บทบาทของอินทรียวัตถุ...

9
9/6/2016 1 Lec8-9 122351/132351 Soil Fertility and Plant Nutrition ความอุดมสมบูรณ์ของดินและโภชนาการพืช อาจารย์ผู ้สอน ศ. ดร. ปัทมา วิตยากร แรมโบ 1 บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน 2 ระบบคอลลอยด์ดินทีสัมพันธ์กับรูปต่างๆ ของอินทรียวัตถุในดิน สารละลายดิน 1 µm คอลลอยด์ดิน 3 ความหมายของ Soil Organic Matter การใช้และการให้ความหมายของศัพท์ “Soil Organic Matter- SOM” ยังไม่ไปในทางเดียวกันหรือตรงกันทังหมด ยกตัวอย่างเช่น คําศัพท์ ฮิวมัส (humus) ซึงนักวิทยาศาสตร์บางท่านใช้ในแง่ทีมี ความหมายเดียวกับคําว่า soil organic matter (SOM)นันคือ หมายถึงวัสดุอินทรีย์ทังหมดในดินรวมทังกลุ ่ม humic substance ด้วย ในขณะเดียวกันคําศัพท์ humus มักถูกใช้บ่อยมากเพือทีจะแทน ความหมาย เฉพาะกลุ ่ม humic substances เท่านัน 4 ความหมายของ Soil Organic Matter (ต่อ) นอกจากนียังมีการแบ่ง SOM เป็นส่วนทีตายแล้วหรือไม่มีชีวิต (non- living)เช่น ฮิวมัส และส่วนทีสลายตัวไปบางส่วนและยังคงเป็นชิน (particulate organic matter- POM) เป็นต้น และส่วนทีมีชีวิต (living) เช่น รากพืชทีมีชีวิต มวลชีวภาพจุลินทรีย์ เป็นต้น มีการให้นิยาม SOM ทีแตกต่างกัน บางนิยาม SOM มีเฉพาะส่วนที ไม่มีชีวิตเท่านัน นอกจากนียังมีการถกเถียงกันว่า ขอบเขตของ SOM ใน soil profile จะรวมเศษซากพืชทียังไม่สลาย (litter) ทีชันบนสุดของ soil profile ด้วย หรือไม่ 5 ความหมายของ Soil Organic Matter (ต่อ) โดยทัวไปแล้ว SOM จึงใช้แทนองค์ประกอบทางอินทรีย์ของ ดินในรูปแบบต่างๆ ซึงรวมถึง วัสดุพืชและสัตว์ทียังไม่สลายตัว (undecayed plant and animal materials) ซึงอาจจะมีชีวิตอยู หรือเป็นส่วนทีตายแล้วก็ได้ อีกส่วนคือส่วนทีกําลังสลายตัว เช่น ส่วนทีเป็นชิน (particulate organic matter) และได้สารประกอบที เป็นผลิตผลของการสลายตัว มวลชีวภาพจุลินทรีย์ (soil microbial biomass) และ ส่วนทีสลายตัวสมบูรณ์หรือคงทนต่อการสลายตัว (stabilized organic matter) 6

Transcript of บทบาทของอินทรียวัตถุ...

Page 1: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

1

Lec8-9 122351/132351 Soil Fertility and Plant Nutrition

ความอดมสมบรณของดนและโภชนาการพช

อาจารยผสอน

ศ. ดร. ปทมา วตยากร แรมโบ 1

บทบาทของอนทรยวตถ ตอความอดมสมบรณของดน

2

ระบบคอลลอยดดนท�สมพนธกบรปตางๆ ของอนทรยวตถในดน

สารละลายดน

1 µm

คอลลอยดดน

3

ความหมายของ Soil Organic Matter

การใชและการใหความหมายของศพท “Soil Organic Matter-SOM” ยงไมไปในทางเดยวกนหรอตรงกนท �งหมด ยกตวอยางเชน คาศพท ฮวมส (humus) ซ�งนกวทยาศาสตรบางทานใชในแงท�มความหมายเดยวกบคาวา soil organic matter (SOM)น�นคอ หมายถงวสดอนทรยท �งหมดในดนรวมท �งกลม humic substance ดวย

