ดิน ทรัพยากรธรรมชาติที่ควรบำรุงรักษา

ความสำคัญของดิน
ดินเกิดจากการสลายตัวของหินและแร่ ผสมกับซากพืชซากสัตว์ที่ตายทับถมกันเป็นเวลาหลายล้านปี ดินหลังจากเปิดป่าใหม่จะเป็นดินที่อุดมสมบูรณ์ดี ปลูกพืชงามและมีผลผลิตสูง เมื่อใช้ดินทำการเพาะปลูกติดต่อกันเป็นเวลานาน ดินจะมีสภาพเสื่อมโทรมลง ธาตุอาหารหรือปุ๋ยเดิมในดินจะหมดไป รวมทั้งลักษณะการโปร่ง ร่วนซุยของดินก็จะแน่นทึบ ไถพรวนยาก ถ้าไม่แก้ไขปรับปรุง ก็จะทำให้ไม่สามารถปลูกพืชให้ได้ผลผลิตสูงอีกต่อไป

ดินเป็นแหล่งผลิตปัจจัยทั้ง 4 ของมนุษย์ ได้แก่ อาหาร เครื่องนุ่งห่ม ที่อยู่อาศัย และยารักษาโรค นอกจากนี้ดินเปรียบเสมือนเครื่องกรองที่มีชีวิต สามารถนำไปใช้ในการกำจัดของเสียทั้งในรูปของแข็งและของเหลว ดินเป็นแหล่งของจุลินทรีย์หลายชนิดที่สามารถเปลี่ยนสารประกอบต่างๆที่เป็นพิษในดินให้ไปอยู่ในรูปที่ไม่เป็นพิษได้ ดินทำหน้าที่เป็นที่เกาะยึดของรากพืช ไม่ให้ล้ม ให้อากาศแก่รากพืชในการหายใจ และให้ธาตุอาหารพืชเพื่อการเจริญเติบโต (ภาพที่ 1.1)


ภาพที่ 1.1 ดินเป็นแหล่งให้อากาศ และธาตุอาหารเพื่อการเจริญเติบโตของพืช

ส่วนประกอบของดิน
ส่วนประกอบของดินที่เหมาะสมต่อการปลูกพืชจะประกอบด้วย
1 อนินทรียวัตถุ เป็นส่วนที่เกิดจากชิ้นเล็กชิ้นน้อยของแร่และหินต่างๆ ที่สลายตัวโดยทางเคมี กายภาพ และชีวเคมี ทำหน้าที่เป็นแหล่งของธาตุอาหารให้กับพืช และเป็นอาหารของจุลินทรีย์ดิน

2 อินทรียวัตถุ ได้แก่ส่วนที่เกิดจากการเน่าเปื่อยผุพังหรือการสลายตัวของเศษเหลือของพืชแลสัตว์ที่ทับถมกันอยู่บนดิน ทำหน้าที่ เป็นแหล่งอาหารของจุลินทรีย์ดิน ให้พลังงานแก่จุลินทรีย์ดิน และ ควบคุมสมบัติทางกายภาพของดิน เช่นโครงสร้างดิน ความร่วนซุย การระบายน้ำและการแลกเปลี่ยนอากาศของดิน เป็นต้น มีปริมาณธาตุอาหารพืชต่ำ

3 น้ำ ที่อยู่ในดินนั้น ทำหน้าที่ให้น้ำแก่พืช และช่วยละลายธาตุอาหารต่างๆ ในดิน และขนย้ายอาหารพืช

4 อากาศ ทำหน้าที่ให้ออกซิเจนแก่รากพืช และจุลินทรีย์ในการหายใจ


ภาพที่ 1.2 ส่วนประกอบของดิน


หน้าตัดดิน
ดินมีความลึกหรือความหนา แต่ถ้ามองความลึกนั้นลงไปตามแนวดิ่ง จะเห็นว่าดินนั้นทับถมกันเป็นชั้นๆ ดินที่ทับถมกันเป็นชั้นๆ ตามแนวดิ่งนั้นเรียกว่า หน้าตัดดิน ดังภาพที่ 1.3

ตามปกติดินที่เกิดใหม่มักมีอินทรียวัตถุสะสมอยู่ที่ดินบน แต่จะมีปริมาณน้อยในดินล่าง ในระดับที่ลึกลงไปตามแนวหน้าตัดของดินจะพบหินบางชนิดที่กำลังสลายตัวอยู่ในชั้นล่างเรียกว่า วัตถุต้นกำเนิดดิน ใต้วัตถุต้นกำเนิดดินลงไปเรียกว่าหินพื้น ซึ่งเป็นชั้นที่ยังไม่ได้ผ่านการสลายตัวผุพัง

