This article is from ECHO Asia Note # 36.
โดย ดร.โธมัส แอล. ทอมป์สัน
มหาวิทยาลัยเวอร ์จิเนียเทค เมืองแบล็คเบิร ์ก รัฐเวอร ์จิเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา
บรรณาธิการ: ปัจจุบัน ดร.โธมัส แอล.ทอมป์สัน ดํารงตําแหน่งรองคณบดีและผู้อํานวยการโครงการ Global Program ในภาควิชาเกษตรและวิทยาศาสตร ์ของวิทยาลัยเวอร ์จิเนียเทค จากประสบการณ์การสอนและการ ทํางานวิจัยภาคสนามด้านเกษตรศาสตร ์และวิทยาศาสตร ์ดิน ท่านยินดีเป็ นทั้งที่ปรึกษา ผู้ร่วมทํางานและเพื่อน ร่วมงานกับเอคโคและเครือข่ายของเรา
คํานํา
คุณสมบัติด้านเคมี กายภาพ และชีวภาพของดินมีตั้งแต่คุณสมบัติที่ดีมากที่ทําให้พืชเติบโตได้ดีไปจนถึงคุณสมบัติที่ไม่ดีและต้นไม้ไม่สามารถเจริญเติบโต ปกติแล้วในพื้นที่เขตร ้อนชื้นมักพบว่าดินในสภาพธรรมชาติ นั้นไม่ได้มีคุณสมบัติครบถ้วนและเหมาะสมอย่างยิ่งสําหรับการเติบโตของพืช แต่ตราบใดที่ดินมีความลึกมาก พอที่ ห้รากพืชหย่ังลงและระบายนํ้าได้ดี เมื่อทําการปรับปรุงคุณภาพและจัดการดินอย่างเหมาะสมก็จะทําให้ ดินเกือบทุกประเภทกลายเป็ นดินที่เหมาะกับการเจริญเติบโตของพืชได้ แม้กระท่ังดินที่ขาดความอุดมสมบูรณ์ ในธรรมชาติหรือดินที่ไม่ค่อยอุ้มนํ้ายังสามารถให้ผลผลิตการเกษตรที่ ูงอย่างไม่น่าเชื่อหากมีการจัดการดิน และเสริมปัจจัยในการบํารังดินที่เหมาะสม
คุณสมบัติต่างๆของดินที่ไม่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของพืชนั้นจําเป็ นจะต้องแก้ไขด้วยการเติมวัสดุปรับปรุงดิน การจัดการทางกายภาพ (ไถพรวน) การปรับเปลี่ยนวิธีการจัดการดิน หรือการผสมผสานวิธีทั้งสามนี้เข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น ดินที่อัดตัวแน่นสามารถแก้ไขด้วยการไถพรวนดินเพื่อให้ดินแตกเป็ นอนุภาคเล็กลง นอกจากนี้ การใส่วัสดุปรับปรุงดิน (โดยเฉพาะอินทรีย์วัตถุ)และการเปลี่ยนแปลงวิธิการจัดการดินก็จะช่วยป้ องกันไม่ให้เกิดการอัดตัวของดินขึ้นอีก ถ้าหากดินมีคุณสมบัติด้านเคมีที่ไม่ดีก็จําเป็ นต้องได้รับการปรับปรุง ซึ่งการจัดการดินที่เหมาะสมจะช่วยชะลอการเกิดปัญหาของดินได้ ส่วนปัญหาด้านชีวภาพ เช่น การเกิดโรค ระบาดของเชื้ ราในดินหรือไส้เดือนฝอยศัตรูพืชนั้นอาจต้องจัดการแก้ไขโดยฉับพลันด้วยสารเคมี หรือใช ้วิธีที่ ช ้า ทว่าย่ังยืนกว่ามากโดยการเปลี่ยนชนิดของพืชในการเพาะปลูกและเปลี่ยนวิธีการจัดการดิน
จุดประสงค์ของบทความนี้ ือ 1) อธิบายความหมายของวัสดุปรับปรุงดิน 2) อธิบายปัญหาท่ัวไปของดินที่ สามารถแก้ไขได้ด้วยการใส่วัสดุปรับปรุงดิน และ 3) อธิบายประเภทของวัสดุปรับปรุงดิน
ความหมายของวัสดุปรับปรุงดิน
วัสดุปรับปรุงดินนั้นไม่ใช่ป๋ ุยเคมี ป๋ ุยนั้นมีไว้สําหรับเติมลงไปในดินโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มสารอาหารให้กับ พืช ส่วนการใช ้วัสดุปรับปรุงดินมีวัตถุประสงค์หลักคือเพื่อแก้ไขคุณสมบัติด้านเคมี, กายภาย หรือชีวภาพของ ดินมากกว่าการไปเพิ่มสารอาหารที่มีอยู่ในปริมาณน้อยให้มีมากขึ้น ข้อแตกต่างระหว่างวัสดุปรับปรุงดินและ ป๋ ุยมักจะไม่สามารถแยกออกจากกันได้อย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น อินทรีย์วัตถุอาจเป็ นได้ทั้งป๋ ุยและวัสดุปรับปรุงดิน โดยในบทความนี้จะขอพูดถึงในส่วนของวัสดุปรับปรุงดินเท่านั้น
ปัญหาท่ัวไปของดินที่สามารถแก้ไขได้ด้วยการใส่วัสดุปรับปรุงดิน
