ความอุดมสมบูรณ์ของดิน และการปรับปรุงดิน จำเป็นสำหรับการเพาะปลูกพืชของมนุษย์

ดิน (Soil) คือหนึ่งในทรัพยากรทางธรรมชาติที่สำคัญต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทั้งหลายบนโลก เนื่องจากดินนับเป็นปัจจัยพื้นฐานในการดำรงชีวิตของพืช ซึ่งเป็นผู้ผลิตอาหารและแหล่งอาหารลำดับที่หนึ่ง ในระบบนิเวศ รวมถึงการเป็นแหล่งที่อยู่อาศัย แหล่งกักเก็บน้ำ และยังเป็นรากฐานของการเพาะปลูกและการทำเกษตรกรรมของมนุษย์อีกด้วย มนุษย์จึงใช้ประโยชน์จาก ความอุดมสมบูรณ์ของดิน และเรียนรู้วิธีการปรับปรุงดินให้เหมาะสมกับพืชที่เพาะปลูก

ดังนั้น ความอุดมสมบูรณ์ของดิน (Soil Fertility) ทั้งในด้านขององค์ประกอบ ชนิดและปริมาณของแร่ธาตุ รวมถึงสถานะของสารอาหารต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่ในดิน จึงนับเป็นตัวชี้วัดถึงผลิตภาพ (Soil Productivity) หรือความสามารถในการให้ผลผลิตของพืชอีกด้วย เมื่อธาตุอาหารในดินอยู่ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้โดยตรงมีปริมาณที่เหมาะสม พืชจึงสามารถเจริญเติบโตและให้ผลผลิตได้ดี ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของสมดุลภายในระบบนิเวศที่จำเป็นต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ

แต่ในปัจจุบัน การเพาะปลูกและการทำเกษตรกรรมในรูปแบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เพื่อผลิตทั้งอาหารคนและอาหารสัตว์ รวมไปถึงการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน เพื่อการพัฒนาในด้านต่าง ๆ ได้ส่งผลให้ความอุดมสมบูรณ์ของดินลดลง ดินในธรรมชาติเกิดการเปลี่ยนแปลงทั้งในด้านคุณสมบัติทางเคมี กายภาพ และชีวภาพ เช่น

• ปริมาณอินทรียวัตถุ (Organic Matter) ลดลง ส่งผลให้ความสามารถในการกักเก็บธาตุอาหารพืชของดินลดลง
• ดินมีความสามารถในการอุ้มน้ำลดลง
• ดินมีความเป็นกรด-ด่างเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งส่งผลต่อการดูดซับธาตุอาหารของพืช เป็นต้น

ในธรรมชาติ ดินนับเป็นแหล่งสะสมธาตุอาหารหลักของพืช มีแร่ธาตุถึง 13 ชนิดที่พืชสามารถดูดซับขึ้นมาจากดิน โดยมีเพียงคาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O) เท่านั้นที่พืชสามารถดึงมาใช้จากน้ำและอากาศ

การปรับปรุง การบำรุง และการอนุรักษ์ดิน

การใช้ประโยชน์ และการจัดการทรัพยากรดินอย่างเหมาะสมและชาญฉลาด จึงนับเป็นการเตรียมการ ส่งเสริมและรักษาให้ดินอยู่ในสภาพที่เหมาะสม สำหรับการเพาะปลูกและการเจริญเติบโตของพืช ในดินที่มีข้อจำกัด เช่น การที่ดินมีค่าความเป็นกรด-ด่างสูง หรือ มีส่วนประกอบที่ยากต่อการเจริญเติบโตของพืช อย่างเช่น ดินเค็ม ควรมีการมีการจัดการเฉพาะทาง เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ก่อน แต่สำหรับดินทั่วไป แนวทางเบื้องต้นในการปรับปรุง การบำรุง และการอนุรักษ์ดิน สามารถจำแนกออกได้ 3 ลักษณะ ดังนี้

การปรับปรุงทางกายภาพ คือ การปรับสภาพโครงสร้างของดินให้เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของรากพืช โดยการไถพรวน เพื่อเพิ่มช่องว่างสำหรับการระบายน้ำและการถ่ายเทอากาศ ซึ่งการปรับปรุงโครงสร้างทางกายภาพของดินอย่างยั่งยืน จำเป็นต้องอาศัยอินทรียวัตถุในดินผสมผสานกับการใช้ปุ๋ยอินทรีย์ประเภทต่าง ๆ เช่น ปุ๋ยหมัก ปุ๋ยคอก และปุ๋ยพืชสด เพื่อเพิ่มและรักษาระดับของอินทรียวัตถุในดิน รวมถึงการไถกลบตอซังที่สามารถช่วยกักเก็บน้ำ รักษาความชื้น และธาตุอาหารในดิน