รากพืชจะเจริญเติบโต และดูดธาตุอาหารในส่วนที่เป็นดินบนและดินล่าง ซึ่งมีความลึกไม่เท่ากันในดินแต่ละชนิด ดินที่ลึกก็จะมีพื้นที่ที่ให้พืชหยั่งรากและดูดธาตุอาหารได้มากกว่าดินที่ตื้น ดังนั้นการปลูกพืชให้ได้ผลดีควรพิจารณาความลึกของดินด้วย


ภาพที่ 1.3 แสดงหน้าตัดดินและหินพื้น


การเจริญเติบโตของพืช

การที่พืชจะเจริญเติบโตเป็นปกติได้นั้นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เหล่านี้ (ภาพที่ 1.4)

1.4.1 แสงสว่าง เป็นแหล่งพลังงานซึ่งพืชใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง เพื่อสร้างน้ำตาลและแป้ง

1.4.2 อุณหภูมิ อุณหภูมิของดินและของบรรยากาศควบคุมอุณหภูมิภายในต้นพืช กระบวนการต่างๆ ภายในพืช เช่น การสังเคราะห์แสง การหายใจ

1.4.3 ความชื้นหรือน้ำ เป็นวัตถุดิบในกระบวนการสังเคราะห์แสง และทำหน้าที่ต่างๆ มากมายในพืช เช่น ทำให้เซลล์เต่งตัว เป็นตัวกลางในการขนย้ายธาตุอาหาร และอินทรียสาร

1.4.4. ชนิดและปริมาณของก๊าซต่างๆ ในดิน อากาศในดินส่วนใหญ่ประกอบด้วยก๊าซออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ รากพืชใช้ก๊าซออกซิเจนจากอากาศในดินหายใจ ถ้ามีก๊าซนี้ไม่เพียงพอรากจะไม่เจริญเติบโต ระบบรากไม่ดี ซึ่งทำให้ดูดน้ำและธาตุอาหารได้น้อย

1.4.5. สภาพกรดด่างของดิน นิยมบอกเป็นค่าพีเอช ดินที่มีพีเอช เท่ากับ 7 ถือว่าเป็นกลาง แต่ถ้าต่ำกว่า 7 ก็เป็นดินกรดและสูงกว่า 7 เป็นดินด่าง พืชโดยทั่วไปเจริญเติบโตได้ดีหากดินมีพีเอชใกล้เป็นกลาง

1.4.6. โรคและแมลงศัตรูพืช สิ่งมีชีวิตบางอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคและแมลงหลายชนิดเป็นศัตรูร้ายแรงต่อพืช ดังนั้นถ้ามีโรคและแมลงรบกวนมากย่อมจำกัดการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช

1.4.7. ธาตุอาหารในดินและสมบัติต่างๆ ของดิน สมบัติของดินทางเคมี กายภาพ และชีวภาพต่างก็มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชทั้งสิ้น ธาตุอาหารในดินถูกพืชดูดขึ้นไปใช้สร้างผลผลิต และสูญเสียไปจากดินอย่างถาวร ถ้าไม่มีการชดเชยส่วนที่หายไป ดินจะเสื่อมโทรมและมีปัญหาในการผลิตพืชต่อไป


ภาพที่ 1.4 ปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช

ความต้องการธาตุอาหารของพืช
ธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชมี 16 ธาตุ ในจำนวนนี้ 3 ธาตุ คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ได้จากน้ำและอากาศ ส่วนธาตุอาหารอีก 13 ธาตุนั้นมาจากดิน (ภาพที่ 1.5) ในบรรดาธาตุอาหารทั้ง 13 ตัวนั้น เอ็น พี เค เป็นธาตุอาหารที่พืชใช้ในปริมาณมากที่สุด ดังนั้นการเพิ่มเติมธาตุอาหารพืชลงไปในดินในรูปของปุ๋ยจึงเน้นเฉพาะ เอ็น พี เค ส่วนธาตุอาหารอีก 10 ตัวนั้น จัดเป็นธาตุอาหารรองและจุลธาตุ หรือธาตุอาหารเสริม ซึ่งอาจจำเป็นต้องมีการใส่ให้กับพืชบ้างหากดินบริเวณที่ปลูกพืชนั้นขาดแคลน เช่น ดินทราย ดินที่เป็นกรดมากไปหรือเป็นด่างมากไปเป็นต้น