ปัญหาที่พบโดยท่ัวไปของดินสามารถแก้ไขได้ด้วยการเติมวัสดุปรับปรุงดิน โดปัญหาที่พบได้แก่
ความเป็นกรดและด่างของดิน
ค่า pH ของดินเป็ นพื้ ฐานที่ ําคัญที่ ุดอย่างหนึ่งของคุณสมบัติของดิน ค่า pH เป็ นตัวควบคุมปริมาณทาง ชีวภาพของสารอาหารที่ ําเป็ นหลายอย่าง (ภาพที่ 1) นอกจากนี้ ังเป็ นตัวกําหนดความเป็ นพิษสัมพัทธ ์ ของ โลหะต่างๆในดิน และมีบทบาทอย่างมากต่อกิจกรรมทางชีวภาพในดิน ค่า pH คือปริมาณความเป็ นกรดและ ด่างในดิน โดยมีระยะตั้งแต่ 0 ถึง 14 และค่า pH ที่ 7 ถือว่ามีค่า “เป็ นกลาง” ขณะที่ค่าตํ่าว่า 7 เป็ นกรดและค่า สูงกว่า 7 เป็ นด่าง พืชส่วนใหญ่มักจะเติบโตได้ดีที่ค่า pH 6 แต่พืชบางชนิดที่ชอบสภาพกรดสามารถเติบโตได้ ดีในดินที่มีค่า pH ตํ่าถึง 4 ได้ และพืชที่ทนต่อสภาพด่างสามารถเติบโตในดินที่มีค่า pH 10 แต่ถึงแม้ว่าระดับ pH จะยังอยู่ในระดับที่พืช “ทนได้” ก็พบว่าสุขภาพของพืชและผลผลิตอาจได้รับผลกระทบหากค่า pH อยู่ใน ระยะที่เกือบจะถึงขีดจํากัด มีพืชหลายชนิดที่เติบโตและคุ้นเคยกับสภาพอากาศร ้อนชื้นและกึ่งร ้อนชื้นและ. สามารถปรับตัวให้เข้ากับดินที่ ีค่าเป็ นกรดได้บ้าง (ตารางที่ 1) ได้แก่ ข้าว, กาแฟ, สับปะรด และเสาวรส และ ถือว่าเป็ นเรื่องดีเพราะดินในเขตร ้อนชื้นส่วนใหญ่มักจะมีสภาพเป็ นกรดอยู่แล้วตามธรรมชาติ
ความเป็ นกรดของดินนั้นเกิดขึ้ ตามธรรมชาติเนื่องจากดินเผชิญกับสภาพภูมิอากาศร ้อนชื้ เป็ นเวลานาน (อาจนานเป็ นร ้อยถึงพันปี) สภาพเช่นนี้ทําให้ดินสูญเสียองค์ประกอบธาตุซึ่งไม่เป็ นกรด เช่นแคลเซียมและ แมกนีเซียม ในขณะเดียวกัน ธาตุกรดอื่ ๆเช่น อลูมิเนียมและเหล็กที่ ังคงอยู่ในดินค่อยๆละลายในนํ้ามากขึ้ ส่งผลทําให้ดินเป็ นกรดมากขึ้น ในกรณีที่ดินเป็ นกรด จะต้องพิจารณาว่าพืชที่จะปลูกนั้นทนต่อสภาพกรด ได้มากน้อยเพียงใด ก่อนที่จะใส่วัสดุปรับปรุงดินเพื่อปรับค่า pH ให้ดิน
ในดินที่เป็ นกรดสูง (pH<5) ชีวปริมาณ (Bioavailability) ของ N, P, และ K มักอยู่ในระดับตํ่า ขณะที่อลูมิเนียม, เหล็ก และโลหะอื่ ๆอาจอยู่ในภาวะละลายนํ้าได้ดีจนเกิดพิษต่อพืช ความจริงแล้วพิษของอลูมิเนียมและแมกนีเซียมเป็ นปัญหาร ้ายแรงมากสําหรับพืชที่กําลังเติบโตในดินที่เป็ นกรดสูง พืชที่สามารถ ต้านทานดินที่มี pH ตํ่าสามารถต้านทานอลูมิเนียมและแมกนีเซียมที่มีความเข้มข้นสูงในดิน (Yost 2000) นอกจากนี้ความเป็ นกรดของดินยังส่งผลเชิงลบต่อการทํางานของจุลินทรีย์ ดังนั้นในดินที่มีค่าความเป็ นกรด สูง แบคทีเรียจะทํางานน้อยลงและเชื้อราทํางานมากขึ้น นอกจากนี้ดินที่เป็ นกรดสูงจะไปยับยั้งการเจริญเติบโต ของแบคทีเรียที่ช่วยตรึงไนโตรเจน
ดินที่เป็ นด่างคือดินที่มีค่า pH สูงกว่า 7 ซึ่งพบมากที่สุดในพื้นที่อากาศแห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้ง และในบริเวณ ที่ ินเค็มเพราะนํ้ากักเก็บเกลือไว้หรือที่เป็ นนํ้าขัง นอกจากนี้ ินเป็ นด่างอาจพบได้ในเขตกึ่งร ้อนชื้ ี่ ินกําเนิดตัวขึ้ จากวัตถุต้นกําเนิดที่ ีความเป็ นด่างเช่นหินปูน ปกติแล้ว ในดินที่เป็ นด่างนั้น ค่า pH ของดินที่ 8 ไม่ค่อยจะเป็ นปัญหากับพืช (ยกเว้นพืชที่ชอบดินที่เป็ นกรด) แต่หากค่า pH สูงกว่านั้น มักจะส่งผลให้เกิด การขาดธาตุอาหารรองอย่างรุนแรง เช่น ธาตุเหล็ก, สังกะสี และแมงกานีส
