(Introduction to Soil Science) ปฐพีศาสตร์เบื้องต้น (Introduction to Soil Science) (361212) โดย ดร. นิวัติ อนงค์รักษ์

บทที่ 3 น้ำในดิน (Water in Soil)

คำนำ - ดินมีส่วนประกอบที่สำคัญ คือ 1) อนินทรียวัตถุ (mineral matter) ปริมาตรที่เหมาะสม คือ 45% 2) อินทรียวัตถุ (organic matter) ปริมาตรที่เหมาะสม คือ 5% 3) น้ำ (water) ปริมาตรที่เหมาะสม คือ 25% 4) อากาศ (air) ปริมาตรที่เหมาะสม คือ 25% - แหล่งที่ให้น้ำแก่ดิน ได้แก่ น้ำฝน การชลประทาน น้ำไหลบ่า และการควบแน่น น้ำค้างบนผิวดิน - พืชสามารถใช้น้ำได้ เมื่ออัตราการไหลของน้ำสู่รากเท่ากับอัตราการคายน้ำ

- ความเร็วการไหลของน้ำ ขึ้นกับ แรงขับเคลื่อนน้ำ (driving force) และสภาพ การนำน้ำ (hydraulic conductivity) 1) แรงขับเคลื่อนน้ำ คือ ลาดศักย์น้ำ (water potential gradient) หรือความ แตกต่างของศักย์น้ำ (water potential) ต่อหน่วยระยะทางของการไหล - ศักย์น้ำ คือ พลังงานศักย์ของน้ำ หรือศักยภาพของน้ำในการ ทำงาน (การเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง) - ศักย์น้ำในดิน (soil water potential) ประกอบด้วย ศักย์ความดัน ศักย์วัสดุพื้น ศักย์ออสโมติก และศักย์โน้มถ่วง 2) สภาพการนำน้ำ คือ ความสามารถของดินในการให้น้ำไหลผ่าน ขึ้นอยู่กับ ขนาดและความต่อเนื่องของช่อง และสมบัติของน้ำ หรือความเป็น ของเหลว (fluidibility)

การเก็บกักน้ำของดิน (water storage in soil) 1. การดึงน้ำไว้ในดิน (soil water retention) 1) แรงดูดซับ (adsorptive force) เกิดจากแรงดูดยึดที่ผิวอนุภาคดินกระทำต่อโมเลกุลน้ำ 2) แรงดึงแคพิลลารี (capillary force) หรือแรงดึงน้ำในช่องขนาดเล็ก เกิดจากความตึงผิวของน้ำร่วมกับความสามารถของโมเลกุลน้ำซึ่งเกาะติดผิวสัมผัส 3) แรงดึงออสโมติก (osmotic force) เกิดจากการดูดซับน้ำของไอออนและโมเลกุลในสารละลาย

Capillary force Adsorptive force Osmotic force อนุภาคดิน น้ำ Capillary force Adsorptive force Osmotic force

2. ระดับความชื้นของดิน (soil water content) 1) ระดับความชื้นโดยมวล (mass water content) คือ สัดส่วนระหว่างมวลของน้ำกับมวลของดินแห้งซึ่งบรรจุน้ำจำนวนนั้นอยู่ 2) ระดับความชื้นโดยปริมาตร (volume water content) คือ สัดส่วนระหว่างปริมาตรของน้ำในดินกับปริมาตรรวมของดิน 3) ระดับความชื้นเป็นความสูงของน้ำ (depth water content) คือ ปริมาตรของน้ำในดินต่อหน่วยพื้นที่ของดิน

3. ระดับความชื้นของดินในสนาม (field soil water content) 1) ความจุความชื้นสนาม (field capacity, FC) คือ ระดับความชื้นของดินที่ยังคงเหลืออยู่ เมื่อดินอิ่มตัวด้วยน้ำแล้ว 2-3 วัน หลังจากที่ไม่มีการไหลของน้ำด้วยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วง น้ำจะขังอยู่ในช่องขนาด ≤50 µm มีความดึงวัสดุพื้น 6 kPa (0.06 bar) 2) จุดเหี่ยวถาวร (permanent wilting point, PWP) คือ ระดับความชื้นที่พืชเริ่มแสดงอาการเหี่ยวและไม่ฟื้นตัวแม้จะอยู่ในบรรยากาศที่ชื้นจัดเป็นเวลาข้ามคืน น้ำจะขังอยู่ในช่องขนาด <0.2 µm มีความดึงวัสดุพื้น 1,500 kPa (15 bar) 3) ความจุความชื้นที่เป็นประโยชน์ (available water capacity, AWCA) คือ ผลต่างของระดับความจุความชื้นสนาม (FC) กับจุดเหี่ยวถาวร (PWP)