การปรับปรุงทางเคมี คือ การปรับสภาพของดินให้สามารถรองรับกิจกรรมทางชีวเคมีของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะพืชและต้นไม้ชนิดต่าง ๆ โดยการใช้ปุ๋ยประเภทต่าง ๆ เพื่อเพิ่มปริมาณธาตุอาหารในดินให้เพียงพอและสอดคล้องต่อปริมาณธาตุอาหารที่มีอยู่ในดิน ความต้องการธาตุอาหารของพืช และอัตราการสูญเสียของแร่ธาตุในดิน

การปรับปรุงทางชีวภาพ คือ การปรับสภาพของดินโดยการใช้ปุ๋ยชีวภาพ ซึ่งเป็นปุ๋ยที่มีจุลินทรีย์ที่ยังมีชีวิตอยู่เป็นส่วนประกอบ จุลินทรีย์เหล่านี้ มีคุณสมบัติในการสังเคราะห์สารประกอบหรือธาตุอาหารที่สำคัญของพืช รวมถึงความสามารถในการเปลี่ยนธาตุอาหารพืชให้คงอยู่ในรูปที่พืชสามารถดูดซับและนำไปใช้ประโยชน์ได้โดยตรง ซึ่งการปรับปรุงดินทางชีวภาพ สามารถบำรุงผ่านปุ๋ยและวิธีการต่าง ๆ เช่น

• การใช้ปุ๋ยอินทรีย์ชีวภาพ หรือ ปุ๋ยที่มีจุลินทรีย์ซึ่งสามารถช่วยตรึงไนโตรเจนจากอากาศ และยังสามารถช่วยผลิตสารหรือฮอร์โมนพืชชนิดต่าง ๆ เพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตของรากพืช จุลินทรีย์บางชนิดยังสามารถช่วยควบคุมโรคพืชในดิน และกระตุ้นให้พืชสร้างภูมิคุ้มกันโรคอีกด้วย
• การปลูกพืชคลุมดิน (Cover Cropping) เพื่อป้องกันการพังทลายของหน้าดิน จากการกัดเซาะและกัดกร่อนของกระแสลมและแรงปะทะจากน้ำฝน พืชที่ควรนำมาปลูกคลุมดิน ได้แก่ พืชตระกูลถั่ว เช่น การปลูกถั่วคุดซู (Kudzu) ถั่วคาโลโปโกเนียม (Calopogonium) และถั่วเวอราโน (Verano) เป็นต้น ซึ่งนอกจากจะช่วยยึดหน้าดินแล้วยังสามารถช่วยตรึงไนโตรเจนจากอากาศ ช่วยรักษาความชุ่มชื้น ทำให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์มากยิ่งขึ้น

• การปลูกพืชหมุนเวียนหรือการเพาะปลูกระบบพืชเหลื่อมฤดู (Relay cropping) คือ การปลูกพืชมากกว่า 1 ชนิดสับเปลี่ยนกันในพื้นที่เดียวกัน เพื่อป้องกันการขาดแร่ธาตุและสารอาหารบางชนิดจากการปลูกพืชชนิดเดิมซ้ำ ๆ นอกจากนี้ ยังสามารถช่วยลดโรคระบาดในพืชและช่วยเพิ่มผลผลิตในแต่ละฤดูกาล

• การปลูกพืชแบบวนเกษตร การทำไร่นาสวนผสม และการปลูกพืชระหว่างแถบไม้พุ่มบำรุงดิน (Alley cropping) คือ การปลูกไม้ยืนต้นควบคู่กับพืชทางการเกษตร เพื่อลดการพังทลายของหน้าดิน ช่วยรักษาสมดุลของธาตุอาหาร และช่วยกักเก็บความชุ่มชื้นในดิน

ในแต่ละพื้นที่หรือในดินแต่ละแปลง การปรับปรุง การบำรุง และการอนุรักษ์ดิน อาจมีรายละเอียดแตกต่างกันออกไป เนื่องจากโครงสร้างและคุณสมบัติต่าง ๆ ของดินที่หลากหลาย รวมไปถึงชนิดของพืชที่ต้องการเพาะปลูก ดังนั้น การตรวจสอบและการวิเคราะห์ดิน จึงเป็นขั้นตอนสำคัญที่สามารถนำไปสู่วิธีการปรับปรุงบำรุงดินที่เหมาะสมและยั่งยืน

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง

กรมพัฒนาที่ดิน – https://www.ldd.go.th/Web_Soil/Page_02.htm

National Geographic – https://www.nationalgeographic.com/culture/food/the-plate/2015/10/15/do-we-treat-our-soil-like-dirt/

โครงการสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชน โดยพระราชประสงค์ในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว – http://saranukromthai.or.th/sub/book/book.php?book=18&chap=8&page=t18-8-infodetail04.html

เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : องค์ประกอบของดิน