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

บทที่ 6 ปูนและการใช้ปูน (Lime and Liming)

ปูนทางการเกษตร (Agriculture Lime) คำนำ ปูน คือวัสดุปรับปรุงดิน (soil amendment) ที่ใส่ลงไปในดินเพื่อแก้ไขและปรับปรุงดินที่มีสภาพความเป็นกรดมากๆ เพื่อทำให้มีความเหมาะสมต่อการเพาะปลูก ปูนทางการเกษตร (Agriculture Lime) ปูนทางการเกษตร คือ สารประกอบออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ และคาร์บอเนตของแคลเซียมและแมกนีเซียมเท่านั้น

ชนิดของปูนทางเกษตร 1. พวกคาร์บอเนต 1) หินปูน (Limestone) มีองค์ประกอบเป็นแร่แคลไซต์ (CaCO3) มาจากภูเขาหินปูนนำมาแก้ไขดินกรด เรียกว่า Agricultural lime มีความบริสุทธิ์ประมาณ 75-99 % 2) หินโดโลไมต์ (Dolomite) มีองค์ประกอบเป็น CaMg(Co3)2 จะแบ่งชนิดของหินโดโลไมต์และหินปูนตามตามปริมาณของแคลเซียม - Dolomite มี Mg เป็นองค์ประกอบ 11.7 – 13.1 % - Calcitic dolomite มี Mg เป็นองค์ประกอบ 6.5 -11.7 % - Dolomitic limestone มี Mg เป็นองค์ประกอบ 1.3 – 6.5 % - Limestone มี Mg เป็นองค์ประกอบ 0 – 1.3 %

3) ดินมาร์ล (Marl) องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็น CaCO3 และดินเหนียว ที่พบในประเทศไทยจะมีสีขาวๆ ปนน้ำตาล ร่วนซุย ชั้นที่พบหนาประมาณ 4 – 6 เมตร 4) วัสดุอื่นๆ ที่มีสารประกอบพวกคาร์บอเนตของแคลเซียมและแมกนีเซียม ซึ่งมีอยู่หลายชนิดที่นำมาแก้ไขดินกรดได้ เช่น เปลือกหอย ฝุ่นจากโรงงานซีเมนต์ (flue dust) ตะกอน (refuse) จากโรงงานกระดาษ

2. พวกออกไซด์ 1) พวกออกไซด์ ได้แก่ CaO และ MgO เรียกว่าปูนสุก หรือ quick limes หรือ burned lime 2) มีปฏิกิริยาไว กัดมือเมื่อชื้น เตรียมได้จากการเผาปูนพวกคาร์บอเนต 3) มีความบริสุทธิ์ 85-98 % มีความแข็งมาก 3. พวกไฮดรอกไซด์ พวกไฮดรอกไซด์ ได้แก่ Ca(OH)2 และ Mg(OH)2 ซึ่งมักเรียกรวมกันว่า ปูนขาว หรือ slaked lime ปูนขาวนี้จะกัดมือเมื่อเปียกชื้น ทำปฏิกิริยาไว มีความบริสุทธิ์ 95 -96 %

ผลที่เกิดขึ้นเมื่อใส่ปูนลงไปในดินกรด 1) การทำปฏิกิริยากันระหว่างปูนกับสารละลายดิน ซึ่งอิ่มตัวด้วย CO2 ไม่ว่าจะใส่ปูนในรูปสารประกอบใด สุดท้ายก็จะมาอยู่ในรูปไบคาร์บอเนต เช่น แคลเซียมไบคาร์บอเนต 2) มีผลทำให้ดินมีอัตราร้อยละความอิ่มตัวเบส (base saturation percentage) และปฏิกิริยาดิน (pH) ของดินก็จะสูงขึ้น 3) ปูนที่มีอนุภาคขนาดเล็กและผสมคลุกเคล้ากับดินอย่างดี จะสามารถแก้ไขดินกรดได้เร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น 4) สารประกอบแคลเซียมและแมกนีเซียม ในรูปซัลเฟตหรือคลอไรด์ ไม่จัดเป็นปูนเพราะไม่สามารถแก้ไขดินกรดได้