ในขณะเดยวกนคาศพท humus มกถกใชบอยมากเพ�อท�จะแทนความหมาย เฉพาะกลม humic substances เทาน �น

4

ความหมายของ Soil Organic Matter (ตอ)

นอกจากน �ยงมการแบง SOM เปนสวนท�ตายแลวหรอไมมชวต (non-

living)เชน ฮวมส และสวนท�สลายตวไปบางสวนและยงคงเปนช �น (particulate organic matter- POM) เปนตน และสวนท�มชวต (living) เชน รากพชท�มชวต มวลชวภาพจลนทรย เปนตน

มการใหนยาม SOM ท�แตกตางกน บางนยาม SOM มเฉพาะสวนท�ไมมชวตเทาน �น

นอกจากน �ยงมการถกเถยงกนวา ขอบเขตของ SOM ใน soil profile จะรวมเศษซากพชท�ยงไมสลาย (litter) ท�ช �นบนสดของ soil profile ดวยหรอไม

5

ความหมายของ Soil Organic Matter (ตอ)

โดยท�วไปแลว SOM จงใชแทนองคประกอบทางอนทรยของดนในรปแบบตางๆ ซ�งรวมถง วสดพชและสตวท�ยงไมสลายตว (undecayed plant and animal materials) ซ�งอาจจะมชวตอยหรอเปนสวนท�ตายแลวกได อกสวนคอสวนท�กาลงสลายตว เชน สวนท�เปนช �น (particulate organic matter) และไดสารประกอบท�เปนผลตผลของการสลายตว มวลชวภาพจลนทรย (soil microbial biomass) และ สวนท�สลายตวสมบรณหรอคงทนตอการสลายตว (stabilized organic matter)

6

user
Typewriter
132351/122351 Soil Fertility and Plant Nutrition ความอดมสมบรณของดนและโภชนาการพช (1/2559) คณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน(Faculty of Agriculture, Khon Kaen University) ผสอน: ศ.ดร.ปทมา วตยากร แรมโบ Lecture 8-9 Soil organic matter
Page 2: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

2

Humic substancesStable pools

Particulate organic matterLitter

Different of organic residues

quality

Physical decomposition

(macroorganism)

Biochemical decomposition

(microorganism)

Humification Nutrient uptake

Litter fall

7

CO2

CO2

O2Photosynthesis

Photosynthesis

O2

SOC

CO2CH4

NO2

NO3-

NO3-

NH4+

NH4+

NH4+

NH4+

NH4+

H2PO4-

H2PO4-

H2PO4-

H2PO4-

K+

K+

K+

Aerial

Groundwater

Water

Plant

mineralization

Soil macro- and micro-organism

nitrificationnitrification

leaching

leaching

Denitrification

N2, NOx

Rock

plant uptake

NO3-

Air

8

ก) ในระบบนเวศบนบก

(terrestrial ecosystem)

ข) ในระบบนเวศมหาสมทร

(marine ecosystem)

วงจรคารบอน (carbon cycle) ประโยชนของอนทรยวตถ (Benefits of organic matter)

อนทรยวตถท�สลายตวแลวบางสวน หรอ ท�ยอยสลายตวสมบรณแลวเปนฮวมส มประโยชนมากตอภาคการเกษตร โดยเฉพาะตอความอดมสมบรณของดนในฐานะเปนแหลงธาตอาหารของพช สามารถสรปไดดงน �

- เพ�มศกยภาพการผลตพชของดน อนทรยวตถในดนจะมความสาคญมากในการเพ�มศกยภาพการผลตพชของดนโดยชวยปรบปรงคณสมบตของดนทกดาน ท �งทางกายภาพ เคม และชวภาพ จงทาใหดนมความสามารถผลตพชไดดข �น

10

อนทรยวตถปรบปรงคณสมบตทางกายภาพของดน(อรวรรณ, 2551)

www.informaworld.com/smpp/694478

สารประกอบฮ วมส สารเมอกท� ถกปลดปลอยโดยแบคทเรย รวมท �งเสนใยของเ ช �อรา ท� มอย ในอนท รยวตถ จะ ทาใหโครงสรางดน (soil structure) ดข �น โดยโครงสรางดนเก�ยวของกบลกษณะและเสถยรภาพ (form and stability) ของการเกาะยดกนของอนภาคเด�ยว คอ sand silt และ clay เม�ออนภาคเกาะรวมกนเปนกลมกอน เราเรยกวา เมดดน (soil aggregate)

