ปฐพีศาสตร์ทั่วไป (General Soil ) (361201) โดย ดร. นิวัติ อนงค์รักษ์

อินทรียวัตถุในดิน (Soil Organic Matter) บทที่ 6 อินทรียวัตถุในดิน (Soil Organic Matter)

อินทรียวัตถุในดิน (Soil Organic Matter) อินทรียวัตถุในดิน เป็นองค์ประกอบที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อสมบัติต่างๆ ของดินทั้งทางเคมี ฟิสิกส์ และชีววิทยา แล้วส่งผลกระทบต่อเนื่องไปถึงระดับความอุดมสมบูรณ์ของดิน ความสามารถในการให้ผลผลิตของดิน รวมทั้งการพัฒนาระบบนิเวศ (ecosystem) ของแต่ละสภาพแวดล้อมโดยตรง อินทรียวัตถุ (soil organic matter) หรือเรียกอีกอย่างว่า ฮิวมัส (humus) มีความหมายครอบคลุมตั้งแต่ ส่วนของซากพืชหรือสัตว์ที่กำลังสลายตัว เซลล์จุลินทรีย์ทั้งที่ยังมีชีวิตอยู่และส่วนที่ตายแล้ว ตลอดจนสารอินทรีย์ที่ได้จากการย่อยสลายหรือส่วนที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาใหม่

ดินอันดับฮิสโทซอลส์ (Histosols)

การวิเคราะห์สารประกอบอินทรียวัตถุ ส่วนที่เป็นคาร์บอนพบว่าโดยทั่วไปประกอบด้วย 1) สารประกอบพวกคาร์โบไฮเดรท ประมาณ 10-20 % 2) สารที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ เช่น กรดอะมิโน และน้ำตาล อะมิโน (amino sugar) ประมาณ 20% 3) สารประกอบ aliphatic fatty acid, alkane ฯลฯ ประมาณ 10-20% 4) สารประกอบ aromatic compound เป็นองค์ประกอบส่วนที่เหลือ

ส่วนประกอบของอินทรียวัตถุในดิน

อินทรียวัตถุในดิน แบ่งได้เป็น 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ 1) สารฮิวมิก (humic substance) - โครงสร้างซับซ้อน คงทนต่อการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์มาก - โครงสร้างหลักเป็น aromatic compound ทำให้สลายตัวยาก 2) ส่วนที่ไม่ใช่สารฮิวมิก (nonhumic substance) - โครงสร้างโมเลกุลไม่ซับซ้อน ย่อยสลายได้ง่ายกว่า - สารประกอบที่สำคัญ ได้แก่ พวกคาร์โบไฮเดรต, ลิปิด, โปรตีน, กรดอะมิโน, และกรดอินทรีย์ จะถูกจุลินทรีย์ย่อยได้ง่าย - พบในปริมาณค่อนข้างมากในดิน เนื่องจากเข้าไปยึดเกาะกับ อนุภาคดินเหนียว หรือทำปฏิกิริยากับแคตไอออนของโลหะ บางชนิด เช่น Fe, Al หรือ Cu

สมบัติโดยทั่วไปและบทบาทของอินทรียวัตถุในดิน 1. สี อินทรียวัตถุในดินมีสีน้ำตาลเข้มไปจนถึงดำ ดินที่มีอินทรียวัตถุสูงก็มักมีสีคล้ำ สีที่เข้มขึ้นนี้อาจไปมีส่วนทำให้อุณหภูมิของดินโดยรวมสูงขึ้น เนื่องจากดินสีคล้ำดูดกลืน (absorb) รังสีความร้อนได้ดีกว่าดินสีจาง

สีของอินทรียวัตถุในดินโดยทั่วไป

2. การดูดซับน้ำ อินทรียวัตถุในดิน มีความสามารถในการซับน้ำไว้ได้ในปริมาณมาก คือประมาณ 6-20 เท่าของน้ำหนัก ทั้งนี้เนื่องจากเป็นอนุภาคขนาดเล็ก และมีลักษณะเป็นสารคอลลอยด์ จึงมีพื้นที่ผิวในการดูดซับน้ำไว้ได้มากเป็นพิเศษ อนุภาคของอินทรียวัตถุ ยังประกอบกันเป็นโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายฟองน้ำ มีช่องขนาดเล็กที่ดูดซับน้ำได้อยู่มาก การใส่อินทรียวัตถุลงไปในดิน จะช่วยเพิ่มความสามารถในการกักเก็บน้ำของดินทราย หรือดินเนื้อหยาบ

