การเจริญเติบโตของพืชทุกชนิดจำเป็นต้องใช้ ธาตุอาหาร เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างอาหาร และกิจกรรมต่างๆ ที่เกิดขึ้นภายในเซลล์พืช
ธาตุอาหารพืช (Plant Nutrients) คือ ธาตุเคมี (Chemical Elements) ในธรรมชาติที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช โดยธาตุอาหารของพืชประกอบด้วยธาตุทั้งหมด 17 ธาตุ โดยมีเพียงคาร์บอน (C) ออกซิเจน (O) และไฮโดรเจน (H) เท่านั้นที่พืชสามารถดึงมาใช้จากน้ำและอากาศ
ในขณะที่อีก 14 ธาตุ ได้แก่ ไนโตรเจน (N) ฟอสฟอรัส (P) โพแทสเซียม (K) แคลเซียม (Ca) แมกนีเซียม(Mg) กำมะถัน (S) เหล็ก (Fe) แมงกานีส (Mn) โบรอน (B) โมลิบดินัม (Mo) ทองแดง (Cu) สังกะสี (Zn) คลอรีน (Cl) และนิกเกิล (Ni) นับเป็นธาตุอาหารที่พืชส่วนใหญ่ดูดซับมาจากดิน ซึ่งเป็นแหล่งสะสมหลักในธรรมชาติ
ธาตุอาหารพืชสามารถจำแนกออกเป็น 2 กลุ่มหลัก ตามปริมาณความต้องการของพืช คือ
มหาธาตุ (Macronutrients) คือ ธาตุอาหารทั้ง 9 ที่พืชต้องการในปริมาณมาก เพื่อนำมาใช้ในการเจริญเติบโต โดยมหาธาตุสามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มย่อย ดังนี้
- ธาตุอาหารหลักจากน้ำและอากาศ ได้แก่ คาร์บอน (C) ออกซิเจน (O) และไฮโดรเจน (H)
- ธาตุอาหารหลักในดิน ได้แก่ ไนโตรเจน (N) ฟอสฟอรัส (P) และโพแทสเซียม (K) ซึ่งเป็นธาตุอาหารหลักที่พืชต้องการในปริมาณมาก ดังนั้น ในดินธรรมชาติ ธาตุทั้ง 3 มักมีปริมาณไม่เพียงพอต่อความต้องการของพืช ส่งผลให้ในการผลิตปุ๋ยชนิดต่าง ๆ เพื่อการเกษตร มีธาตุทั้ง 3 เป็นแกนหลักในการเร่งผลผลิตและส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช
- ธาตุอาหารรองในดิน ได้แก่ แคลเซียม (Ca) แมกนีเซียม (Mg) และกำมะถัน (S) ซึ่งเป็นธาตุอาหารที่พืชต้องการรองลงมาจากธาตุอาหารหลัก โดยทั่วไป ธาตุเหล่านี้ในดินธรรมชาติมักมีปริมาณเพียงพอต่อความต้องการของพืช
จุลธาตุ (Micronutrients) คือ ธาตุอาหารเสริม หรือ ธาตุอาหารที่พืชต้องการนำมาใช้ในปริมาณไม่มากนัก โดยในดินมีอยู่ด้วยกันทั้งหมด 8 ธาตุ ได้แก่ เหล็ก (Fe) แมงกานีส (Mn) โบรอน (B) โมลิบดินัม (Mo) ทองแดง (Cu) สังกะสี (Zn) คลอรีน (Cl) และนิกเกิล (Ni)
สำหรับพืช ธาตุอาหารทุกธาตุ ไม่ว่าจะอยู่ในกลุ่มของธาตุอาหารหลักหรือธาตุอาหารรองต่างมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชไม่ต่างกัน มีเพียงแต่ความต้องการทางด้านปริมาณเท่านั้นที่ทำให้เกิดการแบ่งธาตุอาหารเหล่านี้ออกเป็นกลุ่มย่อย เพื่อง่ายต่อการศึกษาและทำความเข้าใจ ดังนั้น ธาตุอาหารทั้งหมดเหล่านี้ ต่างจำเป็นการดำรงชีวิต การผลิดอกออกผล และการเจริญเติบโตอย่างสมบูรณ์แข็งแรงของพืช
หน้าที่ของ ธาตุอาหารพืช
ธาตุอาหารพืชแต่ละธาตุ ต่างมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชในด้านต่าง ๆ และเมื่อพืชได้รับธาตุอาหารไม่เพียงพอ มักปรากฏอาการหรือร่องรอยของความเจ็บป่วยจากการขาดแคลนธาตุอาหารที่จำเป็นเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น
กลุ่มธาตุอาหารหลัก