ดินเป็ นด่างมักจะเกิดขึ้ จากหนึ่งในสาเหตุสองอย่างต่อไปนี้ อย่างแรกเป็ นสาเหตุที่พบมากที่ ุดคือมีการ
ปรากฏของแคลเซียม คาร ์บอเนต (ปูน) ขึ้นในดิน ดินในเขตแห้งแล้งหลายที่มักจะมีการสะสมตัวของปูนตาม ธรรมชาติ เพราะแร่ธาตุที่ ะลายนํ้าได้นี้ฝังอยู่ในดิน ที่ใดก็ตามที่ ินมีเนื้อปูนธรรมชาติ (ดินแคลคารัส) ค่า pH ของดินจะอยู่สูงกว่า 7.0 และบางครั้งอาจสูงถึง 8.3 อีกสาเหตุหนึ่งของการเกิดดินด่างมาจากการมี
ปริมาณโซเดียมสูงร่วมกับคาร ์บอเนต ในกรณีนี้ ักจะเกิดขึ้ เมื่อมีการใส่โซเดียมเข้าไปในดิน (เช่น จากนํ้าทีกักเก็บไว้) โดยเกิดร่วมกับความสามารถในการ ระบายนํ้าที่ ม่ดีของดิน จึงทําให้โซเดียมไม่ สามารถระบายออกไปสู่ด้านล่างของราก ดินที่ ปริมาณโซเดียมสูงจะเรียกว่าดินโซดิก (Sodic Soils) และเป็ นดินที่อยู่ในสภาพแย่มากจนยาก กว่าจะแก้ไข (ภาพที่ 2)
ดินเค็มและดินโซดิก
ดินเค็มเป็ นดินที่มีการสะสมของสารละลายเกลือ เข้มข้นและเป็ นอันตรายต่อพืช ดินแต่ละชนิดมี ระดับความเค็มเช่นเดียวกับค่า pH และพืชก็มี ระดับความทนทานต่อดินเค็มในระดับต่างๆด้วย ความเค็มของดินมักจะวัดได้เป็ นค่าการนําไฟฟ้ า
หรือค่า EC (Electrical Conductivity) หรือปริมาณของแข็งที่ ะลายเจือปนในนํ้าหรือค่า TDS (Total Dissolved Solids) ค่า TDS ที่ 640 ppm มี ค่าประมาณเท่ากับค่า EC ที่ 1 dS/m ความเค็มมีผลเสียต่อพืชโดยขัดขวางไม่ให้นํ้าเข้าสู่ต้นพืช เพราะเกลือ จะดึงนํ้าออกไปจากต้นพืชผ่านการออสโมซิส (Osmosis) พืชส่วนใหญ่ที่ปรับตัวได้ดีในสภาพภูมิอากาศเขต ร ้อนชื้นและกึ่งร ้อนชื้นนั้นไม่สามารถทนต่อดินเค็มและไม่สามารถเติบโตได้ในดินที่มีความเค็มแม้เพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ก็มีพืชบางชนิดที่ ามารถทนต่อดินที่ ีปริมาณความเค็มสูงได้ ซึ่งเป็ นพืชเพียงไม่กี่ชนิดที่เป็ น พืชสําหรับการกสิกรรม (ตารางที่ 2) ระดับความทนทานต่อความเค็มแสดงไว้ในตารางที่ 2 เป็ นเพียงข้อมูล ท่ัวไปเท่านั้น เนื่องจากความทนทานของพืชต่อความเค็มยังขึ้ อยู่กับสภาพการเติบโตอื่ ๆรวมถึงปัจจัยอื่ ที่ จะทําให้พืชเกิดความเครียดด้วย ผลเสียที่เกิดจากดินเค็มอาจบรรเทาลงได้แต่ไม่สามารถกําจัดความเค็มออกไปจากดิน การบรรเทานี้อาจทําได้ ด้วยการจัดการความชื้นของดินคือคอยรักษาความชื้นบริเวณรากพืช (โดยไม่ให้เปียกหรือแฉะเกินไป)ไว้ตลอดเวลา ดินบริเวณรากพืชที่มีความชื้นนั้นจะเจือจางความเข้มข้นของ เกลือได้ แต่ถ้าบริเวณรากพืชเปียกแฉะเกินไปก็จะสร ้างความเสียหายให้พืชได้ การให้นํ้าแบบหยดถือเป็ นวิธีที่ เหมาะสมมากในการจัดการดินเค็มเพราะเป็ นวิธีที่ดีที่สุดในการจัดการให้บริเวณรากพืชมีความชื้นเพียงพอ ดินเค็มและดินโซดิกมักเกิดขึ้นควบคู่กัน แต่ดินโซดิกมักจะเป็ นปัญหาที่ร ้ายแรงกว่าเพราะแก้ไขได้ยากกว่า ดิน โซดิกคือการสะสมของโซเดียมปริมาณสูงในดินเหนียว โดยเฉพาะเมื่อไม่มีปริมาณแคลเซียมที่เพียงพอ ซึ่งไม่ เป็ นอันตรายต่อพืชโดยตรง ซึ่ จะทําลายโครงสร ้างของดินและทําให้นํ้าซึมผ่านดินไม่ได้
วัสดุปรับปรุงดิน
ปูนขาว