ปงไหวหรือแอ่งสะสมน้ำที่มีอินทรียวัตถุมาสะสมเป็นชั้นหนา

3. การเป็นสารเชื่อมอนุภาคดิน อินทรียวัตถุในดิน เป็นสารประกอบที่มีประสิทธิภาพสูงในการยึดเกาะหรือรวมตัวกับอนุภาคต่างๆ โดยเฉพาะอนุภาคดินเหนียวหรือเซลล์จุลินทรีย์ได้เป็นอย่างดี การจับตัวกันเกิดเนื่องจาก ความแตกต่างกันของประจุระหว่างอินทรียวัตถุกับดินเหนียว หรือการยึดเกาะกันของประจุลบของอนุภาคทั้งสองโดยมี multivalent cation เป็นตัวเชื่อมโยง จุลินทรีย์สร้างสารเชื่อม ทำให้ดินเหนียวยึดกันเป็นเม็ดดินก่อให้เกิดโครงสร้างดินที่ดี สามารถดูดซับน้ำไว้มาก ขณะเดียวกันก็ทำให้ดินมีสภาพร่วนซุย มีการซาบซึมน้ำและการระบายอากาศดี

4. การละลายน้ำ อินทรียวัตถุในดิน จะพบส่วนที่ละลายน้ำได้ เป็นจำนวนน้อยมาก ซึ่งมักจะต่ำกว่า 1 % โดยอินทรียวัตถุส่วนใหญ่เป็นพวกที่ไม่ละลายน้ำ เช่น เซลล์ของจุลินทรีย์, เซลลูโลส, ลิกนิน, ไคติน (chitin), สารฮิวมิก และสารอินทรีย์อื่นๆ ที่เกาะกับอนุภาคดินเหนียว หรือทำปฏิกิริยากับ multivalent cation ทำให้อยู่ในสภาพที่ไม่ละลายน้ำ การสูญเสียอินทรียวัตถุในดิน โดยการละลายสูญหายไปกับการชะล้างของน้ำนั้นมีเพียงส่วนน้อย เมื่อเทียบกับการสูญเสียไปโดยการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์

5. ความสามารถในการดูดซับแคตไอออนและแอนไอออน อินทรียวัตถุ มีความสามารถในการดูดซับแคตไอออนได้สูงมาก โดยจะสูงกว่าคอลลอยด์อื่นๆ ตั้งแต่ 2-30 เท่า ในดินโดยทั่วไปปริมาณของแคตไออนที่ดูดซับโดยอินทรียวัตถุในดินจะอยู่ในช่วงประมาณ 30-90 % ของปริมาณที่ดินดูดซับได้ทั้งหมด ความสามารถในการดูดซับ มาจากประจุลบที่มีอยู่เป็นจำนวนมากของอินทรียวัตถุ ซึ่งส่วนใหญ่ก็เกิดจากการ dissociation ของสารประกอบบางกลุ่มโดยเฉพาะอย่างยิ่ง carboxylic group และ phenolic OH group

โมเลกุลของอินทรียวัตถุในดิน ยังมีประจุบวกอยู่บางส่วน ทำให้มีความสามารถในการดูดซับแอนไอออนด้วย ส่วนประจุบวกดังกล่าวเกิดจากกระบวนการเติมโปรตอน (protonation) ของ amine group บนอนุภาคอินทรียวัตถุดังนี้ R C NH2 + H+ R C NH3+ ความสามารถในการดูดซับแคตไอออนหรือไอออน ของอินทรียวัตถุในดินมีความสำคัญมากในการป้องกันมิให้ธาตุอาหารพืชถูกชะละลายสูญหายไปกับน้ำโดยง่าย

6. ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลง pH ของดิน อินทรียวัตถุในดินที่มีประจุลบ เป็นจำนวนมาก และมีความสามารถในการดูดซับแคตไอออนได้สูง จึงมีผลทำให้ดินที่มีอินทรียวัตถุสูงมีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลง pH ของดินได้ดี หรือมี buffering capacity สูงขึ้น แสดงดังสมการ Absorbed H+ Soil solution H+ (reserved acidity) (active acidity) ปฏิกิริยานี้เป็น equilibrium reaction หากมีการเพิ่มสารประกอบที่มีสมบัติเป็นกรดหรือด่างลงไปในดิน ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นทันที เพื่อรักษาสมดุลทำให้การสะสมของกรดหรือด่างในสารละลายดิน (soil solution) มีน้อยมาก ทำให้ pH เปลี่ยนแปลงน้อยมาก หากดินมีอินทรียวัตถุในปริมาณที่เหมาะสม

7. แหล่งธาตุอาหารพืช อินทรียวัตถุถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ทำให้ธาตุที่เป็นองค์ประกอบของสารอินทรีย์ ถูกปลดปล่อยออกมาให้พืชสามารถนำไปใช้ได้อีก โดยเฉพาะ ไนโตรเจน (N) ฟอสฟอรัส (P) และกำมะถัน (S) ซึ่งจัดว่าอินทรียวัตถุเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญมากของธาตุเหล่านี้

การสลายตัวของอินทรียวัตถุในดิน ยังมีผลต่อความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารพืชอีกด้วย เนื่องจาก 1) กรดอินทรีย์หรือกรดคาร์บอนิกที่เกิดขึ้นจากคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มาจากการย่อยสลาย ยังสามารถช่วยละลายสารประกอบของธาตุ อาหารบางชนิดที่เป็นประโยชน์ต่อพืชได้ 2) การเกิดสารอินทรีย์ที่มีสมบัติเป็นสารคีเลต (chelating agent) จากการสลายตัว ของอินทรียวัตถุที่จะรวมตัวกับ ไอออนของจุลธาตุซึ่งเป็นโลหะ กลายเป็น คีเลต (chelate) ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อพืชมากขึ้น

8. แหล่งอาหารของจุลินทรีย์ดิน สารอินทรีย์เป็นแหล่งอาหารหรือแหล่งพลังงานที่สำคัญที่สุด สำหรับ จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ในดิน ซึ่งเป็นพวก heterotroph ดังนั้นปริมาณหรือคุณภาพของสารอินทรีย์ จึงมีผลกระทบต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์โดยตรง เช่น การตรึงไนโตรเจน, denitrification, การเกิดแก๊สมีเทน (CH4) ฯลฯ ดินที่ใช้ในการเพาะปลูก จะมีอินทรียวัตถุที่เป็นแหล่งอาหารหรือพลังงานแก่จุลินทรีย์อยู่ไม่เพียงพอ ดังนั้นการเพิ่มเติมอินทรียวัตถุลงไปในดิน ก็จะเป็นการเพิ่มจำนวนประชากรและกิจกรรมของจุลินทรีย์ได้

การสลายตัวของอินทรียวัตถุ เมื่อสิ่งมีชีวิตตายทับถมลงบนผิวดิน ก็จะถูกสิ่งมีชีวิตอื่นๆ กัดกินหรือย่อยสลายไปเป็นอาหาร ไม่ว่าจะเป็นสัตว์ขนาดใหญ่ เช่น แมลง กิ้งกือ ไส้เดือน ขณะเดียวกัน จุลินทรีย์ จะทำการย่อยสลายโดยการขับเอนไซม์ ออกมานอกเซลล์ (extracellular enzyme) ย่อยสารอินทรีย์ให้มีขนาดเล็กลงจนสามารถ ซึมผ่านเข้าไปในเซลล์ได้ ผลที่เกิดขึ้นจากการย่อยสลายเศษซากของสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปมีดังนี้ เศษซากสิ่งมีชีวิต CO2 + H2O + แร่ธาตุ + เซลล์จุลินทรีย์ + intermediate products + สารฮิวมิก

ในขณะที่มีการย่อยสลาย ถ้าสภาพแวดล้อมมีอากาศถ่ายเทดีการย่อยสลายค่อนข้างสมบูรณ์ สารประกอบต่างๆ จะแปรสภาพไปเป็น CO2 น้ำ และแร่ธาตุต่างๆ บางส่วนถูกเปลี่ยนเป็นองค์ประกอบของเซลล์จุลินทรีย์หรือสิ่งมีชีวิตบางชนิด อีกส่วนก็แปรสภาพไปเป็นสารฮิวมิก (humic substance) การสลายตัวในความเป็นจริงแล้วมักเกิดไม่สมบูรณ์ เนื่องจากปริมาณออกซิเจนมีไม่เพียงพอ โดยเฉพาะเมื่อดินมีความชื้นสูงหรือมีน้ำขัง