ไนโตรเจน (N) คือ ธาตุที่สำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช โดยเฉพาะในการสร้างกรดอะมิโน (Amino Acids) กรดนิวคลีอิก (Nucleic Acids) โปรตีน และฮอร์โมนชนิดต่าง ๆ รวมไปถึงเกี่ยวข้องโดยตรงต่อกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งไนโตรเจนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) ที่ทำให้พืชมีสีเขียว
ในสภาวะขาดแคลน : สีของใบเปลี่ยนเป็นสีเหลือง ขนาดของใบเล็กลง ลำต้นแคระแกร็น และมีผลผลิตต่ำ
ฟอสฟอรัส (P) คือ ธาตุอาหารที่กระตุ้นและเร่งการเจริญเติบโตของรากพืช ส่งผลต่อการควบคุมการออกดอก ออกผล และการสร้างเมล็ด และยังมีความสำคัญต่อกระบวนการต่าง ๆ ทั้งการสังเคราะห์แสง การกักเก็บและถ่ายโอนพลังงาน และกระบวนการหายใจของพืช
ในสภาวะขาดแคลน : ระบบรากของพืชไม่สามารถเจริญเติบโตอย่างสมบูรณ์ ใบแก่จะเปลี่ยนสีจากสีเขียวเป็นสีม่วง หลังจากนั้นจะกลายเป็นสีน้ำตาล และหลุดร่วง ลำต้นแคระแกร็น และไม่ผลิดอกออกผล
โพแทสเซียม (K) คือ ธาตุอาหารที่มีบทบาทในกระบวนการสังเคราะห์น้ำตาล แป้ง และโปรตีน ส่งเสริมกระบวนการเคลื่อนย้ายน้ำตาล แป้ง และน้ำมัน รวมถึงประสิทธิภาพการใช้น้ำของพืชและการให้ผลผลิต และช่วยส่งเสริมภูมิต้านทานของพืชต่อโรคพืช และแมลงศัตรูพืชบางชนิด
ในสภาวะขาดแคลน : ลำต้นไม่แข็งแรง การเจริญของดอกและผลไม่สมบูรณ์ ผลผลิตมีคุณภาพต่ำ โดยเฉพาะผลผลิตที่เน้นด้านรสชาติและสีสัน
กลุ่มธาตุอาหารรอง
แคลเซียม (Ca) เป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งมีบทบาทในกระบวนการแบ่งเซลล์พืช การผสมเกสร การงอกของเมล็ด การเจริญของใบและราก
ในสภาวะขาดแคลน: การเจริญของใบใหม่ไม่สมบูรณ์ ตายอดไม่เจริญ อาจมีจุดดำที่เส้นใบ รากสั้น และให้ผลผลิตคุณภาพต่ำ
แมกนีเซียม (Mg) คือองค์ประกอบสำคัญของคลอโรฟิลล์ ช่วยสังเคราะห์กรดอะมิโน วิตามิน ไขมัน และน้ำตาล ทำให้สภาพกรดด่างในเซลล์เหมาะสมและช่วยส่งเสริมในการงอกของเมล็ด นอกจากนี้ แมกนีเซียมยังมีส่วนส่งเสริมการดูดซึมและนำการฟอสฟอรัสมาใช้ประโยชน์อีกด้วย ในสภาวะขาดแคลน : มีการเจริญของใบไม่สมบูรณ์ ใบแก่จะเปลี่ยนสีและร่วงโรยในเวลาอันรวดเร็ว
กำมะถัน (S) เป็นองค์ประกอบสำคัญของกรดอะมิโน โปรตีน และวิตามินในพืช มีส่วนในการสร้างคลอโรฟิลล์และการผลิตเมล็ด นอกจากนี้ กำมะถันยังเป็นองค์ประกอบของสารระเหยที่สร้างกลิ่นเฉพาะตัวในพืชบางชนิดอีกด้วย ในสภาวะขาดแคลน : มีการเจริญของใบและลำต้นไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้ลำต้นอ่อนแอ
กลุ่มธาตุอาหารเสริม
โบรอน (B) คือ ทำหน้าที่ช่วยดูดซึมแคลเซียมและไนโตรเจนได้ดียิ่งขึ้น ทำให้พืชออกดอกและการผสมเกสร นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญต่อการเคลื่อนย้ายน้ำตาลมาสู่ผล การเคลื่อนย้ายฮอร์โมน และการแบ่งเซลล์ของพืช
ในสภาวะขาดแคลน : การเจริญของตายอด การแตกกิ่ง และการออกผลไม่สมบูรณ์ ลำต้นแคระแกร็น ลักษณะของใบจะอ่อนและบางลง
ทองแดง (Cu) ส่งเสริมกระบวนการสร้างคลอโรฟิลล์ เป็นหนึ่งในตัวเร่งปฏิกิริยา หรือตัวกระตุ้นในกระบวนการต่าง ๆ ของพืช เช่น กระบวนการหายใจ การทำงานของเอนไซม์ การสร้างอาหารและกระบวนการสืบพันธุ์ ซึ่งส่งผลต่อการผลิดอกออกผลของพืช
