บทความชุด “ดิน ธาตุอาหารและปุ๋ย” เพื่อ “เพิ่มผลผลิต”

เรื่องที่ 5 คุณภาพดินเพื่อการเกษตร

รองศาสตราจารย์ ดร.ยงยุทธ โอสถสภา

อาจารย์พิเศษ ภาควิชาปฐพีวิทยา คณะเกษตร กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

1. คุณภาพดิน คืออะไร?      

       หากมนุษย์เลือกได้ ทุกคนต้องการของหรือสินค้าที่มี “คุณภาพดี” เช่น อาหาร เสื้อผ้า ยารักษาโรค บ้านและยานพาหนะ “คุณภาพดี”

      ดินที่ใช้ในการเกษตรก็เช่นเดียวกัน เกษตรกรย่อมต้องการ “ดินคุณภาพดี” เนื่องจากการปลูกพืชในดินคุณภาพดีย่อมได้ ”ผลผลิตสูงและผลผลิตมีคุณภาพดีอย่างยั่งยืน”

       คำว่าคุณภาพดิน (soil quality) เป็นคำที่นักปฐพีวิทยาบัญญัติขึ้นใหม่ จึงขออธิบายความหมายและความสำคัญต่อการผลิตพืชโดยสังเขป

       คุณภาพดินในด้านการเกษตรและสิ่งแวดล้อม หมายถึง “ความสามารถของดินในการทำหน้าที่” เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการจัดการดิน 3 ประการ และดินคุณภาพดีจะช่วยให้บรรลุผลทั้ง 3 ประการนั้น คือ

         1) การเกษตร: ได้ผลผลิตพืชสูงและมีคุณภาพดีอย่างยั่งยืน

         2) ระบบนิเวศ: หมุนเวียนน้ำและกำจัดของเสียในดินได้ดี ไม่มีสารมลพิษตกค้างในดินและน้ำ  

         3) การอนุรักษ์: ปกป้องสภาพแวดล้อมให้เหมาะสำหรับการดำรงชีวิตของมนุษย์ สัตว์ พืชและจุลินทรีย์

        สำหรับหน้าที่ของดินที่สนับสนุนให้เกษตรกร สามารถผลิตพืชที่มีคุณภาพดีได้เพียงพอและยั่งยืนนั้น ดินต้องสามารถทำหน้าที่สนับสนุนใน 4 เรื่องต่อไปนี้ได้เป็นอย่างดี คือ

         1) มีการหมุนเวียนของธาตุอาหารในดินจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่ง เพื่อรักษาสมดุลของธาตุอาหารรูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืชไว้ได้

         2) ดินสนองความต้องการน้ำแก่พืชและสิ่งมีชีวิตอื่นๆอย่างสม่ำเสมอและเพียงพอ

         3) ดินมีเสถียรภาพทางกายภาพในการค้ำจุนให้พืชและสิ่งมีชีวิตอื่นๆอยู่ได้อย่างมั่นคง และ

         4 ) ดินทนต่อการกระทบจากทุกด้านที่ทำให้ดินเสื่อม และสามารถฟื้นตัวจากความเสื่อมโทรมให้กลับมามีสภาพดีได้เร็ว

2. พืชต้องการอะไรบ้างจากดิน?    

แม้พืชจะมีความสำคัญยิ่งต่อโลกในฐานะผู้ผลิตปฐมภูมิ (primary producer) เนื่องจากสามารถเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์ ให้พลังงานนั้นมาอยู่ในรูปของสารอินทรีย์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆอาศัยสารอินทรีย์จากพืชเป็นอาหาร แต่พืชเป็นสิ่งมีชีวิตซึ่งอยู่กับที่และพืชต้องการจากดิน 6 เรื่อง คือ

           1) ดินสนับสนุนกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช

           2) ดินค้ำจุนให้รากยึดเกาะได้มั่นคง มีสภาพเอื้อต่อการไชชอนของรากเพื่อหาธาตุอาหารและน้ำ

           3) ดินกักเก็บ ดูดซับน้ำไว้ให้พืชใช้ประโยชน์ได้ ขณะเดียวกันก็มีอากาศเพียงพอ

           4) ดินมีการถ่ายเทอากาศระหว่างดินกับบรรยากาศ

           5) ดินมีความต้านทานต่อการกร่อนดิน (หรือการพังทลายของดิน) เพื่อคงสภาพที่ดีไว้ได้ และ

           6) ดินเป็นแหล่งอาหารสำหรับพืชและจุลินทรีย์ มีทั้งแหล่งที่เป็นสารอนินทรีย์และสารอินทรีย์

3. บทบาทของจุลินทรีย์ดินต่อการเจริญเติบโตของพืช

      ระบบนิเวศดิน ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ (1) ส่วนที่มีชีวิต (พืช สัตว์และจุลินทรีย์) และ (2) ส่วนที่ไม่มีชีวิต (สารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ และภูมิอากาศ)

       ในเรื่องนี้จะเน้นบทบาทของจุลินทรีย์ดินต่อการเจริญเติบโตของพืช เพื่อให้ผู้เกี่ยวข้องกับการเกษตร ตระหนักถึงความสำคัญในการจัดการดิน เพื่อให้จุลินทรีย์ดินสามารถทำหน้าที่ได้อย่างเหมาะสมต่อไป