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการสลายตัวของซากพืช 1. ธรรมชาติของสารประกอบอินทรีย์ในพืช พืชประกอบด้วย น้ำ สารอินทรีย์ และสารอนินทรีย์ ส่วนประกอบโดยทั่วไปมีดังนี้ 1) น้ำจะอยู่ระหว่าง 50-95% ขึ้นอยู่กับธรรมชาติและชนิดของพืชนั้นๆ พืชสีเขียวที่ยังสด จะมีน้ำเป็นส่วนประกอบเฉลี่ย 75% 2) ส่วนที่ไม่ใช่น้ำ จะเป็น - คาร์บอน 11% - ออกซิเจน 10% - ไฮโดรเจน 2% - เถ้า (ash) 2%

ชนิดและปริมาณของสารประกอบอินทรีย์ที่พบในพืช เปอร์เซ็นต์ 1. คาร์โบไฮเดรท น้ำตาลและแป้ง 1-5 เฮมิเซลลูโลส 10-28 เซลลูโลส 20-50 2. ไขมัน, ขี้ผึ้ง, แทนนิน ฯ 1-8 3. ลิกนิน 10-30 4. โปรตีน โปรตีนที่ละลายน้ำได้ และ crude proteins 1-15

สารประกอบในพืช มากที่สุด คือ เซลลูโลส รองลงมา คือ เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน โปรตีน แป้ง และน้ำตาล ตามลำดับ สารประกอบเหล่านี้จะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ได้ยากง่ายต่างกัน คือ 1) เซลลูโลส เป็นสารที่พบมากที่สุดในพืช ประกอบด้วยโมเลกุลของ น้ำตาลกลูโคสเช่นเดียวกับแป้ง แต่มีโครงสร้างแข็งแรง ย่อยสลายยาก 2) เฮมิเซลลูโลส เป็นสารประกอบประเภทพอลิเมอร์ (polymer) ของ น้ำตาล hexose, pentose และ uronic acid ตามโครงสร้างแล้วจะย่อย สลายได้ง่าย แต่ในธรรมชาติมักเกาะเป็นโครงสร้างซับซ้อนกับ สารอื่น เช่น เซลลูโลส หรือลิกนิน ทำให้ย่อยสลายได้ยากขึ้น 3) ลิกนิน ในพืชมีประมาณ 10-30 % มีปริมาณมากในพืชอายุมาก มีโครงสร้างโมเลกุลซับซ้อน มีพวก aromatic ring เป็นแกนหลัก ของโมเลกุล ทำให้สลายตัวได้ยากมาก

4) น้ำตาล กรดอะมิโน และกรดอินทรีย์ต่างๆ ที่ละลายน้ำได้ จุลินทรีย์ 4) น้ำตาล กรดอะมิโน และกรดอินทรีย์ต่างๆ ที่ละลายน้ำได้ จุลินทรีย์ สามารถนำมาใช้ได้เลย 5) แป้งหรือโปรตีน ต้องถูกย่อยสลายให้เป็นน้ำตาลหรือกรดอะมิโน ก่อนจะถูกนำไปใช้ เซลลูโลส (cellulose)

2. อัตราส่วนระหว่างอินทรีย์คาร์บอนกับไนโตรเจนทั้งหมด (C:N ratio) ของพืช ในการย่อยสลายสารอินทรีย์นอกจากจะได้พลังงานแล้ว จุลินทรีย์ก็จะนำเอาธาตุจากสารอินทรีย์มาใช้สร้างสารประกอบต่างๆ โดยเฉพาะคาร์บอนกับไนโตรเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของโปรตีน กรดอะมิโน หรือกรดนิวคลีอิก ทีมีอยู่เป็นปริมาณมากในเซลล์ของจุลินทรีย์ C:N ratio จึงเป็นปัจจัยที่บ่งชี้ว่า การย่อยสลายสารอินทรีย์เหล่านั้นจะมีไนโตรเจนเพียงพอต่อความต้องการของจุลินทรีย์และการย่อยสลายสารอินทรีย์ดำเนินไปอย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่

