ความอุดมสมบูรณ์ของดิน และการปรับปรุงดิน

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

ความอุดมสมบูรณ์ของดิน, การปรับปรุงดิน, พืชปรับปรุงดิน, ดิน, ทรัพยากรดิน

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

ความอุดมสมบูรณ์ของดิน, การปรับปรุงดิน, พืชปรับปรุงดิน, ดิน, ทรัพยากรดิน

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

ความอุดมสมบูรณ์ของดิน, การปรับปรุงดิน, พืชปรับปรุงดิน, ดิน, ทรัพยากรดิน

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

ความอุดมสมบูรณ์ของดิน, การปรับปรุงดิน, พืชปรับปรุงดิน, ดิน, ทรัพยากรดิน

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

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


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

เรื่องแนะนำ

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate)

ในบรรดาสรรพสัตว์ที่อยู่บนโลกนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าร้อยละ 97 ของอาณาจักรสัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) คือกลุ่มสัตว์ที่ไม่มีกระดูกเป็นแกนกลางภายในร่างกาย ไม่มีไขสันหลัง (Spinal Cord) หรือกระดูกสันหลัง (Vertebrae) ซึ่งทำหน้าที่พยุงโครงสร้างของร่างกาย รวมถึงไม่สามารถสร้างและพัฒนากระดูกขึ้นเองได้ นอกจากนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดในโลกอีกด้วย คิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 97 ของสัตว์ทั้งหมดบนโลก โดยส่วนใหญ่จัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ขาปล้อง เช่น แมลงมีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าหนึ่งล้านชนิด ขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีกในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมีเพียง 5,000 และ 10,000 ชนิด ตามลำดับ เท่านั้น โครงสร้างของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีโครงสร้างทางร่างกายที่หลากหลาย การปราศจากกระดูกสันหลังและไขสันหลังเป็นแกนหลักของร่างกาย ส่งผลให้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีเปลือกแข็งห่อหุ้มอยู่ภายนอกร่างกายหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างแข็งภายนอก” (Exoskeleton) เพื่อป้องกันอวัยวะภายใน ในสัตว์บางชนิดมีระบบกล้ามเนื้อและช่องว่างภายในที่เต็มไปด้วยของเหลวหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างของเหลว” (Hydrostatic Skeleton) เป็นแกนหลักในการคงรูปร่างและบังคับควบคุมการเคลื่อนไหว เช่น แมงกะพรุนและหนอน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีระบบประสาทและเซลล์ประสาท (Neuron) เช่นกัน ถึงแม้ไม่มีกระดูกสันหลังที่ทำหน้าที่ปกป้องอวัยวะดังกล่าวเหมือนอย่างกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังก็ตาม วิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การย้อนรอยเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นเรื่องยากสำหรับวงการวิทยาศาสตร์ เนื่องจากซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล (Fossil) ไม่สามารถคงสภาพเนื้อเยื่อไว้ได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ขาดหลักฐานในการสืบค้นไปจนถึงจุดกำเนิดของสัตว์กลุ่มนี้ แต่จากการค้นพบฟอสซิลของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังครั้งแรก […]

ธาตุอาหารพืช (Plant Nutrients)

พืช เป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องการธาตุอาหารเพื่อใช้ในกระบวนการเจริญเติบ และกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรอื่นๆ 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 […]

หุ่นยนต์ที่ถูกควบคุมโดยแม่เหล็ก

หุ่นยนต์ที่ถูกควบคุมโดยแม่เหล็ก หุ่นยนต์ตัวนี้เกิดขึ้นจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ แต่ที่พิเศษก็คือมันถูกควบคุมโดยแรงดึงดูดของแม่เหล็ก ทีมนักวิจัยฝังอนุภาคของแม่เหล็กเอาไว้ในยางซิลิโคนของหุ่นยนต์ และเมื่อกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กแล้ว หุ่นยนต์ก็จะเคลื่อนที่ ลองชมภาพการทดลองได้จากวิดีโอนี้ เทคโนโลยีดังกล่าวนักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าจะนำมาพัฒนาเพื่อสร้างหุ่นยนต์ขนาดจิ๋วที่ช่วยดูแลสุขภาพของมนุษย์ เช่นการนำยาไปยังจุดที่ต้องการรักษา หรือเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อเพื่อการวินิจฉัย เป็นต้น   อ่านเพิ่มเติม มนุษย์จะเป็นอย่างไรในอนาคต?