ภาพที่ 1.5 ความต้องการธาตุอาหารของพืช

เมื่อมีการเก็บเกี่ยวพืชออกไปจากดินในรูปของผล หรือใบก็ตาม ธาตุอาหารต่างๆ ก็จะสูญหายไปกับพืชที่เก็บเกี่ยว โดยจะสูญเสีย เอ็น พี เค มากกว่าธาตุอาหารตัวอื่นๆ ถ้าเราไม่ใส่ธาตุอาหาร เอ็น พี เค เพิ่มเติมลงไปในดิน ดินก็จะมีธาตุอาหารลดลงเรื่อยๆ จนในที่สุดดินก็เสื่อมโทรม และไม่สามารถผลิตพืชได้ เมื่อถึงเวลานั้นการที่จะปรับปรุงบำรุงดินให้มีความอุดมสมบูรณ์เหมือนเดิม จะใช้เวลานานมาก ดังนั้นเราจึงควรทะนุบำรุงรักษาดินของเราไม่ให้เสื่อมโทรม โดยการใส่ธาตุอาหารพืชลงไปในดินให้เท่ากับการสูญเสียออกไป การสูญเสียธาตุอาหารไปจากดินมีหลายทางคือ

1.5.1 สูญเสียไปกับส่วนของพืชที่เก็บเกี่ยวออกไปจากพื้นที่ปลูก

1.5.2 ถูกชะล้างออกไปจากบริเวณรากพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งไนโตรเจน

1.5.3 สูญหายไปในรูปของก๊าซ กรณีของไนโตรเจน

1.5.4 เกิดการตรึง โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟอสฟอรัส การตรึงหมายถึงธาตุอาหารถูกดินหรือสารประกอบในดินจับไว้ พืชไม่สามารถเอาไปใช้ประโยชน์ได้ (ภาพที่ 1.6)


ภาพที่ 1.6 การสูญเสียธาตุอาหารไปจากดินโดยกระบวนการต่างๆ

การสูญเสียธาตุอาหารไปกับพืชที่เก็บเกี่ยวเป็นการสูญเสียที่มากที่สุด ตารางที่ 1.1 - 1.2 แสดงปริมาณธาตุอาหารเอ็น พี เค ที่สูญเสียไปกับเมล็ดและตอซังข้าวโพดที่ปลูกในดินสองชนิด


การใช้ที่ดินเพื่อการผลิตพืชเป็นการกระทำของมนุษย์ที่ก่อให้เกิดความสูญหายของปริมาณธาตุอาหารพืชที่อยู่ในดิน เนื่องจากพืชดูดธาตุอาหารที่มีอยู่ในดินเพื่อใช้ในการเจริญเติบโตและสร้างผลผลิตของพืช ธาตุอาหารบางส่วนจะถูกเก็บสะสมไว้ในส่วนต่างๆของลำต้น ใบและผล เมื่อมนุษย์เก็บเกี่ยว ผลผลิตออกจากพื้นดินที่ปลูก ธาตุอาหารที่ติดอยู่กับผลผลิตก็จะถูกนำออกจากพื้นที่นั้นด้วย หากใช้ที่ดินผลิตพืชเป็นเวลานานโดยปราศจากการทดแทนปริมาณธาตุอาหารที่ติดไปกับผลผลิต ดินในบริเวณ ดังกล่าวจะกลายเป็นดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำและไม่สามารถใช้ผลิตพืชได้ในที่สุด


ภาพที่ 1.7 การทดแทนธาตุอาหารที่สูญหายไปโดยการใส่ปุ๋ย


ดังนั้นเพื่อทดแทนปริมาณธาตุอาหารพืชที่สูญหายไปกับผลผลิตจำเป็นต้องมีการเพิ่มธาตุอาหารให้กับดินที่ปลูกพืชนั้น ซึ่งจะก่อให้เกิดความสมดุลของธรรมชาติและนำไปสู่การผลิตพืชที่ยั่งยืนตลอดไป การใส่ปุ๋ยเป็นวิธีการหนึ่งที่สามารถเพิ่มปริมาณธาตุอาหารให้กับดิน (ภาพที่ 1.7)