ความจุความชื้นที่เป็นประโยชน์ (AWCA)

ความสัมพันธ์ระหว่างเนื้อดินกับการกระจายขนาดของช่อง ชนิดของช่อง เส้นผ่านศูนย์กลาง (µm) เนื้อดิน หยาบ ปานกลาง ละเอียด ช่องระบายน้ำ (transmission pores) > 50 0.20-0.30 0.10-0.15 0.05-0.15 ช่องบรรจุน้ำที่เป็นประโยชน์ (storage pores) 50-0.2 0.20-0.25 0.15-0.20 ช่องเล็กที่เหลือ (residual pores) < 0.2 0.05-0.10 0.25-0.35 ความพรุน (total porosity) 0.35-0.45 0.45-0.55 0.50-0.70

ความสัมพันธ์ระหว่างเนื้อดินและการอุ้มน้ำของดินที่สภาวะต่างๆ (%โดยมวล) ค่าคงที่ความชื้น ดินอิ่มตัวด้วยน้ำ Air-dried PWP FC AWCA หยาบ 1-2 3-6 6-16 3-10 21-31 ปานกลาง 2-5 12-15 27-35 15-20 31-47 ละเอียด 5-10 24-34 38-53 14-19 38-90

4. การวัดความชื้นของดิน (measuring soil water content) 1) วิธีวัดโดยน้ำหนัก (gravimetric method) เป็นการวัดโดยตรงจากการเก็บตัวอย่างดินมาชั่งน้ำหนักแล้วทำการอบที่ 105-1100ซ ชั่งน้ำหนักอีกครั้ง นำผลมาคำนวณจากสูตรหาความชื้นโดยมวล 2) การใช้แท่งวัดความต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance block) อาศัยหลักความต้านทานของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านดิน ซึ่งมีปัจจัยควบคุม คือ ระดับความชื้นของดินและความเข้มข้นของไอออนในน้ำ 3) การใช้เทนซิโอมิเตอร์ (tensiometer) เป็นการวัดความดึงวัสดุพื้นของน้ำในดินซึ่งผันแปรโดยกลับกับระดับความชื้นดิน 4) เครื่องวัดความชื้นด้วยนิวตรอน (neutron moisture gauge) อาศัยหลักการถ่ายทอดโมเมนตัมจากอนุภาคนิวตรอนให้อะตอมไฮโดรเจน

การใช้เทนซิโอมิเตอร์ การใช้แท่งวัดความต้านทานไฟฟ้า เครื่องวัดความชื้นด้วยนิวตรอน

พลังงานของน้ำในดิน (energy of soil water) 1. แรงที่กระทำต่อน้ำในดิน (force acting on soil water) 1) แรงดันเนื่องจากคอลัมน้ำนิ่ง (static water column) เป็นแรงกดเนื่องจากน้ำหนักของน้ำที่อยู่ด้านบน ทำให้เกิดศักย์ความดัน (pressure potential, Ψp) 2) แรงดึงวัสดุพื้น (matric fore) เป็นแรงเนื่องจากการดูดยึดระหว่างอนุภาคดินกับน้ำ ทำให้เกิดศักย์วัสดุพื้น (matric potential, Ψm) 3) แรงดึงออสโมติก (osmotic force) เป็นแรงเนื่องจากการดูดซับน้ำของไอออนและโมเลกุลในสารละลาย ทำให้เกิดศักย์ออสโมติก (osmotic potential, Ψπ) 4) แรงโน้มถ่วงของโลก (gravitational force) เป็นแรงเนื่องจากแรงดึงดูดของโลก ทำให้เกิดศักย์โน้มถ่วง (gravitational potential, Ψz)