      สิ่งมีชีวิตในดินมี 2 ชนิด คือ พืชและสัตว์ ซึ่งมีทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ สำหรับสัตว์ที่พบในดินทั่วไปได้แก่ไส้เดือนและแมลงต่างๆ ส่วนสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มองเห็นเมื่อดูด้วยกล้องจุลทรรศน์เรียกว่าจุลินทรีย์ดิน ได้แก่แบคทีเรีย แอกติโนไมซีต เชื้อรา สาหร่าย โปรโตซัวและไวรัส จุลินทรีย์ดินมีบทบาทดังนี้

       1. แบคทีเรีย เป็นพวกที่มีมากที่สุดในดิน ทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ต่างๆและปลดปล่อยธาตุอาหารออกมาเป็นประโยชน์ต่อพืช แบคทีเรียหลายชนิดสามารถตรึงไนโตรเจนได้ การตรึงไนโตรเจนหมายถึงเปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนมาเป็นสารประกอบ เพื่อใช้ประโยชน์ในตัวจุลินทรีย์เองก่อน และต่อมาได้ปลดปล่อยออกมาให้พืชใช้ประโยชน์  นอกจากนี้สารเหนียวต่างๆที่แบคทีเรียสังเคราะห์ขึ้นมา ยังช่วยให้อนุภาคดินเกาะกลุ่มเป็นเม็ดดินและเกิดโครงสร้างดิน

        2. แอกติโนไมซีต มีบทบาทสำคัญในการย่อยสลายส่วนของซากพืชที่คงทน เช่น ลิกนิน จึงช่วยให้เกิดฮิวมัสในดิน แอกติโนไมซีตบางชนิดอยู่ร่วมกับรากพืชและตรึงไนโตรเจนได้เช่นเดียวกัน

       3. เชื้อรา ทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ในซากพืชส่วนที่สลายยาก เช่น เฮมิเซลลูโลสและลิกนิน เชื้อราบางชนิดอยู่ร่วมกับรากพืช แล้วแผ่เส้นใยจำนวนมากออกมาในดิน และช่วยดูดน้ำและธาตุอาหารต่างๆจากดินมาให้พืชใช้ประโยชน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งธาตุฟอสฟอรัส เพิ่มเติมจากที่รากพืชดูดได้เอง นอกจากนี้เส้นใยของราในดินยังช่วยเกาะยึดให้อนุภาคดินเกาะกลุ่มเป็นเม็ดดินและเกิดโครงสร้างดิน

        4. สาหร่าย เป็นจุลินทรีย์ที่อยู่ในดินชื้น สังเคราะห์แสงได้ จึงทำหน้าที่เพิ่มสารอินทรีย์ให้ดิน นอกจากนี้ยังสามารถตรึงไนโตรเจนให้เป็นประโยชน์ต่อพืช และสังเคราะห์สารเหนียวที่ช่วยให้ดินมีโครงสร้างดีขึ้น

      หน้าที่หลักอย่างหนึ่งของจุลินทรีย์ดิน คือทำหน้าที่ย่อยสลายซากพืชและสัตว์ให้กลายเป็นอินทรียวัตถุในดิน และดินที่มีอินทรียวัตถุสูงเป็นดินที่มีสมบัติทางเคมี ฟิสิกส์ และชีวภาพดี รวมทั้งมีความอุดมสมบูรณ์ของดินสูงด้วย ทั้งนี้เพราะอินทรียวัตถุเป็นแหล่งของธาตุไนโตรเจน และธาตุอื่นๆสำหรับพืช โดยจะปลดปล่อยธาตุอาหารเหล่านั้นออกมาให้พืชใช้ประโยชน์อย่างช้าๆ

4. ฮิวมัส คือ ผลงานระดับคุณภาพของจุลินทรีย์

        อินทรียวัตถุหรือฮิวมัสในดิน เป็นสารอินทรีย์ซึ่งประกอบด้วย  (1) เศษซากพืชหรือสัตว์  ที่ผ่านการสลายไปแล้วมากบ้างน้อยบ้าง  (2) เซลล์ของจุลินทรีย์  และ  (3) สารอินทรีย์ต่าง ๆ ซึ่งจุลินทรีย์สังเคราะห์ขึ้น เกณฑ์ในการประเมินระดับอินทรียวัตถุในดินมีดังนี้ 

         1) อินทรียวัตถุน้อยกว่า 1% หมายความว่าต่ำ

         2) อินทรียวัตถุ 1-2% หมายความว่าปานกลาง

         3) อินทรียวัตถุ 2-3% หมายความว่าค่อนข้างสูง และ  

         4) อินทรียวัตถุมากกว่า 3% หมายความว่าสูง

         ดินที่มีอินทรียวัตถุสูงจะมีสมบัติทางฟิสิกส์ เคมีและชีวภาพดี เหมาะแก่การเจริญเติบโตของพืช

5. สมบัติของดินที่มีคุณภาพดีสำหรับการผลิตพืช

    สมบัติของดินที่มีคุณภาพดีสำหรับการผลิตพืช มี 4 ประการ คือ

    1) สมบัติทางกายภาพดี

    2) สมบัติทางเคมีดี

    3) สมบัติทางชีวภาพดี

    4) ความอุดมสมบูรณ์สูง

                                                .....................................................