ค่าการทำให้เป็นกลางของปูน ค่าการทำให้เป็นกลางของปูน คือ การกำหนดค่าของ CaCO3 ที่บริสุทธิ์ให้มีค่าเป็นร้อยเปอร์เซ็นต์ แล้วเทียบค่าการทำให้เป็นกลางของปูนในรูปอื่นๆ ที่น้ำหนักเท่ากัน ชนิดของปูน ค่าการทำให้เป็นกลาง (%) CaCO3 100 CaMg(CO3)2 109 CaO 179 Ca(OH)2 136 CaSiO3 68

ค่าของปริมาณหินปูนเพื่อการแก้ไขความเป็นกรดของดิน ค่าพีเอชดิน (pH) กก./ไร่ ของปูน (หินปูนบดละเอียด)  ดินทราย ดินร่วนปนทราย ดินร่วน ดินเหนียวและ ดินร่วนเหนียว 5.0 200 300 400 500 4.5 700 800 1,000 1,100 4.0 1,300 1,800 2,100 3.5 1,600 2,000 2,500 3,000 3.0 2,200 2,800 3,200 4,000

หมายเหตุ  ปูนที่ใช้แก้ความเป็นกรดมีอยู่หลายชนิด ค่าที่บอกเป็นปริมาณหินปูนบดละเอียดที่ควรใช้เป็นกิโลกรัมต่อไร่ ถ้าไม่ใช้หินปูนบดละเอียด แต่จะใช้ปูนอย่างอื่นแทนให้ใช้ค่าต่อไปนี้เพื่อแลกเปลี่ยนเป็นปริมาณปูนชนิดอื่นที่ต้องการ ดังนี้ 1) ตัวเลขในตาราง x 0.74 = กก./ไร่ ของปูนขาว (Ca(OH)2) 2) ตัวเลขในตาราง x 0.56 = กก./ไร่ ของหินปูนเผา (CaO) หรือ เปลือกหอยเผา 3) ตัวเลขในตาราง x 0.92 = กก./ไร่ ของหินโดโลไมต์ (CaMg(CO3)2) 4) ตัวเลขในตาราง x 1.25 = กก./ไร่ ของดินมาร์ล

ความสำคัญของความหยาบและความละเอียดของปูน 1) ประสิทธิภาพของการทำให้ดินเป็นกลาง ขึ้นอยู่กับชนิดของปูน ความบริสุทธิ์ของปูน และขนาดอนุภาคของปูนที่ใส่ลงไปด้วย 2) เม็ช (mesh) หน่วยที่ใช้บอกขนาดของรูตะแกรง (sieve) เป็นอัตราส่วนต่อนิ้ว 3) หินปูนชนิดเดียวกัน จากแหล่งเดียวกัน แต่มีความหยาบและละเอียดต่างกัน จะทำให้ความรวดเร็วในการแก้ความเป็นกรดของดินแตกต่างกัน 4) อนุภาคปูนยิ่งเล็กเท่าใด จะทำปฏิกิริยาแก้ไขดินกรดได้ดีมากขึ้น 5) หินปูน (CaCO3) จะเกิดปฏิกิริยาได้รวดเร็วกว่าหินโดโลไมต์ (CaMg(CO3)2) เพราะโดโลไมต์ละลายน้ำได้ยากกว่าหินปูน

เปรียบเทียบประสิทธิภาพ (%) ของหินปูนและหินโดโลไมต์ ขนาดอนุภาค (mesh) หินปูน (CaCO3) หินโดโลไมต์ (CaMg(CO3)2) 20-60 19 11 60-100 50 25 100-200 85 39 200+ 99 60

ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลง pH ของดิน 1) ความเป็นกรดของดิน แบ่งออกเป็น 2 ส่วน - สภาพกรดจริง (active acidity) หรือ H+ ที่อยู่ในสารละลายดิน - สภาพกรดแฝง (potential acidity) หรือ exchangeable H 2) ดินที่มีระดับ pH เท่ากัน ปริมาณความต้องการด่างที่มายกระดับ pH ของดินนั้นให้เป็นกลาง ไม่จำเป็นต้องเท่ากันเสมอไป เพราะดินที่มีระดับสภาพกรดจริง (active acidity) ที่เท่ากัน อาจมีสภาพกรดแฝง (potential acidity) ไม่เท่ากัน การพิจารณาปริมาณด่างที่ใส่ลงไปจะพิจารณาสภาพกรดแฝงในดินเป็นสำคัญ 3) บัฟเฟอร์ (buffer) สมบัติอย่างหนึ่งของสารที่เป็นกรดอ่อน ซึ่งสามารถต่อต้านการเปลี่ยนระดับ pH เดิมนั้น ให้เปลี่ยนไปทีละน้อย ๆ 4) ดินที่มี C.E.C. สูง จะมีความจุบัฟเฟอร์ (buffer) สูงขึ้นไปด้วย

ความต้องการปูน (lime requirement) ของดินกรด 1) ความต้องการปูนของดินกรด คือ ปริมาณด่างที่พอเหมาะเพื่อใช้ในการแก้ความเป็นกรดของดินนั้น 2) การหาความต้องการปูน จะต้องทราบปริมาณสภาพกรดแฝงและสภาพกรดจริงซึ่งเรียกว่าการหาสภาพกรดรวม (total acidity) ว่ามีเท่าใด แล้วจึงคำนวณปริมาณความต้องการปูน 3) วิธีที่ใช้หาสภาพกรดรวม ได้แก่ serial titration หรือ Woodruff,s buffer solution

ประโยชน์ของการใช้ปูน 1. ปรับปรุงสมบัติทางฟิสิกส์ของดินให้ดีขึ้น 1) เนื้อดินที่เป็นดินเหนียว อนุภาคของดินจะไม่อัดกันอย่างแน่นทึบ แต่จะเกาะกันเป็นก้อนเล็ก (granule) ทำให้ดินโปร่งขึ้น การระบายน้ำ การถ่ายเทอากาศดีขึ้น 2) เนื้อดินที่เป็นเนื้อหยาบ การใส่ปูนลงไปจะทำให้เกิดโครงสร้างแบบก้อนกลมพรุน (crumb structure) ทำให้การอุ้มน้ำของดินดีขึ้น

2. ปรับปรุงสมบัติทางเคมีของดินให้ดีขึ้น 1) ความเข้มข้นของ H+ ของดินลดลง 2) ระดับของ Fe, Al และ Mn ลดลง 3) P และ Mo มีแนวโน้มสูงขึ้น 4) Ca และ Mg มีแนวโน้มสูงขึ้น 3. ปรับปรุงสมบัติทางชีวภาพของดินให้ดีขึ้น การปรับปรุงสมบัติทางชีวภาพของดิน มีผลช่วยให้กิจกรรมของจุลินทรีย์ในดินที่เป็นประโยชน์ดีขึ้น กิจกรรมต่างๆ ดำเนินไปอย่างราบรื่น

สรุปประโยชน์ของปูนที่มีต่อพืช 1) เพิ่มระดับ Ca และ Mg ที่มากับปูนให้แก่พืช 2) สิ่งที่เป็นพิษต่างๆ ในดิน ถูกทำให้ลดน้อยลง พืชจะเจริญเติบโตได้ดีขึ้น 3) โรคพืชบางชนิด จะลุกลามได้ช้าลงเมื่อมีการใส่ปูน 4) ช่วยทำให้ระดับความเป็นประโยชน์ต่อพืช ของธาตุบางชนิดในดินสูงขึ้น 5) ช่วยทำให้กิจกรรมของจุลินทรีย์ดิน ดำเนินไปได้ดีขึ้น

ปัญหาสภาพเกินปูน (overliming) 1) ทำให้ระดับของเหล็กและแมงกานีสในดิน ลดต่ำลงมาก 2) ทำให้ระดับของฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์ต่อพืช ลดลง 3) การดูดดึงและการใช้ฟอสฟอรัสในกระบวนการต่างๆ ดำเนินได้ไม่สะดวก 4) การดูดดึงโบรอน ขึ้นมาใช้ไม่สะดวก 5) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง pH ในดินอย่างมากและรวดเร็ว ซึ่งเป็นอันตรายต่อพืช

จบการสอนบทที่ 6 ดอยอินทนนท์