บทความชุด “ดิน ธาตุอาหารและปุ๋ย” เพื่อ “เพิ่มผลผลิต”

เรื่องที่ 17 โพแทสเซียมกับการเจริญเติบโตของพืช

รองศาสตราจารย์ ดร. ยงยุทธ โอสถสภา

ภาควิชาปฐพีวิทยา คณะเกษตร กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

1. โพแทสเซียมในดิน

      โพแทสเซียมเป็นธาตุหารที่พืชต้องการมากใกล้เคียงกับไนโตรเจน แต่มากกว่าฟอสฟอรัสหลายเท่า ธาตุนี้ในดินแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ เป็นองค์ประกอบของแร่  ถูกแร่ดินเหนียวตรึงไว้ อยู่ในรูปของโพแทสเซียมที่แลกเปลี่ยนได้ และเป็นโพแทสเซียมไอออนในสารละลายของดิน สำหรับสัดส่วนและความเป็นประโยชน์ต่อพืชของแต่ละประเภท  แสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ประเภทของโพแทสเซียมในดิน ปริมาณคิดเป็นร้อยละ และความเป็นประโยชน์ต่อพืชของแต่ละส่วน

          1) แร่ในดิน  ซึ่งมีโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบ  มีทั้งแร่ปฐมภูมิ เช่น แร่เฟลด์สปาร์ มีโพแทสเซียม 3.3-12.5% และแร่ทุติยภูมิ  เช่น แร่ดินเหนียวอิลไลต์ มีโพแทสเซียม 3.3-5.8%เนื่องจากโพแทสเซียมเหล่านี้เป็นองค์ประกอบอยู่ในแร่  จึงยังไม่เป็นประโยชน์ต่อพืชในขณะนั้น  แต่แร่เหล่านี้เป็นแหล่งของโพแทสเซียมที่สำคัญของพืชในระยะยาว  เพราะเมื่อแร่สลายตัวและปลดปล่อยโพแทสเซียมไอออนออกมา  พืชก็จะดูดมาใช้ประโยชน์ได้

         2) โพแทสเซียมที่ถูกตรึง  แร่ดินเหนียวบางชนิด เช่น  อิลไลต์  และเวอร์มิคิวไลต์  สามารถดูดยึดโพแทสเซียมไอออนไว้อย่างเหนียวแน่น กลายเป็นไอออนที่ไม่อาจแลกเปลี่ยนได้  เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “โพแทสเซียมที่ถูกตรึง” ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อพืชช้ามาก

        3) โพแทสเซียมไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ หมายถึงโพแทสเซียมไอออนที่ถูกดูดซับอยู่กับประจุลบตามผิวของแร่ดินเหนียวหรือฮิวมัส  ไอออนเหล่านี้อาจถูกไล่ที่ออกไปโดยแคตไอออน (ไอออนที่มีประจุบวก) อื่น ๆ โพแทสเซียมส่วนนี้เป็นประโยชน์ต่อพืชง่าย

         4)  โพแทสเซียมไอออนในสารละลายดิน ส่วนนี้เป็นประโยชน์ต่อพืชง่ายเช่นเดียวกัน

         ดังนั้น“โพแทสเซียมที่เป็นประโยชน์ต่อพืช” จึงหมายถึงโพแทสเซียมไอออนในสารละลายของดิน รวมกับไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ ซึ่งพืชดูดไปใช้ได้ง่าย แต่มีปริมาณเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับกับโพแทสเซียมทั้งหมดในดิน อย่างไรก็ตามเมื่อพืชดูดโพแทสเซียมรูปที่เป็นประโยชน์ไปใช้จนความเข้มข้นลดลง ส่วนที่ไม่เป็นประโยชน์จะย่อยๆปลอดปล่อยออกมา ดินใดสามามารถปลดปล่อยออกมาได้ทันกับความต้องการของพืช ดินนั้นได้ชื่อว่าสนองโพแทสเซียมแก่พืชได้ดี ไม่จำเป็นต้องใส่ปุ๋ยโพแทสเซียม แต่ถ้าปลดปล่อยช้าพืชจะขาดโพแทสเซียม จำเป็นด้องชดเชยโดยการใส่ปุ๋ยโพแทสเซียมทางดิน