วัสดุปรับปรุงดินที่ทําให้ดินที่ปรับภาวะเป็ นกรดให้กลายเป็ นกลางคือเบส ซึ่งเป็ นศัพท์ทางเคมี ส่วนคําว่า“ปูน ขาว” เป็ นคําท่ัวไปที่ใชเ้รียกรวมวัตถุหลายๆอย่างที่ได้มาจากหินปูนในธรรมชาติ คําว่า “ปูนเพื่อการเกษตร” คือหินปูน(CaCO3) ซึ่งถูกบดละเอียด ซึ่งส่วนใหญ่มักนําไปใส่ดิน ปูนเพื่อการเกษตรนี้มีประสิทธิภาพแตกต่าง กันขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ทางเคมีและขนาดอนุภาค (ยิ่งอนุภาคเล็กยิ่งมีประสิทธิภาพ) ปูนขาวไฮเดรต (Ca(OH)2) และปูนไลม์หรือปูนสุก (CaO) เกิดขึ้นจากปูนเพื่อการเกษตรที่นําไปผ่านความร ้อน และมักมีราคา แพงกว่าปูนเพื่อการเกษตร จึงไม่ค่อยนิยมใช ้ปูนไลม์หรือปูนสุกจะต้องใช ้อย่างระมัดระวังเพราะอาจเป็ นอันตรายต่อมนุษย์และพืชได้ ส่วนหินปูนโดโลมิติก (CaMg(CO3)2) เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการรวมกันของ แคลเซียมและแมกนีเซียมคาร ์บอเนตนั้นสามารถนํามาใช ้แทนที่ ูนเพื่อการเกษตรได้ และปูนมาร ์ลซึ่งเป็ นดินที่ มีส่วนผสมของแคลเซียมคาร ์บอเนตในปริมาณสูง นั้นไม่แนะนําให้ใช ้นอกจากว่าจะไม่มีวัสดุปูนขาวอย่างอื่ แล้ว เนื่องจากปูนมาร ์ลมีความบริสุทธิ์ของสารในระดับตํ่า
นอกจากการใส่วัสดุประเภทปูนขาวในดินจะเป็ นการปรับให้ดินกรดเปลี่ยนสภาพเป็ นกลางในเบื้องต้นแล้ว ยังเป็ นการช่วยเพิ่มแคลเซียม (และแมกนีเซียมในกรณีที่ใส่หินปูนโดโลมิติก) ซึ่งเป็ นสิ่งจําเป็ นสําหรับพืชและมักจะเป็ นสารอาหารที่ขาดแคลนในดินกรด ประสิทธิภาพของปูนขาวที่เห็นได้นั้นดูได้จากค่าสมมูลแคลเซียม คาร ์บอเนต (Calcium Carbonate Equivalent หรือ CCE) โดยแคลเซียมคาร ์บอเนตมีค่า CCE คือ 100 (ตารางที่ 3) ค่า CCE จะขึ้ อยู่กับองค์ประกอบด้านเคมีแต่ก็ขึ้ อยู่กับขนาดอนุภาคด้วย อนุภาคปูนขาวขนาด ใหญ่จะทําปฏิกิริยาในดินได้ช ้ากว่าอนุภาคขนาดเล็ก ดังนั้นจึงใชเ้วลานานกว่าจะปรับให้ความเป็ นกรดเปลี่ยนเป็ นกลาง นอกจากจะทําให้ความเป็ นกรดลดลงแล้ว การใส่ปูนขาวลงในดินเขตร ้อนชื้นยังอาจช่วยเรื่อง การเกาะตัวกันของดิน, รูพรุนในดิน และความหนาแน่นรวมของดิน โดยปกติเมื่อเติมปูนขาวลงไปในดินที่เป็ น กรดแล้ว ควรได้ค่า pH 6.0 – 6.5 การพิจารณาปริมาณปูนขาวที่เหมาะสมเพื่อเติมลงในดินนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัย 2 อย่างคือ ค่า pH ของดินและความสามารถในการต้านทานการเปลี่ยนแปลง pH หรือที่เรียกว่า “ความเป็ นกรดสํารอง” (Reserve Acidity) ดินที่มีองค์ประกอบดินเหนียวสูงและมีค่าความสามารถแลกเปลี่ยนประจุบวกสูง (CEC) มักจะมีความต้านทานการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่สูง ทางเดียวที่จะพิจารณา ปริมาณปูนขาวที่จะใส่ในดินคือการทดสอบดินในห้องทดลองซึ่งให้ผลการทดสอบดินได้น่าเชื่อถือ ห้องทดลอง จะวัดค่า pH และค่าความสามารถในการต้านทานการเปลี่ยนแปลง pH แล้วจึงแนะนําอัตราการใช ้ปูนขาว ซึ่ง มักจะเป็ นปริมาณตันต่อเฮกตาร ์ซึ่งอัตราการใช ้นี้ถือเอาว่าปูนขาวนั้นมีค่า CCE เป็ น 100% แต่ถ้าไม่สามารถ ส่งดินตัวอย่างไปตรวจในห้องทดลองได้ ปริมาณปูนขาวที่ใส่อาจประมาณด้วยการบ่มตัวอย่างดินที่ทําให้ชื้นต่อ ปริมาณปูนขาวในอัตราส่วนต่างๆ จากนั้นทิ้งไว้ 5 วันแล้วค่อยวัดค่า pH (Sonon and Kissel 2015) เพื่อจะ ทราบว่าดินควรได้รับปูนขาวในอัตราส่วนเท่าใดเพื่อให้ได้ค่า pH ที่ใกล้เคียงกับ 6.0 – 6.5 อย่างไรก็ตาม วิธีการบ่มตัวอย่างดินนี้ควรใช ้ในกรณีที่ไม่สามารถทําการทดสอบดินในห้องทดลองได้เท่านั้น เพราะความ แม่นยําของวิธีบ่มดินยังไม่เป็ นที่ยอมรับอย่างเป็ นทางการ
ยิปซัม