2. ศักย์น้ำในดิน (soil water potential) ศักย์น้ำ คือ ความแตกต่างระหว่างศักย์เคมี (chemical potential) ของน้ำในระบบที่กำลังพิจารณา กับศักย์เคมีของน้ำในระบบมาตรฐาน ต่อ 1 หน่วยจำนวนของน้ำ ศักย์รวมของน้ำในดิน (total soil water potential, Ψs) คือ ผลรวมของศักย์องค์ประกอบทุกตัว คือ ศักย์ความดัน (Ψp) ศักย์วัสดุพื้น (Ψm) ศักย์ออสโมติก (Ψπ) และศักย์โน้มถ่วง (Ψz)

3. ความสัมพันธ์ระหว่างระดับความชื้นและศักย์น้ำในดิน (relationship between soil water content and soil water potential) ศักย์วัสดุพื้น (Ψm) เป็นศักย์องค์ประกอบดินที่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับระดับความชื้นของดิน แสดงเป็นกราฟเส้นโค้งลักษณะความชื้นดิน (soil moisture chaacteristic curve) 1) ดินมีระดับความชื้นต่ำ น้ำขังอยู่ในช่องขนาดเล็ก ความดึงวัสดุพื้นมีค่าสูง ศักย์วัสดุพื้นจะมีค่าต่ำ 2) ดินมีระดับความชื้นสูง น้ำขังอยู่ในช่องขนาดใหญ่ ความดึงวัสดุพื้นมีค่าต่ำ ศักย์วัสดุพื้นจะมีค่าสูง

การเคลื่อนที่ของน้ำผ่านดิน (water movement through soil) 1. หลักการที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของน้ำ (principles controlling water movement) การเคลื่อนที่ของน้ำในสภาวะเหลว หรือ การไหล สามารถคำนวนความเร็วการไหล (flow rate, Vx) ของน้ำได้จากกฏของดาร์ซี (Darcy’s law) ค่า K คือ สภาพนำน้ำ (hydraulic conductivity) และ ∆ Ψs/ ∆x คือ ลาดศักย์น้ำในทิศทางใดๆ ปัจจัยที่มีผลต่อสภาพนำน้ำ คือ เนื้อดินและโครงสร้างดิน - ดินเนื้อหยาบ จะมีสภาพนำน้ำสูงกว่าดินเนื้อปานกลาง - โครงสร้างแบบก้อนกลม จะมีสภาพนำน้ำสูงกว่าแบบก้อนเหลี่ยมและแผ่น

สภาพนำน้ำขณะอิ่มตัว (Ks) โดยประมาณของดิน เนื้อดิน โครงสร้างดิน สภาพนำน้ำขณะอิ่มตัว เมตร/วัน m2/(Pa.s) ทรายหยาบ, กรวด อนุภาคเดี่ยว ≥ 12 ≥ 1.42 x 10-8 ทรายขนาดปานกลาง 6-12 (0.71-1.42) x 10-8 ทรายร่วน, ทรายละเอียด ก้อนกลมพรุนขนาดกลาง, อนุภาค เดี่ยว 3-6 (3.54-7.08) x 10-9 ร่วนปนทรายละเอียด, ร่วนปนทราย ก้อนกลมขอบมนขนาดใหญ่, ก้อนกลม, ก้อนกลมพรุนขนาดเล็ก 1.5-3 (1.78-3.54) x 10-9 ร่วนปนดินเหนียว, ทรายแป้ง, ร่วนปนทรายแป้ง, ร่วนปนทรายละเอียดมาก, ร่วน แท่งหัวเหลี่ยมขนาดกลาง, ก้อนเหลี่ยมขอบมน 0.5-1.5 (0.5-1.78) x 10-9 ดินเหนียว, ดินเหนียวปนทรายแป้ง, ดินเหนียวปนทราย, ร่วนเหนียวปน ทรายแป้ง, ร่วนเหนียว, ร่วนปน ทรายแป้ง, ทรายแป้ง, ร่วนเหนียวปนทราย แท่งหัวเหลี่ยมขนาดเล็ก-ปานกลาง, ก้อนเหลี่ยมมุมคม 0.1-0.5 (1.18-5.91) x 10-10 ดินเหนียว, ร่วนเหนียว, เหนียวปนทรายแป้ง, ร่วนเหนียวปนทราย แท่งหัวเหลี่ยมขนาดเล็ก-เล็กมาก, ก้อนเหลี่ยมมุมคมแบบแผ่น 0.05-0.1 (0.59-1.18) x 10-10 ดินเหนียว, ดินเหนียวหนัก แท่งหัวมนขนาดเล็ก-เล็กมาก < 0.05 < 5.91 x 10-9