ค่า C:N ratio ของสารอินทรีย์ต่างๆ โดยประมาณ ชนิดของสารประกอบ C: N ratio จุลินทรีย์ดิน 5-15 อินทรียวัตถุในดิน 10 ปุ๋ยหมัก 15-20 ฟางข้าว 80-125 ต้นข้าวโพด 60 ชานอ้อย 140-190 ขี้เลื่อย 200-400 พืชตระกูลถั่ว 13-25

C:N ratio ที่จัดว่าเพียงพอต่อความต้องการของจุลินทรีย์อยู่ในช่วง 20/1 ถึง 30/1 C:N ratio สูงหรือกว้างกว่า 30/1 ขึ้นไป เช่น ฟางข้าวมี C:N ratio 90/1-100/1 ซึ่งมีปริมาณคาร์บอนมากแต่ก็มีปริมาณไนโตรเจนน้อย การย่อยสลายจะเกิดช้า จุลินทรีย์จึงต้องดึงไนโตรเจนในดิน เช่น NH4+ หรือ NO3- มาใช้เพื่อการสร้างเซลล์ เรียกว่ากระบวนการ immobilization ซึ่งอาจทำให้พืชขาดไนโตรเจนได้ C:N ratio น้อยกว่า 20/1 เช่น พืชตระกูลถั่ว จะมีไนโตรเจนเหลือปลดปล่อยออกมาสู่สภาพแวดล้อมในรูป NH4+ เรียกกระบวนการ mineralization

พืชตระกูลถั่ว C:N ratio = 13-25

สารอินทรีย์คาร์บอน 2/3 ส่วนจะถูกออกซิไดส์เป็น CO2 ในกระบวนการสร้างพลังงานของจุลินทรีย์ ที่เหลืออีก 1/3 ส่วน จึงเป็นส่วนที่นำไปใช้ในการสร้างเซลล์ของจุลินทรีย์ การย่อยสลายของสารอินทรีย์ ค่า C:N ratio ของเศษพืชจึงลดลงไปเรื่อยๆ เกิดความสัมพันธ์ระหว่าง C:N ratio กับ immobilization และ mineralization เป็นดังนี้ 1) C:N ratio ยังสูงกว่า 30/1 อัตราการ immobilization ของ ไนโตรเจนจะสูงกว่า mineralization เนื่องจากไนโตรเจนที่ได้จาก การย่อยสลายสารอินทรีย์มีไม่พอต่อความต้องการของจุลินทรีย์ 2) C:N ratio อยู่ระหว่าง 30/1 - 20/1 กระบวนการทั้งสองจะเกิดขึ้น ใกล้เคียงกัน

3) C:N ratio ลดลงน้อยกว่า 20/1 immobilization จะลดต่ำกว่า 3) C:N ratio ลดลงน้อยกว่า 20/1 immobilization จะลดต่ำกว่า mineralization ทำสารประกอบไนโตรเจนเหลือปลดปล่อย ออกมาสู่ดิน 4) C:N ratio ลดลงจนคงที่ อยู่ที่ประมาณ 12/1 ถึง 10/1 ซึ่งเป็นค่า C:N ratio ของเซลล์จุลินทรีย์และอินทรียวัตถุในดิน

3. สภาพแวดล้อม สภาพแวดล้อม เป็นปัจจัยหนึ่งในการย่อยสลายสารอินทรีย์เพื่อใช้ในการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ โดยมีอิทธิพลโดยตรงต่ออัตราความเร็วของการย่อยสลาย 1) การระบายอากาศของดิน จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ที่ทำให้เกิด การย่อย สลายที่รวดเร็วและสมบูรณ์ จะ เป็นจุลินทรีย์พวกแบคทีเรียที่ ต้องการอากาศอยู่ โดยมีเชื้อรา และแอกทิโนไมชีท เป็นจุลินทรีย์ กลุ่มหลักที่ทำให้เกิดการ แปรสภาพแบบนี้