ไม่มีวัสดุปรับปรุงดินใดๆที่จะสามารถแก้ไขสภาพดินที่มีสารละลายเกลืออยู่ หรือลดผลกระทบต่อการเติบโต ของพืชได้ สิ่งเดียวที่จะแก้ไขปัญหาความเค็มของดินได้คือการช่วยให้เกลือไหลซึมผ่านออกไปยังข้างใต้ของ ดินบริเวณรากพืชด้วยการปล่อยนํ้าที่ ีคุณภาพดีเข้าไป แต่ถ้าไม่สามารถทําเช่นนี้ ด้ ก็ให้ใช ้วิธีรักษา
ความชื้นในดินให้อยู่ในระดับที่มากที่ ุดเพื่อลดความเครียดของพืชที่เกิดจากเกลือ หรืออาจใช ้วิธีปล่อยนํ้าไหล ผ่านที่จะช่วยลดปริมาณเกลือในดินบริเวณรากพืช (เช่นการปล่อยนํ้าแบบหยด) หรืออาจต้องปลูกพืชที่ นต่อ สภาพดินเค็ม ส่วนการใช ้ยิปซัม (CaSO4.2H2O) อาจเป็ นการช่วยกําจัดดินโซเดียม ที่ไม่ใช่สารละลายเกลือ จนกว่าจะสามารถระบายสารละลายเกลือออกไปได้อย่างเหมาะสม ปริมาณของยิปซัมที่ใส่มากหรือน้อยนั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณของโซเดียมและความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุบวกของดิน
กรดที่ช่วยปรับสภาพความเป็นด่างให้เป็นกลาง
วัสดุปรับปรุงดินที่จะช่วยให้ดินด่างกลายเป็ นกลางคือสารหรือวัสดุที่เป็ นกรด ซึ่งวัสดุเหล่านี้ไม่ค่อยนิยมใช ้มาก เท่ากับวัสดุที่เป็ นด่าง เนื่องมาจากสาเหตุหลายอย่าง อย่างแรกคือ ดินเค็มที่เป็ นดินโซดิกมักจะมีสภาพเป็ นด่าง แต่การใส่ยิปซัมและการปล่อยให้โซเดียมไหลซึมออกจากดินไปมักจะช่วยลดค่า pH จนถึงระดับที่น่าพอใจได้ สาเหตุที่สองคือ ดินเป็ นด่างส่วนมากเป็ นดินแคลคาเรียส ซึ่งค่า pH ของดินแคลคาเรียสจะไม่สามารถทําให้ ตํ่าลงกว่า 7.0 ได้นอกจากแคลเซียมคาร ์บอเนตทั้งหมดจะมีค่าเป็ นกลาง ซึ่งมักจะต้องใช ้วัสดุปรับปรุงที่เป็ น กรดในปริมาณที่ ํากัด และเนื่องด้วยเหตุผลเหล่านี้ การทําให้ดินด่างเปลี่ยนสภาพเป็ นกลางจึงใช ้ไม่ได้ผลนัก สําหรับพืชปีเดียว อย่างไรก็ตาม การทําให้ดินบริเวณรากพืชที่ปลูกมีสภาพเป็ นกลางสามารถทําได้ด้วยการ เติมวัสดุปรับปรุงดินที่ทําให้ดินเปลี่ยนสภาพเป็ นกรด ได้แก่ซัลเฟอร,์ ไธโอซัลเฟต และเฟอร ์รัสซัลเฟต อัตรา การใส่วัสดุปรับปรุงดินเหล่านี้ในปริมาณที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับค่า pH ของดินและความสามารถในการต้านทานการเปลี่ยนแปลง pH และควรพิจารณาจากการทดสอบดินด้วย ซึ่งข้อมูลที่มีประโยชน์เกี่ยวกับเรื่อง นี้สามารถหาได้จาก Mickelbart and Stanton (2012)
วัสดุอินทรีย์
วัสดุปรับปรุงดินที่เป็ นวัสดุอินทรีย์คือวัสดุที่มีแหล่งกําเนิดมาจากวัตถุดิบชีวภาพ วัสดุอินทรีย์ที่ใช ้ปรับปรุงดิน มีอยู่มากมายหลายชนิด ได้แก่วัสดุเหลือใช ้ทางการเกษตร, มูลสัตว์, อาหาร หรือเศษอาหาร, ป๋ ุยอินทรีย,์ ถ่านไบโอชาร ์, ป๋ ุยหมัก, ฯลฯ วัสดุอินทรีย์ที่ใช ้ปรับปรุงดินมีหลากหลายนับไม่ถ้วน ที่หาได้ท่ัวไปแสดงอยู่ใน ตารางที่ 4 โดยท่ัวไปนั้ วัสดุอินทรีย์จะไม่นําไปใส่ดินเพื่อควบคุมค่า pH แม้ว่าการใส่จะส่งผลต่อค่า pH และมี ต่อการที่ ืชตอบสนองต่อ pH ก็ตาม นอกจากนั้น วัสดุอินทรีย์มักนําไปใส่ดินเพื่อเพิ่มอินทรีย์วัตถุให้กับดิน และเพื่อเพิ่มสารอาหารให้กับพืช รายละเอียดเรื่องนี้อยู่นอกเหนือจากเนื้อหาของบทความนี้ แต่จะยังคงหยิบยก บางประเด็นสําคัญบางประการเกี่ยวกับวัสดุอินทรีย์
คุณสมบัติสําคัญอย่างหนึ่งของอินทรีย์วัตถุคืออัตราส่วนของคาร ์บอนต่อไนโตรเจน (C:N) ปริมาณคาร ์บอน ในสารอินทรีย์ค่อนข้างคงที่ ือ 50-60% โดยนํ้าหนัก ตรงกันข้ามกับไนโตรเจน ที่ ริมาณร ้อยละจะ