การแบ่งชั้นของสภาพนำน้ำขณะอิ่มตัว (Ks) ของดิน สภาพนำน้ำ (hydraulic conductivity, Ks) ชั้นของสภาพนำน้ำ (conductivity class) เมตรต่อวัน m2/(Pa.s) < 0.2 2.36 x 10-10 ช้ามาก (very slow) 0.2-0.5 (2.36-5.91) x 10-10 ช้า (slow) 0.5-1.4 (0.59-1.65) x 10-9 ช้าปานกลาง (moderate) 1.4-1.9 (1.65-2.24) x 10-9 เร็วปานกลาง (moderately rapid) 1.9-3.0 (2.24-3.54) x 10-9 เร็ว (rapid) > 3.0 > 3.54 x 10-9 เร็วมาก (very rapid)

2. รูปแบบการเคลื่อนที่ของน้ำในดิน (modes of soil water movement) 1) การไหลขณะทางไหลอิ่มตัวด้วยน้ำ (saturated flow) สภาพการนำน้ำ (K) จะเป็นสภาพการนำน้ำขณะดินอิ่มตัว (saturated hydraulic conductivity, Ks) - การไหลในแนวนอน ΨS = ΨP - การไหลในแนวดิ่ง ΨS = ΨP + Ψz 2) การไหลขณะทางไหลไม่อิ่มตัวด้วยน้ำ (unsaturated flow) ทางที่น้ำไหลไปได้จะมีขนาดเล็กและมีความต่อเนื่องกันน้อย สภาพการนำน้ำไม่คงที่ มักจะต่ำกว่าสภาพการนำน้ำขณะดินอิ่มตัว และขึ้นกับศักย์วัสดุพื้น (Ψm) 3) การเคลื่อนที่ในสภาวะไอน้ำ (water vapor movement) ประกอบด้วย - การย้ายไอน้ำภายในมวลดิน เกิดขึ้นน้อยมาก - การระเหยน้ำ (evaporation) เกิดขึ้นมาก

การวัดสภาพการนำน้ำขณะดินอิ่มตัว (Ks)

3. วัฏจักรน้ำและงบดุลน้ำภาคสนาม (hydrological cycle and field water balance) 1) วัฏจักรน้ำ คือ การไหลเวียนของน้ำในระบบบรรยากาศ (atmosphere) พื้นดินหรือธรณีภาค (lithosphere) และแหล่งน้ำหรืออุทกภาค (hydrosphere) - บรรยากาศ น้ำจะอยู่ในรูปของหยาดน้ำฟ้า (precipitation) บางส่วนจะ เคลื่อนตัวลงสู่พื้นดินและแหล่งน้ำ - พื้นดิน น้ำส่วนใหญ่จะไหลผ่านผิวดินสู่ลำธาร แม่น้ำ และแหล่งน้ำเปิด บางส่วนจะซึมลงในดินจนถึงชั้นน้ำใต้ดินและสู่แหล่งน้ำเปิดในที่สุด - แหล่งน้ำเปิด น้ำจะระเหยกลับสู่บรรยากาศ (evaporation) เนื่องจาก พลังงานจากดวงอาทิตย์ และหมุนเวียนในระบบต่อไป

วัฏจักรน้ำ (hydrological cycle)

วัฏจักรน้ำในระดับไร่-นา evapotranspiration precipitation transpiration sun surface runoff evaporation percolation plant uptake perched water table drainage seepage bedrock วัฏจักรน้ำในระดับไร่-นา

