องค์ประกอบของดิน ประกอบด้วยอะไรบ้าง และชั้นดินจำแนกอย่างไร

ดินเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญต่อการดำรงชีวิตของทุกชีวิตบนโลก เนื่องจากเป็นแหล่งกำเนิดอาหาร เพราะในดินมี องค์ประกอบของดิน ที่เหมาะสมต่อการเพาะปลูกและสร้างอาหาร

ดิน (Soil) คือ เทหวัตถุที่เกิดขึ้นจากการผุพังและแปรสภาพของหินและแร่ธาตุในธรรมชาติ ร่วมกับอินทรียวัตถุที่ได้จากการย่อยสลายซากพืชซากสัตว์ที่เน่าเปื่อย น้ำและอากาศ ซึ่งผสมคลุกเคล้าและเกาะกลุ่มรวมตัวกันจนเกิดเป็นเม็ดดิน (Soil Aggregate) และ องค์ประกอบของดิน เหล่านั้น กลายเป็นผืนดินที่ปกคลุมพื้นผิวชั้นบนของโลกในท้ายที่สุด

ดินแต่ละชนิด มีลักษณะและคุณสมบัติแตกต่างกันออกไปตามอิทธิพลของภูมิประเทศ สภาพภูมิอากาศ แหล่งต้นกำเนิด และสิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตในพื้นที่ดังกล่าว ตลอดจนระยะเวลาของการพัฒนาหรือการสร้างตัวตามกระบวนการทางธรรมชาติ

องค์ประกอบของดิน (Soil Component) สามารถจำแนกออกเป็น 4 ส่วน ได้แก่

1. อนินทรียวัตถุ (Mineral Matter) คือ ส่วนประกอบของแร่ธาตุต่าง ๆ ภายในดิน ซึ่งเกิดจากการผุพังหรือการสึกกร่อนทั้งทางกายภาพ ทางเคมี และทางชีวภาพของหินจากปัจจัยทั้งหลายในธรรมชาติ โดยอนินทรียวัตถุหรือแร่ธาตุในดินนับเป็นองค์ประกอบสำคัญที่สามารถกำหนดลักษณะของเนื้อดิน (Soil Texture) รวมถึงคุณสมบัติในการเป็นแหล่งกำเนิดของธาตุอาหารต่าง ๆ ของพืช

2. อินทรียวัตถุ (Organic Matter) คือ ส่วนประกอบที่เกิดจากการเน่าเปื่อยหรือการย่อยสลายซากพืชซากสัตว์ที่ทับถมกัน หรือ “ฮิวมัส” (Humus) รวมถึงสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เช่น ไส้เดือน แมลง จุลินทรีย์ต่าง ๆ ภายในดิน ดังนั้น อินทรียวัตถุจึงมีผลต่อการกำหนดคุณสมบัติและลักษณะต่าง ๆ ของดิน เช่น โครงสร้างดิน ความร่วนซุย การระบายน้ำ และการถ่ายเทอากาศ ซึ่งส่งผลต่อระดับความอุดมสมบูรณ์ของดินและความสามารถในการให้ผลผลิตทางการเกษตรอีกด้วย

เนื่องจากอินทรียวัตถุส่วนใหญ่เกิดจากการย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิต แร่ธาตุหลักของอินทรียวัตถุในดินจึงประกอบด้วย คาร์บอน (Carbon) ไฮโดรเจน (Hydrogen) ออกซิเจน (Oxygen) ไนโตรเจน (Nitrogen) ฟอสฟอรัส (Phosphorus) และกำมะถัน (Sulfur)

ดิน, องค์ประกอบของดิน, ทรัพยากรดิน, การเกิดดิน, ความหมายของดิน — อินทรียวัตถุที่ถับถมอยู่บนพื้นดิน

3. น้ำ (Water) คือ ส่วนของสารละลายที่แทรกตัวอยู่ตามช่องว่างระหว่างเม็ดดินหรืออนุภาคดิน ซึ่งน้ำในดินมีบทบาทสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช จากความสามารถในการละลายแร่ธาตุต่าง ๆ ภายในดินและมีส่วนช่วยในการเคลื่อนย้ายสารอาหารจากรากไปสู่เนื้อเยื่อส่วนต่าง ๆ ของพืช อีกทั้ง ยังเป็นตัวการที่ทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของดินไม่ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันจนก่อให้เกิดผลกระทบที่รุนแรงต่อการเจริญเติบโตของพืช

4. อากาศ (Air) คือ ส่วนของก๊าซต่าง ๆ ที่แทรกตัวอยู่ตามช่องว่างระหว่างเม็ดดินหรืออนุภาคดินในส่วนที่ไม่มีน้ำ ดังนั้น ปริมาณของอากาศในดินจึงแปรผันโดยตรงกับปริมาณน้ำในดิน ก๊าซส่วนใหญ่ที่พบทั่วไปในดิน ได้แก่ ก๊าซไนโตรเจน (N2) ออกซิเจน (O2) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) โดยดินที่มีลักษณะค่อนข้างโปร่งหรือมีรูพรุนจำนวนมาก มักจะมีการระบายอากาศได้ดี ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นต่อการสร้างพลังงาน การเจริญเติบโต และการหายใจของสิ่งมีชีวิตภายในดิน