เปลี่ยนแปลงตั้งแต่ตํ่ากว่า 1% ไปถึงมากกว่า 6% ดังนั้นอัตรา C:N ของสารอินทรีย์อาจตํ่าถึง 8 จนถึงสูงที่ 200 โดยท่ัวไปแล้ววัตถุอินทรีย์จะย่อยสลายได้ง่ายในดินที่ ีอัตรา C:N ตํ่า(กล่าวคือ ประกอบไปด้วยสัดส่วน ของไนโตรเจนที่สูง) และเหมาะสําหรับทําเป็ นป๋ ุย ตัวอย่างวัสดุเหล่านี้ได้แก่มูลสัตว,์ เศษพืช และเศษอาหาร เมื่ ใส่วัสดุเหล่านี้ งในดินและขบวนการย่อยสลายของจุลินทรีย์เริ่ ึ้ วัสดุเหล่านี้จะกลายเป็ นแหล่งธาตุอาหารที่ พืชนําไปใช ้เมื่อวัสดุอินทรีย์ที่ใชเ้พื่อปรับปรุงดินเกิดการย่อยสลายหมดแล้ว ธาตุอาหารก็จะหมดไปหรือไม่ เป็ นประโยชน์กับพืชอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม การใส่สารอินทรีย์เข้าไปในดินยังมีข้อดีอีกอย่างคือเป็ นการเพิ่อินทรีย์วัตถุให้กับดิน อัตราการย่อยสลายของอินทรีย์วัตถุมีความผันแปรอยู่มากและขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ด้านเคมีของอินทรีย์วัตถุ, อัตราส่วน C:N, ความชื้นของดิน, ค่า pH และอุณหภูมิ, รวมถึงปริมาณจุลินทรีย์ โดยท่ัวไปแล้ว การย่อยสลายจุลินทรีย์ในอินทรีย์วัตถุจะเกิดขึ้นได้ดีที่สุดในดินที่มีความชื้น, มีอุณหภูมิอุ่นและมี สภาพเป็ นกรดเล็กน้อย
อินทรีย์วัตถุที่มีความต้านทานต่อการย่อยสลายของจุลินทรีย์และอัตราส่วนคาร ์บอนต่อไนโตรเจนที่สูง (C:N ratios) สามารถช่วยปรับปรุงดินได้แต่ไม่สามารถเป็ นป๋ ุยที่ดีได้ ตัวอย่างเช่นของเหลือจากผลผลิตทางการเกษตรที่เป็ นสีนํ้าตาลและพวกกิ่งไม้ต่างๆ เมื่อนําวัสดุเหล่านี้มาใส่ดินและเริ่มเกิดการย่อยสลาย วัสดุเหล่านี้ อาจกลับกลายเป็ นตัว “ดูดซึม” ธาตุอาหารที่มีอยู่ในดินเป็ นอาทิตย์ๆหรือเป็ นเดือนๆ วัสดุเหล่านี้มีอัตราคาร ์บอนต่อไนโตนเจนสูง และย่อยสลายยาก ดังนั้นจึงคงอยู่ในดินได้เป็ นเวลานาน วัสดุเหล่านี้เป็ นส่วนสําคัญ ของฮิวมัส ซึ่งประกอบไปด้วยคาร ์บอนที่สะสมเก็บไว้ซึ่งช่วยให้ดินมีโครงสร ้างที่ดี กระบวนการเกิดฮิวมัสยังทํา ให้เกิดการสะสมหรือ “การกักเก็บ” คาร ์บอนในดินด้วย
ุยหมัก
โดยท่ัวไปแล้ว การใส่อินทรีย์วัตถุในดินมักจะส่งผลเชิงบวก แต่ผลที่แท้จริงและระยะเวลาก่อนที่เกิดผลนั้นขึ้นอยู่ กับธรรมชาติของวัสดุอินทรีย์ที่ใส่ลงไป ป๋ ุยหมักเป็ นวัสดุปรับปรุงดินที่เป็ นอินทรีย์ โดยนําวัสดุอินทรีย์มากองไว้ ให้เกิดการย่อยสลาย เพื่อให้เกิดวัสดุที่มีความเสถียรและสามารถย่อยสลายในดินได้อย่างช ้าๆ (Evanylo 2011) ป๋ ุยหมักที่ทําเสร็จแล้วจะมีค่าอัตราส่วนคาร ์บอนต่อไนโตรเจนตํ่า แต่สามารถย่อยสลายในดินอย่างช ้าๆ เพราะมีโครงสร ้างทางเคมีที่ซับซ ้อน ป๋ ุยหมักมักจะไม่ค่อยอุดมไปด้วยธาตุอาหาร ดังนั้นจึงไม่สามารถเพิ่มธาตุ อาหารที่พืชต้องการได้ในระยะสั้น แต่ป๋ ุยหมักเป็ นวัสดุปรับปรุงดินที่ยอดเยี่ยม การทําป๋ ุยหมักสามารถนําวัสดุ อะไรก็ได้ที่มีสภาพเป็ นวัสดุอินทรีย์ ตามที่อธิบายไว้ในบทความของ ECHO West Africa Note (Gouba 2017) ป๋ ุยหมักที่ผ่านขบวนการผลิตอย่างถูกต้อง เมื่อใส่ลงไปในดินเป็ นเวลานานจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการ อุ้มนํ้า, การเกาะตัวของดิน, ความอุดมสมบูรณ์ และช่วยส่งเสริมการเติบโตของจุลินทรีย์ที่ ีประโยชน์ในดิน
ถ่านไบโอชาร ์