2) งบดุลน้ำภาคสนาม คือ การตรวจสอบปริมาณน้ำไหลเข้า ปริมาณน้ำไหลออก และปริมาณน้ำที่ยังคงเหลือในหน่วยดินซึ่งกำหนดให้เป็นหน่วยหนึ่ง ซึ่งจะสัมพันธ์กันตามกฏทรงมวล (law of mass conservation) ปริมาณน้ำเก็บกักในดิน (∆S) = ปริมาณน้ำไหลเข้า - ปริมาณน้ำไหลออก - ปริมาณน้ำไหลเข้า ประกอบด้วย ปริมาณน้ำชลศาสตร์ (irrigation, I) และปริมาณน้ำฝน (precipitation, P) - ปริมาณน้ำไหลออก ประกอบด้วย น้ำไหลบ่า (runoff, R) น้ำซึมลึก (drainage, D) และน้ำคายระเหย (evapotranspiration, ET) - สมการงบดุลน้ำ (water balance equation) สามารถใช้ในการประเมินองค์ประกอบวัฏจักรน้ำตัวใดตัวหนึ่งได้ ∆S = (I + P) - (R + D + ET)

การดูดใช้น้ำของพืช (uptake of water by plants) 1. การหาน้ำจากดินของพืช 1) การเคลื่อนที่แคพิลลารี (capillary movement) คือ การไหลของน้ำจากดินบริเวณที่ชื้นกว่ามายังดินบริเวณรอบรากพืชที่แห้งกว่า มีอิทธิพลเมื่อความชื้นสูง 2) การแผ่ขยายของรากพืช ไปยังดินบริเวณที่ชื้นกว่า (root extension) มีอิทธิพลเมื่อความชื้นต่ำ

2. ขั้นตอนการหาน้ำจากดินของพืช รากอ่อนดูดน้ำจากฟิล์มน้ำที่สัมผัส ฟิล์มน้ำบางลง ศักย์วัสดุพื้นลดลง น้ำบริเวณที่ศักย์วัสดุพื้นสูงกว่าไหลมาทดแทน น้ำบริเวณรอบๆ แห้ง ศักย์วัสดุพื้นลดลง พืชแผ่ขยายรากเพื่อหาน้ำบริเวณอื่น

การชลประทาน (irrigation) 1. จุดมุ่งหมายของการชลประทาน 1) ยกระดับความชื้นดิน ในเขตรากให้เหมาะสมกับการเติบโตและให้ผลผลิตของพืช 2) วัตถุประสงค์อื่น ได้แก่ การลดความแข็งของดิน ให้เหมาะสมต่อการไถพรวนควบคุมวัชพืชในแปลงนา และชะละลายเกลือ ให้ออกจากหน้าตัดดิน 2. การแทรกซึมน้ำ (infiltration) การแทรกซึมน้ำ คือ การที่น้ำจากนอกดินไหลผ่านขอบเขตระหว่างดินกับภายนอกเข้าไปในมวลดิน อาจเกิดขึ้นทั้งในแนวดิ่งและแนวนอน ตามวิธีที่ใช้

3. ปัจจัยที่มีผลต่อการแทรกซึมน้ำ 1) สมบัติของดิน ในดินเนื้อหยาบ หรือดินที่มีโครงสร้างดินดี จะมีช่องว่างขนาดใหญ่ (macropores) อยู่มาก ทำให้มีอัตราการแทรกซึมน้ำสูง 2) ระดับความชื้นเดิมของดินก่อนการให้น้ำ ในดินที่มีความชื้นเดิมต่ำ ความแตกต่างของศักย์น้ำระหว่างส่วนบนที่เปียกกับส่วนล่างมีค่ามาก ทำให้มีอัตราการแทรกซึมน้ำสูง 3) อัตราการให้น้ำชลประทาน อัตราการให้น้ำที่เท่ากับความจุการแทรกซึมน้ำ (infiltration capacity) อยู่เสมอ ทำให้ดินผิวอิ่มตัวด้วยน้ำพอดีตลอดช่วงให้น้ำ 4) ระยะเวลาของการให้น้ำ อัตราการแทรกซึมน้ำผ่านผิวดินจะลดลงตามเวลาการให้น้ำชลประทาน