        เมื่อใส่ปุ๋ยโพแทสเซียม เช่น โพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) ลงไปในดิน ปุ๋ยนี้จะละลายแล้วแตกตัวได้โพแทสเซียมไอออน (K⁺) และคลอไรด์ไอออน (Cl^-) อยู่ในสารละลายของดินปริมาณมาก ทำให้สมดุลทางเคมีผิดไปจากเดิม เพื่อรักษาสมดุลไว้ โพแทสเซียมไอออนในสารละลายดินส่วนมาก จะเคลื่อนย้ายไปดูดซับกับประจุลบที่ผิวของแร่ดินเหนียวหรือฮิวมัส กลายเป็นโพแทสเซียมที่แลกเปลี่ยนได้ ซึ่งยังเป็นประโยชน์ต่อพืช และบางส่วนจะถูกตรึงอยู่ในหลืบของแร่ดินเหนียวบางชนิด เช่น อิลไลต์ และเวอร์มิคิวไลต์ ซึ่งพืชใช้ประโยชน์ไม่ได้ ส่วนความเข้มข้นของโพแทสเซียมไอออนในสารละลายของดินจะลดลงจากเมื่อใส่ปุ๋ยใหม่ๆ แต่โดยภาพรวมการใส่ปุ๋ยโพแทชจะทำให้ความเป็นประโยชน์ของโพแทสเซียมในดินสูงขึ้น  

2. หน้าที่ของโพแทสเซียม

    โพแทสเซียมมิได้เป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของสารอินทรีย์ใดๆในพืช แต่มีบทบาทในเมแทบอลิซึมของพืชหลายด้าน ความเข้มข้นของธาตุนี้ในใบพืชที่จัดว่าเพียงพออยู่ระหว่าง 1.5-3.0 % ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดพืช สำหรับพืชที่ได้รับโพแทสเซียมในระดับดังกล่าว จะให้ผลผลิตสูงทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพ หน้าที่ของธาตุนี้โดยสังเขป คือ

            1) ช่วยในการขยายขนาดของเซลล์ ในช่วงที่เซลล์กำลังขยายขนาด จะมีการลดความแข็งแรงของผนังเซลล์ลงชั่วคราว แล้วดูดน้ำเข้าไปมากๆเพื่อให้เซลล์เต่งและยืดตัว โพแทสเซียมทำหน้าที่ลดศักย์ออสโมซิส (osmotic potential) ภายในเซลล์ ทำให้น้ำเคลื่อนที่เข้าไปในเซลล์มาก จึงช่วยในการขยายบริมาตรเป็นขนาดที่ต้องการ ต่อจากนั้นก็เพิ่มความแข็งแรงของผนังเซลล์ และสังเคราะห์สารต่างๆในเซลล์ให้สมบูรณ์ จึงทำให้เนื้อเยื่อพืชเพิ่มขนาดและมีน้ำหนักมากขึ้น

         2) ช่วยในการสังเคราะห์แสง โดยควบคุมให้ปากใบเปิดเมื่อมีแสง ปล่อยให้ CO₂ แพร่เข้าไปในใบเพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการกระตุ้นกิจกรรมของเอนไซม์ที่เกี่ยวของกับการสังเคราะห์แสง และเอนไซม์ซึ่งทำหน้าที่ในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตด้วย

              การเปิดปากใบในเวลากลางวัน ทำให้มีการคายน้ำทางปากใบ จึงช่วยลดความร้อนในใบและต้น ขณะเดียวกันก็ส่งเสริมการสำเลียงธาตุอาหารทางไซเล็ม (ท่อลำเลียงน้ำ) ตามกระแสการคายน้ำของพืช

            3) ส่งเสริมการลำเลียงสารอินทรีย์ เช่น ซูโครสและกรดอะมิโน รวมทั้งธาตุอาหารต่างๆ ทางโฟลเอ็ม (ท่อลำเลียงอาหาร) เพื่อไปเลี้ยงอวัยวะที่กำลังพัฒนา เช่น ยอดอ่อน ดอก ผล รวมทั้งราก ด้วยเหตุนี้การใช้ปุ๋ยโพแทสเซียมจึงช่วยในการเจริญเติบโตของผล หรือหัวของพืชหัว เช่น มันฝรั่งและมันสำปะหลัง