ในระยะหลังนี้ ถ่านไบโอชาร ์ได้รับความสนใจเป็ นอย่างมากสําหรับใชเ้ป็ นวัสดุปรับปรุงดิน ถ่านไบโอชาร ์ช่วย เพิ่มปริมาณคาร ์บอนในดิน, พัฒนาคุณสมบัติด้านเคมีและกายภาพให้กับดิน การใส่ถ่านไบโอชาร ์ในดินยังช่วยเพิ่มผลผลิตด้วย (Major, 2010) บทความของเอคโคเอเชียเมื่อไม่นานมานี้ได้พูดถึงรายละเอียดเกี่ยวกับ ถ่านไบโอชาร ์ในหลายๆด้าน (Shafer, 2018) และท่านสามารถศึกษาจากบทความนี้ได้หากต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม ถ่านไบโอชาร ์มีประโยชน์เป็ นวัสดุปรับปรุงดินที่ดีแต่ก็ไม่ใช่ “เวทย์มนต์วิเศษ” ที่จะแก้ปัญหาสภาพดินได้ทุกอย่าง
จุลินทรีย์
จุลินทรีย์มักจะไม่ถือว่าเป็ นวัสดุปรับปรุงดิน แม้จะนําไปใส่ดินเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางชีวภาพบางอย่าง ของดินก็ตาม ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียไรโซเบียมเป็ นจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ต่อพืชตระกูลถ่ัว โดยจะตรึงไนโตรเจนมาบํารุงเลี้ยงพืชได้ เช่นเดียวกับเชื้อราไมคอร ์ไรซาที่ใส่ลงไปในดินเพื่อส่งเสริมการเติบโตของพืชใน ดินเสื่อมโทรม และเป็ นประโยชน์กับพืชที่สามารถเติบโตในภาวะพึ่งพาเชื้อรานี้ นอกจากนี้ยังมีเชื้อราไตรโค เดอร ์มาที่นํามาใส่ดินเพื่อทําหน้าที่ต่อสู้จุลินทรีย์ที่ทําให้เกิดโรคและเพื่อให้พืชเติบโตได้ดีขึ้น (Shelton 2018) การเติมจุลินทรีย์ลงในดินมักใช ้กับสถานการณ์จําเพาะต่างๆ เช่น เมื่อต้องการจะปลูกพืชตระกูลถ่ัวเป็ นครั้ง แรก หรือการใส่เชื้อราไมคอร ์ไรซาในดินที่เสื่อมโทรมจากการถูกกัดกร่อนหรือจากการขาดสารอาหาร
“สารบํารุงดิน”
วัสดุปรับปรุงดินกลุ่มสุดท้ายเรียกว่า “สารบํารุงดิน” ซึ่งเป็ นคําที่กว้างมากและอธิบายค่อนข้างยาก ผู้ผลิตวัสดุ เหล่านี้อาจอธิบายสรรพคุณมากมาย เช่น สามารถเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน, ปลดล็อคธาตุอาหารในดิน , ช่วยให้พืชมีความต้านทานภาวะเครียด, เป็ นโปรไบโอติกส์ให้กับดิน, ช่วยลดหรืองดการใช ้ป๋ ุย และอื่นๆอีก มากมาย สารเติมดินเหล่านี้มีมากมายหลายชนิดจึงทําให้ยากต่อการให้คําแนะนําที่เจาะจงได้ สารบํารุงดิน บางอย่างเป็ นผลิตภัณฑ์ถูกต้องตามกฏหมาย มีผลการออกฤทธิ์ที่มองเห็นได้และเป็ นไปตามหลักการทางวิทยาศาสตร ์รวมถึงมีบันทึกผลประสบความเร็จไว้แล้ว อย่างไรก็ตาม มีสารบํารุงดินหลายอย่างที่ไม่เป็ นไปตาม คําอธิบายสรรพคุณ จึงอาจต้องมีการพิจารณาให้ดีก่อนนําไปใช ้มีประโยคหนึ่งที่ ุกคนรู ้จักดีคือ “อะไรที่เหลือเชื่อจนเกินไป ก็อย่าเชื่อดีกว่า” ซึ่งนํามาใช ้ได้ดีมากกับสารบํารุงดิน การปรับปรุงดินไม่ใช่เรื่องที่ทําได้ ง่ายๆ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่อวดอ้างสรรพคุณเกินจริงควรมีการพิจารณาก่อน เช่น การอยู่ร่วมกันในดินของ
จุลินทรีย์มีความซับซ ้อนมาก สารบํารุงดินที่อ้างว่าจะทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในการอยู่ร่วมกัน ของจุลินทรีย์ในดินจึงไม่น่าจะเป็ นไปได้ นอกจากว่าดินนั้นจะอยู่ในสภาพเสื่อมโทรมมากๆ
คําแนะนําที่ดีที่สุดจากข้าพเจ้าคือให้ศึกษาคําอธิบายสรรพคุณของสารบํารุงดินเหล่านั้น ข้อแรกดูว่าผลที่ได้ จากสรรพคุณเหล่านั้นดูมีเหตุมีผลหรือไม่ หรือดูดีเหลือเชื่อเกินไปหรือเปล่า ข้อสอง ผลจากสรรพคุณเหล่านั้นมีคําอธิบายทางวิทยาศาสตร ์รองรับหรือไม่ ข้อสาม สรรพคุณเหล่านั้นมีข้อพิสูจน์จากงานวิจัยของ บุคคลอื่ ซึ่งไม่มีส่วนเกี่ยวข้องเชิงผลประโยชน์หรือไม่ ข้อสุดท้าย ผู้ขายยินดีที่จะตอบคําถามและให้ข้อมูลที่ เป็ นประโยชน์หรือไม่ ถ้าคําตอบที่ได้จากคําถามเหล่านี้คือ “ไม่” ขอให้ผู้ที่จะซื้อพิจารณาด้วยความรอบคอบ!