4. วิธีการชลประทาน (methods of irrigation) 1) การให้น้ำทางใต้ดิน (subsurface irrigation) เป็นการยกระดับน้ำใต้ดินให้สูงขึ้น ดินต้องมีชั้นดินล่างทึบเพื่อลดการซึมลึกของน้ำ และควรมีค่าการนำน้ำสูง 2) การให้น้ำทางผิวดิน (surface irrigation) คือ การปล่อยให้น้ำไหลบ่าบนผิวดิน มี 2 วิธีคือ การทดท่วม (flooding) และปล่อยน้ำตามร่อง (furrow irrigation) เหมาะกับดินที่มีความจุการแทรกซึมน้ำปานกลาง 3) การให้น้ำแบบพ่นฝอย (springkler irrigation) เหมาะกับพื้นที่ราบ มีการปลูกพืชเว้นช่องเป็นทางผ่านของเครื่องพ่น โดยเฉพาะไม้ยืนต้น 4) การให้น้ำเป็นจุดอย่างช้า (slow local irrigation) มีวัตถุประสงค์เพื่อประหยัดน้ำ ระบบที่นิยม คือ ระบบฉีดฝอยขนาดเล็ก (minispringkler) และการให้น้ำแบบหยด (drip หรือ trickle irrigation)

5. การระบายน้ำ (drainage) การระบายน้ำ คือ การชักนำน้ำส่วนเกินออกจากพื้นที่ เพื่อลดปัญหาการขาดอากาศของรากพืช 6. ประเภทของการระบายน้ำ 1) การระบายน้ำผิวดิน (surface drainage) คือ การชักนำน้ำที่ท่วมขังผิวดินออกไปจากพื้นที่ก่อนน้ำจะแทรกซึมเข้าไปในดิน ส่วนใหญ่ใช้วิธีขุดคูผนังลาด (gentle side slope ditch) จะได้ผลดีเมื่อมีการปรับพื้นที่ (land grading) ร่วมด้วย 2) การระบายน้ำใต้ดิน (subsurface drainage) คือ การลดระดับของน้ำใต้ดินลงเพื่อให้ส่วนบนมีการระบายอากาศดีขึ้น โดยอาศัยระบบคูระบายน้ำลึก หรือ ระบบท่อระบายน้ำใต้ดิน

การจัดการน้ำในดิน (soil water management) 1. การเก็บกักความชื้นไว้ในดินเขตราก (capturing water in soil) 1) การเก็บกักความชื้นไว้ในดินเขตราก คือ การกระทำเพื่อเร่งให้มีการแทรกซึมน้ำ (infiltration) เข้าไปในดินมากขึ้น ลดปริมาณน้ำที่สูญเสียจากการไหลบ่าหน้าดิน (surface runoff) ให้น้อยลง รวมทั้งหาวิธีลดการซึมลึก (drainage) เลยชั้นดินเขตรากให้ต่ำลงเท่าที่จะทำได้ 2) สมบัติทางกายภาพดินที่มีอิทธิพลต่อการแทรกซึมน้ำ ประกอบด้วย เนื้อดิน โครงสร้างดิน การอัดตัวของดิน ชั้นทึบน้ำ ความลาดเอียง และระดับอินทรียวัตถุ

2. การลดปริมาณการใช้น้ำของพืช (reducing consumptive use) 1) ปริมาณใช้น้ำ (consumptive use) ของพืช คือ ปริมาณน้ำทั้งหมดที่พืชใช้ในกระบวนการคายน้ำ (transpiration) จากใบ ระเหยน้ำจากดิน (evaporation) และปริมาณน้ำที่ใช้เกี่ยวข้องกับกายวิภาคและสรีระของต้นพืช 2) ความต้องการน้ำของพืช (crop water requirement) คือ ปริมาณใช้น้ำรวมกับปริมาณซึมลึก (drainage)

2.1 ปัจจัยที่ควบคุมปริมาณใช้น้ำของพืช 1) ปัจจัยทางดิน (soil factors) มีผลต่อปริมาณใช้น้ำของพืชหลายประการ คือ - ระดับความชื้นปรากฏของดิน ปริมาณสำรองของน้ำที่ใช้ได้ (available water content, AWCO) จะขึ้นกับระดับความชื้นที่จุดเหี่ยวถาวร (PWP) และความชื้นที่ความจุสนาม (FC) - ความลึกของดินเขตราก หน้าตัดดินที่ลึกมาก โดยไม่มีชั้นหินพื้น ชั้นดินแน่นทึบ หรือชั้นน้ำใต้ดินขวางการกระจายของรากพืช ย่อมทำให้พืชมีระบบรากลึก แสวงหาน้ำและธาตุอาหารได้มาก - สภาพนำน้ำของหน้าตัดดิน ที่ค่าลาดศักย์น้ำเท่ากันดินซึ่งมีสภาพนำน้ำสูงกว่าจะปลดปล่อยน้ำให้พืชเร็วกว่า