11

อนทรยวตถปรบปรงคณสมบตทางกายภาพของดน

www.grdc.com.au/director/events/

www.abc.net.au/science/features/12

Page 3: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

3

อนทรยวตถปรบปรงคณสมบตทางกายภาพของดน (ตอ)

การเกดเมดดนนอกจากเกดจากอนภาคดนไดรบการผกมดแลว ยงเกดไดเน�องจากมสารมาเช�อม (cementing agent) อนภาคดนเขาดวยกน สารเหลาน �เกดจากการสลายตวของอนทรยวตถหรอซากสารอนทรย และสารบางชนดเปนเมอกจากจลนทรย สารเช�อมเหลาน �เ ปนสารจาพวกคารโบไฮเดรต ซ�งชวยเช�อมไดอยางไมแขงแรงนก (สารเช�อมระยะส �น) และสารฮวมก ซ�งเช�อมไดคงทน (จดเปนสารเช�อมถาวร)

สารอนทรยท�ทาใหเกดการสรางสารฮวมกไดด มกทาใหเกดเมดดนไดมาก และเมดดนมความคงทน สารอนทรยประเภทน �มกเปนสารอนทรยท�สลายตวยาก โดยมสารตานทานการสลายตว เชน ลกนน (lignin) และโพล-ฟนอลส (polyphenols) เปนองคประกอบมาก เพราะลกนนและโพล-ฟนอลสเปนสารต �งตนในการสงเคราะหสารฮวมก 13

อนทรยวตถปรบปรงคณสมบตทางเคมของดน

• อนทรยวตถเปนแหลงอาหารใหท �งพช จลนทรยดน และส�งมชวตอ�นๆ

โดยเฉพาะ N, P และ S รวมท �ง micronutrients

• เพ�มคา CEC คอ ความสามารถของดนในการดดซบธาตอาหารไมใหสญเสย

ไปไดงาย ในดนหลายชนด คา CEC 20 ถง 70% เกดจากอนภาคคอลลอยด

ของสารประกอบฮวมส (colloidal humic substances)

• ชวยลดความเปนพษของธาตบางตวท�มมากเกนไปในดน เชน เหลก และ อะลมนม

• เพ�มคา soil buffering capacity ทาใหการเปล�ยนแปลงคาความเปนกรดดาง

ของดนไมรวดเรวจนเกนไป (ตานทานการเปล�ยนแปลงคา pH ของดน) 14

ระบบคอลลอยดดน

สารละลายดน

1 µm

คอลลอยดดน

15 Humic substance structure 16

โครงสรางท�ทาใหเกดประจ

กลมฟงชนเนล (functional group) ของอนทรยสาร

1. Carboxyl group

2. Phenolic hydroxyl group

R

C

O

OH

H+

R C

O

O

C

C

C

C

C C

C

C

C

C

COH

H+

O

C

17

อนทรยวตถปรบปรงคณสมบตทางชวภาพของดน

• เพ�มประชากรส�งมชวตและจลนทรยดน อนทรยวตถเปนอาหารของไสเดอนดน ปลวก และสตวเลกอ�นๆ สารประกอบคารบอนและไนโตรเจน รวมท �งสารประกอบอ�นๆ ในอนทรยวตถกเปนสารอาหารท�ดแกจลนทรยในดน ทาใหปรมาณของจลนทรยดนท�เปนประโยชนเพ�มและมความหลายหลายทางชวภาพมากข �น

18

Page 4: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

4

Soil fauna

19

Macrofauna

Litter bags of Groundnut and mixed at 2 wks after incorporation

Source: A. Puttaso, pers com.20

องคประกอบสวนท�เปนอนทรยวตถของดน

อนทรยวตถของดนสามารถแบงไดเปนอยางงายได 2 สวนคอ

1. Active fraction ซ�งเปนสวนท�ยงไมสลายตวหรอสลายตวแลวบางสวน ประกอบดวย ซากพช ซากสตว และจลนทรยตางๆ รวมท �งส�งมชวตในดนตางๆ ดวย ซ�งยงคงแสดงคณสมบตเหมอนวสดอนทรยเดม ซ�งยงสามารถแยกแยะหรอตรวจสอบไดวามาจากวสดใด