สรุป
วัสดุปรับปรุงดินนํามาใช ้ใส่ดินเพื่อแก้ไขคุณสมบัติด้านเคมี, กายภาพ และชีวภาพของดินให้ดีขึ้ มากกว่าที่ จะใชเ้พื่อเพิ่มธาตุอาหารให้แก่ดิน ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับคุณสมบัติด้านเคมีของดินผ่านการสุ่มตัวอย่างดินและการวิเคราะห์จะช่วยในการพิจารณาประเภทวัสดุปรับปรุงดินและอัตราที่จะต้องใช ้ในดินที่ ี
สภาพต่างๆ วัสดุปรับปรุงดินที่พบได้ท่ัวไปคือวัสดุปรับปรุงดินที่เป็ นอนินทรีย์ ได้แก่ปูนขาว และยิปซัม ส่วนที่ เป็ นวัสดุปรับปรุงดินอินทรีย์ได้แก่เศษพืชเหลือใช ้มูลสัตว์ ป๋ ุยหมักและถ่านไบโอชาร ์การใส่วัสดุอินทรีย์ในดิน มักจะเป็ นการช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของดินและเป็ นสิ่งที่ควรส่งเสริมให้ทํา เมื่อพิจารณาสสารบํารุงดินใดๆ ควรพิจารณาว่าสารนั้นจะทําปฏิกิริยาในดินตามผลการออกฤทธิ์ที่เป็ นไปตามหลักวิทยาศาสตร ์
อ้างอิง
Alley, M.M. 2009. Part IX: Lime. In Agronomy Handbook, Virginia Cooperative Extension.
Evanylo, G. and M. Goatley, Jr. 2011. Chapter 9: Organic and Inorganic Soil Amendments. In Urban Nutrient Management Handbook. Virginia Cooperative Extension.
FAO Water quality for agriculture. Technical paper No. 29. Irrigation and Drainage. Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome. 1994.
Gouba, A. 2017. How to prepare compost in 3 weeks? ECHO West Africa Notes. Volume 1.
Harmon, G.E. Trichoderma spp. Available: https://biocontrol.entomology.cornell.edu/pathogens/trichoderma.php.
Major, J. 2010. Guidelines on Practical Aspects of Biochar Application to Field Soil in Various Soil Management Systems. International Biochar Initiative.
Mickelbart, M. and K. Stanton. Lowering soil pH for horticulture crops. Purdue University Extension publication HO-241-W. Available: https://www.extension.purdue.edu/extmedia/HO/HO-241-W.pdf.
Shafer, D. M. 2018. Putting Biochar to Use at the Edge: Quality, Soils and Measurement. ECHO Asia Notes #35.
Sonon, L. and D.E. Kissel. 2015. Determining Lime Requirement Using the Equilibrium Lime Buffer Capacity. University of Georgia Cooperative Extension Circular 874.
Uchida, R. and N.V. Hue. 2000. Soil acidity and liming. In Silva, J.A. and R.S. Uchida (eds.) Plant Nutrient Management in Hawaii’s Soils: Approaches for Tropical and Subtropical Agriculture. College of Tropical Agriculture and Human Resources, University of Hawaii at Manoa.
Yost, R.S. 2000. Plant tolerance of low soil pH, soil aluminum, and soil manganese. In Silva, J.A. and R.S. Uchida (eds.) Plant Nutrient Management in Hawaii’s Soils: Approaches for Tropical and Subtropical Agriculture. College of Tropical Agriculture and Human Resources, University of Hawaii at Manoa.