2) ปัจจัยด้านพืช (plant factors) การใช้น้ำจากดินของพืชขึ้นอยู่กับ - ชนิดของพืช เป็นตัวกำหนดความต้องการใช้น้ำ และสภาพทนแล้งโดยธรรมชาติ - อายุและขั้นตอนการพัฒนาของพืช ความต้องการน้ำจะเพิ่มขึ้นตามระยะการเจริญเติบโต จากต้นกล้า การเติบโตทางกิ่ง ใบ การออกดอก และสร้างผลผลิต - ประวัติการขาดน้ำของพืช โดยทั่วไปพืชที่เคยขาดน้ำมาก่อนจะสามารถทนต่อสภาวะขาดน้ำได้สูงกว่าพืชที่ไม่เคยได้ขาดน้ำ 3) ปัจจัยด้านบรรยากาศ (climatic factors) ประกอบด้วย ปริมาณรังสีอาทิตย์ ความชื้นสัมพัทธ์ และความเร็วลม จะเป็นตัวควบคุมการคายน้ำของพืชและการระเหยน้ำจากผิวดิน

2.2 วิธีควบคุมปริมาณใช้น้ำของพืช 1) การลดปริมาณระเหยน้ำจากผิวดิน (reducing evaporation) สิ่งปกปิดผิวดินซึ่งช่วยลดปริมาณรังสีอาทิตย์ และลดความเร็วของลมที่พัดผ่านผิวดิน ทำให้ปริมาณระเหยน้ำจากผิวดินลดลง ได้แก่ - การคลุมดินด้วยวัสดุคลุมดิน (mulching) - การไถพรวนแบบอนุรักษ์ (conservation tillage) 2) การลดปริมาณคายน้ำของพืช (reducing transpiration) ในกรณีที่บรรยากาศมีความต้องการระเหยน้ำสูง พืชจะคายน้ำมากเกิน เกิดการขาดน้ำ วิธีแก้ไข ได้แก่ - การชลประทานด้วยวิธีฝอย - การปลูกพืชบังลม (windbrake) - การปราบวัชพืชในแปลงเพาะปลูก

การลดปริมาณระเหยน้ำจากผิวดิน

การลดปริมาณคายน้ำของพืช

3. การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำของพืช หลักการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำของพืชโดยทั่วไป คือ ลดการใช้น้ำของพืชโดยให้กระทบต่อผลผลิตน้อยที่สุด หรือเพิ่มผลผลิตของพืชโดยกระทบต่อการใช้น้ำน้อยที่สุด มีวิธีการดังนี้ 1) ลดการใช้น้ำของพืช โดยป้องกันการสูญเสียน้ำจากดิน 2) เพิ่มขนาดของเขตรากพืช 3) เพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน 4) ใช้พันธุ์พืชทนแล้ง 5) การเว้นช่วงชลประทาน ในระยะการเติบโตที่ไม่มีผลกระทบต่อผลผลิต

4. การปรับปรุงประสิทธิภาพการชลประทาน การปรับปรุงประสิทธิภาพการชลประทาน คือ วิธีการปฏิบัติเพื่อลดการสูญเสียน้ำขณะลำเลียงจากแหล่งน้ำไปยังเพาะปลูก ประกอบด้วย 1) มาตรการลดการสูญเสียน้ำขณะลำเลียงน้ำ 2) มีอาคารควบคุมน้ำ และมาตรวัดน้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดสรรน้ำ 3) เลือกใช้ระบบชลประทาน และการให้น้ำอย่างเหมาะสม มีประสิทธิภาพสูงสุด 4) มีมาตรการป้องกันการสะสมเกลือ เพื่อไม่ให้เกิดดินเค็ม

จบการสอนบทที่ 3 ดอยอินทนนท์