2) ความชื้นดิน น้ำมีอิทธิพลของต่อกิจกรรมต่างๆ ของจุลินทรีย์ไม่ว่า 2) ความชื้นดิน น้ำมีอิทธิพลของต่อกิจกรรมต่างๆ ของจุลินทรีย์ไม่ว่า จะเป็นการทำงานของ enzyme การละลายสารแร่ธาตุอาหารต่างๆ เป็นที่อยู่อาศัย และช่วยในการเคลื่อนที่ของจุลินทรีย์ - ระดับความชื้นที่พอเหมาะต่อการย่อยสลาย อยู่ที่ศักย์ของน้ำ (water potential) ประมาณ -0.01 ถึง -0.05 MPa (megapascal) - อัตราการสายตัวมักลดลงอย่างรวดเร็ว ถ้ามีความชื้นมากเกินกว่า -0.01 MPa จนถึงสภาพอิ่มตัวด้วยน้ำ (0 MPa) เพราะขาดออกซิเจน

3) อุณหภูมิดิน มีผลควบคุมกิจกรรมของจุลินทรีย์โดยตรง อุณหภูมิที่ 3) อุณหภูมิดิน มีผลควบคุมกิจกรรมของจุลินทรีย์โดยตรง อุณหภูมิที่ 250– 35 0ซ เป็นช่วงที่เหมาะสมต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ ดังนั้นดินในเขตร้อน เช่น ประเทศไทยจึงมีอินทรียวัตถุค่อนข้างต่ำ กว่าเขตหนาว หรือ เขตอบอุ่น

4) pH ของดิน เมื่อ pH เป็นกลางการสลายตัวจะเกิดขึ้นได้เร็วกว่าช่วงที่ 4) pH ของดิน เมื่อ pH เป็นกลางการสลายตัวจะเกิดขึ้นได้เร็วกว่าช่วงที่ เป็นกรดหรือด่างเกินไป ดังนั้นการปรับปรุง pH ของดินด้วยวิธีการ ต่างๆ เช่น การใส่ปูนขาวเพื่อเพิ่มระดับ pH ของดินที่เป็นกรดให้เป็น กลางจะเป็นการส่งเสริมให้เกิดการสลายตัวของสารอินทรีย์ในดิน

สารฮิวมิก (Humic substances) สารฮิวมิก เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างซับซ้อน รูปร่างไม่แน่นอน (amorphous) มีสีน้ำตาลหรือสีน้ำตาลดำ มีสมบัติเป็นสารคอลลอยด์ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางโมเลกุล 30-100 A0 สลายตัวได้ยาก สารฮิวมิกแบ่งได้ดังนี้ 1) ฮิวมิน (humin) เป็นสารที่ไม่ละลายในสารละลาย NaOH หรือ Na4P2O7 เป็นส่วนของ กรดฟุลวิก, กรดฮิวมิก, ผนังเซลจุลินทรีย์ หรือสารประกอบอินทรีย์ เช่น เซลลูโลส หรือ ลิกนิน เข้าไปยึดอยู่กับ สารประกอบอนินทรีย์ในดิน ทำให้ไม่ละลาย 2) กรดฟุลวิก (fulvic acid) ละลายในสารละลาย NaOH หรือ Na4P2O7 เมื่อนำไปปรับ pH ให้เป็นกรด ไม่เกิดการตกตะกอน โครงสร้างไม่ ซับซ้อนเท่ากรดฮิวมิก ค่อนข้างยืดหยุ่น มีช่องเปิดภายในอยู่มาก

3) กรดฮิวมิก (humic acid) ละลายได้ในสารละลาย NaOH หรือ 3) กรดฮิวมิก (humic acid) ละลายได้ในสารละลาย NaOH หรือ Na4P2O7 เมื่อนำไปปรับ pH ให้เป็นกรด จะเกิดการตกตะกอน โครงสร้างซับซ้อน สลายตัวยาก ละลายด้วย NaOH ไม่ละลายในด่าง ละลายในด่าง ตกตะกอน ไม่ตกตะกอน

ธาตุที่เป็นองค์ประกอบและ Functional group ในกรดฮิวมิก กับ กรดฟุลวิก

กระบวนการเกิดสารฮิวมิก (humification) การแปรสภาพของสารอินทรีย์ ไปเป็นสารฮิวมิกเป็นกระบวนการที่มีหลายขั้นตอนรวมกันและเกิดในหลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารอินทรีย์ สภาพแวดล้อม และจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้อง การย่อยสลายเศษซากสิ่งมีชีวิต นั้นมีสารประกอบประเภท quinoid หรือ aromatic เกิดขึ้น จากนั้นมีการรวมตัวกับสารประกอบพวกกรดอะมิโนหรือโปรตีน ทำให้เกิดสารฮิวมิกขึ้นมา