2. Resistant Fraction (หรอ stabilized fraction หรอ chemically stable) คอ สวนท�สลายตวจนไดสารประกอบท�คงทนตอการสลายตว ประกอบดวยสารประกอบอนทรยซบซอนประเภท amorphous และ colloidal organic substances ซ�งไมสามารถแยกแยะไดวาเร�มตนไดมาจากแหลงวสดอนทรยประเภทใด เพราะในท�สดวสดอนทรยทกประเภทจะถกยอยสลายและถกเปล�ยนโครงสรางไปเปนผลตผลตางๆ (transformed products) ท�เหมอนกน คอ ฮวมสในดน (soil humus) น�นเอง 21

การแบงองคประกอบทางอนทรยของดนโดยสงเขป

องคประกอบทางอนทรยของดน (organic component of soils) นกวทยาศาสตรบางทานเรยกองคประกอบน �รวมกนวา อนทรยวตถ (soil organic matter)

Active fraction Resistant fraction = ฮวมส (humus)

Living components

Undecayed-dead components

Organic materials in various stage of decomposition

Non-humic substances(Resistant-remains

substances)

Humic substances(Transformed

products)

คอสวนท�มชวตอย เชน รากพช ไสเดอนดน และจลนทรยดน เปนตน (living root and edaphon)

คอสวนท�ไมมชวตแลว เชน ซากพช และซากสตว เปนตน แตยงไมเกดกระบวนการยอยสลายในดน

คอสวนของซากพช ซากสตว จลนทรยดน และวสดอนทรยอ�น ท�กาลงเกดกระบวนการยอยสลายในระยะตางๆ กนในดน

สารประกอบท�ยงคงเหลออยเพราะยากตอการสลายตวและ หรอท�ถกสรางใหมสามารถจดใหอยในกลมใดกลมหน�งท�มอยแลวในทางชวเคม (known classes of biochemistry)

เปนชดของสารประกอบท�สงเคราะหข �นใหมหลงการยอยสลายตว มสน �าตาลถงดามน �าหนกโมเลกลสง และไมสามารถจดอยในกลมใดของสารท�มอยแลวได

ในกลม Active Fraction ประเภทของสารอนทรยแบงเปน 1. identifiable, high-molecular-weight organic materials เชน polysaccharide และ proteins 2. simpler substances เชน sugars, amino acids, และสารประกอบโมเลกลเลกอ�นๆ

Resistant Non-humic substances เชน lignin, chitin, waxes และ phenols

สารประกอบในกลม humic substances เชน Humic Acids (HA), Fulvic Acids (FA) และ Humin 22

Stevenson (1982)

Model structure of humic acid

23

คณสมบตทางเคมของสารประกอบฮวมก (Humic substances)

24

Page 5: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

5

กระบวนการยอยสลายอนทรยวตถ (Organic matter decomposition processes)

กระบวนการยอยสลาย คอ การยอยละเอยดของเศษวตถดบอนทรยจนไดเปนสารประกอบอนทรยตางๆ รวมท �งฮวมส ซ�งมกจะมสดาคล �าน�นเอง

กระบวนการยอยสลายเปนกระบวนการท�ประกอบไปดวยกระบวนการ ท �งทางกายภาพ เคมและชวภาพท�คอนขางซบซอนแตคอยเปนคอยไป โดยสามารถเกดข �นเองตามธรรมชาต

โดยท�วไปแลว กระบวนการยอยสลาย หรอ decomposition มอย 2 ข �นตอน ค อ 1) ก ระ บ วนก าร ย อย สลาย ทาง ก าย ภาพ (physical decomposition), 2) กระบวนการยอยสลายทางชวเคม (biochemical decomposition) ในข �นน �เกดการเปล�ยนรป (transformation) ของสารประกอบ

