที่พืชดูดไปใช้ได้ง่าย คือ โพแทสเซียมไอออนในสารละลายดินและโพแทสเซียมไอออนที่แลกเปลี่ยนได้

2.รูปทีเป็นประโยชน์แก่พืชอย่างช้าๆ (slowly available K) คือโพแทสเซียมที่ถูกตรึง (fixed K) อยู่ในหลืบของแร่ดินเหนียวพวก 2:1 หรือเป็นรูปที่แลกเปลี่ยนไม่ได้ (nonexchangeable)

3.ในรูปที่ไม่เป็นประโยชน์กับพืช (unavailable K) คือ โพแทสเซียมที่เป็นองค์ประกอบของแร่ต่างๆในดิน สำหรับธาตุในดินอาจสูญหายไปได้ 3 ทาง คือ พืชดูดซึมไปใช้ การถูกชะล้าง และการติดไปกับมวลดินที่กร่อน

 

การที่พืชเจริญเติบโตในดินได้โดยไม่ขาดแคลนโพแทสเซียม แสดงว่านอกจากรากพืชจะดูดธาตุนี้ในรูปที่เป็นประโยชน์จากสารละลายดินที่แลกเปลี่ยนได้มาใช้แล้ว ดินนั้นยังสามารถปลดปล่อยโพแทสเซียมที่ถูกตรึงและเป็นองค์ประกอบของแร่ ออกมาให้พืชใช้ได้อย่างต่อเนื่องและพอเพียงด้วย แต่ถ้าพืชชนิดนั้นๆต้องการโพแทสเซียมในปริมาณที่สูงกว่าความสามารถที่ดินจะมีให้ได้ ก็จะเป็นต้องใส่ปุ๋ยโพแทสเซียมเพิ่มในอัตราที่เหมาะสม ดังนั้น

 

นอกจากการใส่ปุ๋ยโพแทสจะให้โพแทสเซียมเพิ่มแก่ดินแล้ว ยังให้ธาตุอาหารในรุปแบบอื่นๆที่เป็นประโยชน์ แตกต่างกันไปตามแต่ละชนิดของปุ๋ยอีกด้วย เช่น โพแทสเซียมซัลเฟตให้โพแทสเซียมกับกำมะถัน ส่วนโพแทสเซียมไนเทรตให้โพแทสเซียมกับไนโตรเจน เป็นต้น โพแทสเซียมไอออนที่เพิ่มขึ้นในสารละลายดินอย่างมาก เมื่อใส่ปุ๋ยโพแทสนั้น อาจจะมีการกระทบกับสมดุลของธาตุนี้ที่มีอยู่เดิมในดิน เมื่อโพแทสเซียมไอออนแตกตัวในสารละลายดินในปริมาณมาก จะเคลื่อนย้ายมาดูดซับที่ผิวของคอลลอยด์ดิน ทำให้ปริมาณของส่วนที่แลกเปลี่ยนได้เพิ่มขึ้น

 

 

นอกจากนี้โพแทสเซียมไอออนบางส่วนจากปุ๋ยยังถูกดินเหนียวตรึงไว้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม เมื่อเราใส่ปุ๋ยโพแทสลงในดิน ความเข้มข้นของโพแทสเซียมที่มีประโยชน์ต่อพืชในดินก็จะสูงขึ้นด้วย แต่จะมากหรือน้อยนั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณปุ๋ยโพแทสที่ใส่และความสามารถในการตรึงปุ๋ยของดินบริเวณนั้นๆด้วย

 

ปุ๋ยโพแทส คือ