โดยทั่วไปแล้ว ดินที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของพืช มักมีองค์ประกอบทั้ง 4 ตามอัตราส่วน ดังต่อไปนี้

อนินทรียวัตถุหรือแร่ธาตุร้อยละ 45
อินทรียวัตถุร้อยละ 5
น้ำร้อยละ 25 และอากาศร้อยละ 25

ชั้นดิน

ผิวหน้าดินตามแนวดิ่งหรือหน้าตัดดิน (Soil Profile) ประกอบด้วยดินที่ทับถมกันเป็นชั้นที่เรียกว่า “ชั้นดิน” (Soil Horizon) โดยชั้นดินบางชั้นอาจมีความหนาเพียง 2-3 มิลลิเมตร ขณะที่บางชั้นอาจมีความหนามากกว่า 1 เมตร ซึ่งชั้นดินแต่ละชั้นได้รับการจำแนกตามสมบัติทางกายภาพและทางเคมี เช่น สีของดิน โครงสร้างของอนุภาค เนื้อดิน และความเป็นกรด-ด่าง เป็นต้น

ชั้นดินสามารถจำแนกออกเป็น 5 ชั้น ตามลักษณะทางกายภาพ ดังนี้

1. ชั้นโอ (O Horizon) หรือ “ชั้นดินอินทรีย์” คือ ดินชั้นบนสุดที่เกิดจากการสะสมตัวของอินทรียวัตถุทั้งจากพืชและสัตว์ ประกอบด้วยเศษใบไม้ กิ่งไม้ เศษหญ้า หรือซากสัตว์ทั้งที่ย่อยสลายและยังไม่ย่อยสลาย จึงมักมีสีค่อนข้างคล้ำ มีความอุดมสมบูรณ์สูง สามารถพบเห็นรากพืชแผ่กระจายอยู่โดยทั่วไป ดังนั้น ดินชั้นโอจึงมักพบได้ในเขตพื้นที่ป่า ขณะที่พื้นทางการเกษตรส่วนใหญ่จะไม่พบดินชั้นนี้ เนื่องจากถูกไถพรวนไปจนหมด

2. ชั้นเอ (A Horizon) หรือ “ชั้นดินบน” (Top soil) เป็นชั้นที่อินทรียวัตถุถูกย่อยสลายโดยสมบูรณ์ และผสมคลุกเคล้าร่วมกับแร่ธาตุต่าง ๆ เป็นชั้นดินที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่จำนวนมาก ขณะที่ส่วนล่างของชั้นเอหรือที่เรียกว่า “ชั้นอี” เป็นเขตการซึมชะ (Zone of Leaching) ซึ่งมีการซึมผ่านของน้ำจากดินชั้นบน ก่อให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างน้ำและแร่ธาตุภายในดิน ก่อนซึมผ่านลงไปสะสมตัวในชั้นต่อไป ทำให้ดินชั้นเอมีสีค่อนข้างจางและมีเนื้อหยาบ

3. ชั้นบี (B Horizon) หรือ “ชั้นดินล่าง” (Subsoil) เป็นชั้นที่สะสมส่วนที่ถูกชะล้าง (Zone of Accumulation) และเกิดการตกตะกอนของแร่ธาตุและสารละลายต่าง ๆ จากชั้นดินด้านบน เนื้อดินในชั้นบีมักมีความหนาแน่นและความชื้นสูง มีจุดประ (Mottle) สีส้มแดงกระจายอยู่ทั่วไป ส่งผลให้ดินชั้นนี้มีสีของแร่ธาตุชัดเจน อีกทั้ง ยังมีการเปลี่ยนแปลงหรือปฏิกิริยาทางเคมีค่อนข้างสูง

4. ชั้นซี (C Horizon) หรือ “ชั้นการผุพังของหิน” เป็นชั้นของหินกำเนิดดิน (Parent Rock) ที่กำลังผุพังและสลายตัว ไม่มีการตกตะกอนจากการชะล้าง ไม่มีการสะสมของอินทรียวัตถุ เป็นชั้นหินผุ (Weathered Rock) ที่หินบางส่วนผุพัง กลายเป็นดินปะปนกับเศษหินที่แตกหัก

5. ชั้นอาร์ (R Horizon) หรือ “ชั้นหินแข็ง” เป็นชั้นหินที่ยังไม่ผุพังสลายตัว อาจปรากฏหรือไม่ปรากฏในหน้าตัดดิน ชั้นอาร์นับเป็นชั้นของวัตถุต้นกำเนิดดินที่เรียกว่า “หินพื้น” (Bedrock) เป็นชั้นหินดินดาน