25

กระบวนการยอยเศษซากพชทางชวเคม ม 4 ข �นตอนหลก ดงน �

1. การยอยสลายสารประกอบท�มโครงสรางงายตอการทาลายพนธะเคมโดยจลนทรย เชน สารประกอบประเภท น �าตาล (sugars) แปง (starches) และโปรตน (proteins)

2. การยอยสลายสารประกอบท�มโครงสรางยากมากข �นในการทาลายพนธะทางเคมโดยจลนทรย ซ�งอาจใชเวลาในการยอยสลาย 2-3 ป สารประกอบเหลาน � เชน cellulose (สารประกอบคารโบไฮเดรตท�ไมละลายน �า พบในพช) และ lignin (สารประกอบท�มโครงสรางซบซอนยากตอการทาลายพนธะ เปนสวนประกอบของเน �อไม)

3. การยอยสลายสารประกอบท�มโครงสรางยากมากย�งกวาสารประกอบในขอ 2 ซ�งอาจใชเวลาในการยอยสลาย 10 ป สารประกอบเหลาน � เชน waxes และ phenols

4. สารประกอบอ�นๆ ท�ตองใชเวลานานมากหลายสบป หลายรอยป หรอหลายหม�นป ในการยอยสลาย เชน สารประกอบ humic substances 26

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย

(Factors affecting decomposition of organic matter)

1. องคประทากอบทางเคมของวสดอนทรย (chemical composition of organic materials)

2. อตราสวนของสารประกอบอนทรยคารบอนตอสารประกอบไนโตรเจน (C:N ratio)

3. ขนาดของวสดอนทรย (size of organic pieces)

4. สภาพความเปนกรดดางของดน (soil pH)

5. ขนาดประชากรของจลนทรยและส�งมชวตอ�น ๆ ท�ชวยยอยสลายอนทรยวตถ

6. การระบายอากาศ (aeration)

7. ความช �น (moisture)

8. อณหภม (temperature)

27

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย

(Factors affecting decomposition of organic matter)

• อ ง ค ป ร ะ ก อ บ ท า ง เ ค ม ข อ ง วส ด อ น ท ร ย (chemical composition of organic materials)

• อตราสวนของสารประกอบอนทรยคารบอนตอสารประกอบไนโตรเจน (C:N ratio)

• ขนาดของวสดอนทรย (size of organic pieces)

ปจจยคณภาพสารอนทรย (Quality - Q)

คณภาพทางเคม

คณภาพทางกายภาพ

28

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)

ปจจยส�งมชวตท�เขามาทาการยอยสลาย (Organisms - O)

• ขนาดประชากรของจลนทรยและส�งมชวตอ�น ๆ ท�ชวยยอยสลายอนทรยวตถ

ปจจยสภาพแวดลอมทางกายภาพ (Environment - E)

• สภาพความเปนกรดดางของดน (soil pH)

• การระบายอากาศ (aeration)

• ความช �น (moisture)

• อณหภม (temperature) 29

Q

O EEnvironmentOrganisms

Quality

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)

30

Page 6: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

6

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (Factors affecting decomposition of organic matter)

1. โครงสรางทางเคมของวสดอนทรย (chemical composition of organic materials)

สารประกอบโมเลกลเลก เชน แปงและ น �าตาล จะถกยอยง ายกว าสารประกอบโมเลกลใหญและ มโครงสรางซบซอน เชน lignin และ chitin ซ�งข �นอยกบโครงสรางของส า ร ป ร ะ ก อ บ ค า ร บ อ น (carbon profile) น�นเอง

แหลงของวสดอนทรย การสลายตว ของวสดอนทรย

Simple sugar งายท�สด

ยากท�สด

Starches

Proteins and amino acids

Hemicelluloses

Celluloses

Fats, Waxes, Oils

Lignin and phenolics

(อรวรรณ, 2551 ) 31

สารประกอบท�มโครงสรางงายตอการทาลายพนธะเคมโดยจลนทรย

Fructose32

สารประกอบท�มโครงสรางยากมากข �นตอการทาลายพนธะเคมโดยจลนทรย (ใชเวลาในการยอยสลาย 2-3 ป)

Cellulose

Lignin

33 Phenols

สารประกอบท�มโครงสรางยากมากข �น ซ�งอาจใชเวลาในการยอยสลาย 10 ป

34

Humic substance structure

สารประกอบท�ตองใชเวลานานมากหลายสบป หลายรอยป หรอหลายหม�นป ในการยอยสลาย

35

Litter decomposition study

Source: A. Puttaso, pers com.