กลไกในการสร้างตัวของสารฮิวมิกในดิน

Functional group ที่เกิดในสารฮิวมิก

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อระดับปริมาณอินทรียวัตถุในดิน ในการใช้ที่ดินเพื่อการเกษตร อินทรียวัตถุในดินมีผลกระทบต่อระดับความอุดมสมบูรณ์ของดิน สมบัติทางเคมี ฟิสิกส์ และชีวภาพ ซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืช ดังนั้นระดับอินทรียวัตถุจึงเป็นคุณสมบัติอีกประการหนึ่งที่จะบ่งชี้ให้เห็นถึงคุณภาพของดิน ปัจจัยที่ควบคุมระดับอินทรียวัตถุมีดังนี้ 1) พืชพรรณ (vegetation) พืชพรรณแต่ละชนิดสามารถผลิตชีวมวล (biomass) ได้ไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับ ชนิดการเจริญเติบโต ระยะเวลาปก คลุมดิน นอกจากนั้นแล้วพืชในแต่ละชนิดยังให้เศษซากพืชที่มี คุณภาพแตกต่างกันอีกด้วย

2) ภูมิอากาศ (climate) เช่น อุณหภูมิ หรือปริมาณและการกระจายตัว 3) สมบัติของดิน (soil properties) สมบัติดินจะเป็นปัจจัยที่กำหนด การเจริญเติบโตของพืชและส่งผลต่อการสร้างชีวมวล หรือเกิดผล โดยตรงเช่น เนื้อดินที่ร่วนก็จะมีการระบายอากาศที่ดี ทำให้จุลินทรีย์ ย่อยสารอินทรีย์ได้เร็วขึ้น

4 ) ระบบการเกษตร (agricultural system) การทำการเพาะปลูกมักทำ - การปล่อยพื้นที่ให้ว่างเปล่าหรือมีการกำจัดวัชพืช - การปลูกพืชที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าพืชธรรมชาติที่เคยปกคลุม - พืชที่ปลูกมีสัดส่วนของรากน้อยเมื่อเทียบกับพืชธรรมชาติ - มีการนำเอาเศษซากพืชรวมทั้งผลผลิตออกจากพื้นที่ - การปฏิบัติการที่ไปเร่งการย่อยสลายของอินทรียวัตถุ - การเปิดหน้าดินทิ้งไว้โดยไม่มีพืชคลุมดินทำให้อุณหภูมิดินสูงขึ้น

การบุกรุกป่าเพื่อทำการเกษตรมีผลทำให้อินทรียวัตถุสูญเสียไปจากดิน

การใช้ที่ดินในประเทศไทย ส่วนใหญ่มีการจัดการที่ไม่เหมาะสมทำให้ทรัพยากรดินจำนานมากอยู่ในสภาวะเสื่อมโทรมจึงมีความจำเป็นต้องมีการจัดการเพื่อลดการสูญเสียอินทรียวัตถุในดิน โดยมีวิธีการดังนี้ 1) การอนุรักษ์ดิน เพื่อลดการพัดพาหน้าดินที่มีอินทรียวัตถุออกไป 2) ลดการไถพรวน ให้เหลือน้อยที่สุดหรือทำการเกษตรแบบไม่ไถพรวน 3) ลดปัจจัยที่ส่งเสริมการย่อยสลายอินทรียวัตถุ 4) เพิ่มปริมาณสารอินทรีย์ โดยการปลูกพืชให้ผลิตชีวมวล (biomass) 5) ลดการปล่อยพื้นที่ให้ว่างเปล่า โดยการปล่อยตอซังคลุมพื้นที่ 6) ปลูกพืชเพื่อทำปุ๋ยพืชสด หรือปลูกพืชหมุนเวียนให้เหมาะสม 7) จัดหาสารอินทรีย์จากแหล่งอื่นมาเพิ่มเติม เช่น ปุ๋ยคอก ปุ๋ยหมัก

การอนุรักษ์ดิน ลดการไถพรวน พืชปุ๋ยสด การทำปุ๋ยหมัก

จบการสอนบทที่ 6 ดอยอินทนนท์