           4) ช่วยรักษาสมดุลของประจุในเซลล์ เนื่องจาก K⁺ มีประจุบวก อยู่ในเซลล์ได้มากโดยไม่เป็นพิษต่อเซลล์ และเคลื่อนย้ายในพืชได้ง่าย จึงทำหน้าที่สร้างสมดุลด้านประจุกับสารอินทรีย์ซึ่งมีประจุลบ โดยดูดซับกับสารอินทรีย์เหล่านั้น  

          5) ช่วยในการทำงานของเอนไซม์ โดยช่วยรักษาสภาพกรด-ด่างในเซลล์ให้คงที่และพอเหมาะ ปรับโครงรูปของเอนไซม์ให้พร้อมสำหรับการทำงาน และช่วยปลุกฤทธิ์ของเอนไซม์ที่มีบทบาทในกระบวนการเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต การสังเคราะห์แสง เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งไอออนที่เยื่อหุ้มเซลล์ และเอนไซม์อื่นรวมกว่า 60 ชนิด

          6) ช่วยให้พืชต้านทานต่อโรคพืช โพแทสเซียมช่วยให้พืชมีความต้านทานต่อโรคพืชบางชนิดมากกว่าเดิม

          นอกจากนี้โพแทสเซียมยังมีส่วนช่วยให้คุณภาพผลผลิตพืชดีขึ้น เช่น 1) ช่วยเพิ่มขนาดต้นของผักกาดขาวปลี และลดความเสียหายของผลผลิตหลังการเก็บเกี่ยว 2) ช่วยให้มะเขือเทศมีผลอย่างต่อเนื่องและปริมาณของผลเกรดดีเพิ่มขึ้น 3) เพิ่มคุณภาพของผลลผลิตพืชไร่ เช่น เพิ่ม % crude protein ในเมล็ดข้าวสาลี เพิ่ม % เมล็ดเต็มในข้าว: เพิ่ม% แป้งในหัวมันสำปะหลัง และเพิ่มความหวานในต้นอ้อย

3. ความเข้มข้นของโพแทสเซียมในพืช

    พืชจะเจริญเติบโตได้ตามปรกติต้องมีโพแทสเซียมอย่างเพียงพอ ความเข้มข้นของธาตุนี้ที่เหมาะสมสำหรับพืชต่างๆ แสดงไว้ในตารางที่ 2 หากมีน้อยกว่าเกณฑ์ต่ำ พืชก็ขาดแคลน แต่ถ้ามีมากกว่าเกณฑ์สูงพืชจะไม่เจริญเติบโตหรือให้ผลผลิตมากขึ้น เป็นการสิ้นเปลืองธาตุอาหารจากดินโดยไม่เกิดประโยชน์  

ตารางที่ 2 ความเข้มข้นของโพแทสเซียมในพืชต่าง ๆ ที่จัดว่าเพียงพอ

4. อาการขาดโพแทสเซียมของพืช

      พืชทั้งใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่ที่ขาดโพแทสเซียม จะแสดงอาการผิดปรกติที่ใบแก่ โดยเริ่มจากขอบใบมีสีเหลือง แล้วลุกลามเข้ามาหาส่วนกลาง เนื้อเยื่อบริเวณขอบใบซึ่งแสดงอาการก่อน จะมีสีน้ำตาล (ภาพที่ 1และ 2) เนื่องจากเซลล์ส่วนนั้นตาย หากพืชขาดแคลนโพแทสเซียมอย่างรุนแรง ใบล่างจะแห้งและอาการลุกลามไปปรากฏที่ใบซึ่งถัดขึ้นมาด้วย พืชซึ่งขาดแคลนธาตุนี้ในช่วงติดผล จะได้ผลขนาดเล็ก ส่วนธัญพืช เช่น ข้าวและข้าวโพดมีเมล็ดลีบเป็นส่วนมาก สำหรับการใช้ปุ๋ยเพื่อแก้ปัญหานี้ จะได้อธิบายเมื่อถึงเรื่องการใช้ปุ๋ยกับพืชต่างๆ

ภาพที่ 1 ใบล่างของข้าวโพด แสดงใบปรกติ (ซ้าย) ใบที่ขาดไนโตรเจน (กลาง) และใบที่ขาดโพแทสเซียม (ขวา)

ภาพที่ 2 ใบล่างของอ้อยแสดงอาการขาดโพแทสเซียม

                                       ---------------------------------------------