ในสภาวะขาดแคลน : การเจริญของตายอดและลำต้นไม่สมบูรณ์ ใบอ่อนเปลรายนเป็นสีเหลือง เส้นใบเปลี่ยนสีเป็นสีชมพูซีดจาง ลักษณะใบเหี่ยวเฉาและร่วงโรยได้ง่าย
เหล็ก (Fe) หนึ่งในธาตุที่เป็นองค์ประกอบของโปรตีน ซึ่งสนับสนุนกระบวนการสังเคราะห์แสงและการผลิตอาหารของพืช มีบทบาทกระตุ้นกระบวนการหายใจ และการเจริญเติบโตให้เป็นไปอย่างสมบูรณ์
ในสภาวะขาดแคลน : ใบอ่อนมีสีขาวหรือเหลืองซีด ในขณะที่ใบที่เจริญแล้วไม่แสดงอาการเจ็บป่วย
แมงกานีส (Mn) คือ ธาตุอาหารที่มีส่วนช่วยในกระบวนการสังเคราะห์แสงและการทำงานของเอนไซม์ มีผลต่อการเจริญของใบ ดอกและการออกผล นอกจากนี้ แมงกานีสยังมีบทบาทในการควบคุมกิจกรรมต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องในการนำธาตุเหล็กและไนโตรเจนมาใช้ประโยชน์อีกด้วย ในสภาวะขาดแคลน : ใบอ่อนของพืชจะมีสีเหลืองและสีอ่อนจาง ในขณะที่เส้นใบยังคงมีเขียวสด ซึ่งส่งผลต่อการเหี่ยวเฉาและร่วงโรยของใบพืชในเวลาต่อมา
โมลิบดินัม (Mo) คือ ธาตุอาหารที่มีส่วนช่วยแบคทีเรียและจุลินทรีย์ในดินสำหรับการตรึงไนโตรเจนจากอากาศ ซึ่งส่งผลต่อการสังเคราะห์โปรตีนและการทำงานของไนโตรเจนในพืช อีกทั้ง ยังมีบทบาทในการสร้างคลอโรฟิลล์ และการเปลี่ยนรูปของสารประกอบฟอสฟอรัสอีกด้วย ในสภาวะขาดแคลน : ใบของพืชจะมีลักษณะโค้งงอหรือม้วนลง มีสีเหลืองส้มและสีอ่อนจาง มีจุดประขึ้นตามแผ่นใบ มีดอกและผลแคระแกร็น จากการเจริญเติบโตไม่สมบูรณ์
เมื่อทำการเพาะปลูกพืชลงบนผืนดิน ปริมาณของธาตุอาหารต่าง ๆ ในดินย่อมมีอัตราเปลี่ยนแปลงไปตามการดูดซึมและการนำไปใช้ประโยชน์ของพืช ซึ่งธาตุอาหารเหล่านี้ บางส่วนถูกนำไปใช้เพื่อการเจริญเติบโต บางส่วนถูกเก็บสะสมไว้ตามส่วนต่าง ๆ ของพืช ไม่ว่าจะเป็นใบ ลำต้น ผล หรือ ดอก ดังนั้น เมื่อถึงฤดูเก็บเกี่ยว พร้อมกับผลผลิตที่ถูกนำออกไปจากพื้นที่ ธาตุอาหารที่เคยสะสมอยู่ในผืนดินเหล่านี้ ต่างถูกนำออกไปจากพื้นที่อย่างถาวรเช่นเดียวกัน
นอกจากนี้ ยังมีธาตุอาหารบางส่วนที่สามารถสูญสลายไปตามการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติ เช่น การเปลี่ยนสถานะของสสารที่เปลี่ยนธาตุอาหารบางชนิดในดินให้อยู่ในรูปของก๊าซ ส่งผลให้ดินเกิดการสูญเสียธาตุอาหารดังกล่าว รวมไปถึงการถูกชะล้างไปพร้อมกับน้ำฝนและการพังทลายของหน้าดิน ดังนั้น การเพาะปลูกพืชติดต่อกันเป็นเวลานาน จึงจำเป็นต้องมีขั้นตอนของการปรับปรุง การบำรุง และการอนุรักษ์ดินที่เหมาะสม เพื่อช่วยเพิ่มเติมธาตุอาหารพืชและคงความอุดมสมบูรณ์ของดินให้พืชสามารถเจริญเติบโตงอกงามอย่างสมบูรณ์
สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย
ข้อมูลอ้างอิง
กรมพัฒนาที่ดิน – http://osl101.ldd.go.th/easysoils/s_prop_nutri01.htm
NSW Department of Industry – https://www.dpi.nsw.gov.au/agriculture/soils/improvement/plant-nutrients
Afrane Okese – https://blog.agrihomegh.com/essential-plant-nutrients/