Fungi

36

Page 7: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

7

Organic residues decomposed at before app. and week after app.Source: A. Puttaso, pers com.

37

Results of decomposition studies

Pattern of ash free DW remaining (%of origin) of different quality residues after incorporation in soil.(Dashed line represents data fitted to single exponential decay model, while solid line represents data fitted to a double exponential model).

Source: A. Puttaso, pers com.

38

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)(Factors affecting decomposition of organic matter)

2. อตราสวนของสารประกอบอนทรยคารบอนตอสารประกอบไนโตรเจน หรอท�เราเรยก C:N ratio คอ อตราสวนของเปอรเซนตคารบอนตอไนโตรเจนในวสดอนทรย

จลนทรยท�ยอยสลายวสดอนทรยใชคารบอนเปนแหลงพลงงาน และใชท �งคารบอนและไนโตรเจนในการสรางเซลล โดยเฉพาะคารบอนท�ตองนามาสงเคราะหสารประกอบท�เปนโครงสรางหลกของเซลล จลนทรยจงตองการสารประกอบคารบอนมากกวาไนโตรเจนในการเจรญเตบโต

ปรมาณคารบอนกบไนโตรเจนสาหรบจลนทรยดนท�มกตองการใชในการสรางเซลลแปรผนตามชนดของจลนทรยดน คอ มต �งแตตองการคารบอน 4 สวนตอไนโตรเจน 1 สวน จนถง คารบอน 12 สวนตอไนโตรเจน 1 สวน (C:N ratio ของ จลนทรยดน ~4:1 ถง 12:1) 39

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)(Factors affecting decomposition of organic matter)

2. อตราสวนของสารประกอบอนทรยคารบอนตอสารประกอบไนโตรเจน

สวน C:N ratio ของพชท� เราถอวาเพยงพอท�จะใหจลนทรยเจรญเตบโตและมกจกรรมไดดโดยท�ไมตองแยงไนโตรเจนจากดนไป คอ ประมาณ 20:1 ถง 30:1 กลาวคอ เม�อเกดกจกรรมการยอยสลายวสดอนทรยในดนแลวกจะเกดกระบวนการ mineralization ปลดปลอยไนโตรเจนท�เหลอจากการยอยสลายออกมาเปนประโยชนใหพชได

แตถาเศษซากพชม C:N ratio สงกวา 30:1 จลนทรยกมกจะดงเอาไนโตรเจนในรปท�เปนประโยชนในดนไปใช คอ NH4

+ และ NO3- เราเรยกวา

กระบวนการ immobilization 40

2. อตราสวนของสารประกอบอนทรยคารบอนตอสารประกอบไนโตรเจน (ตอ)

วสดอนทรย เปอรเซนตคารบอน เปอรเซนตไนโตรเจน อตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน

ผกตบชวา 43.6 1.27 34

ตอซงขาวโพด 33.0 0.53 62

ฟางขาว 48.8 0.55 89

วสดอนทรย เปอรเซนตคารบอน เปอรเซนตไนโตรเจน อตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน

ใบออย 51.5 0.49 105

แกลบ 54.7 0.36 152

ข �เล�อยไมยางใหม 58.4 0.19 307

คณสมบตของวสดอนทรยท�ยอยสลายงายบางชนด

คณสมบตของวสดอนทรยท�ยอยสลายยากบางชนด

(อรวรรณ, 2551 )41

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)

3. ขนาดของวสดอนทรย (size of organic pieces)

วสดอนทรยประเภทเดยวกนถามขนาดวสดเลกกวากมอตราการยอยสลายเรวกวา เชน เศษใบไมแหง ถาเราทาการบดยอยโดยใชเคร�องจกรกอนทาใหเกดกระบวนการหมก กจะเรงอตราการยอยสลายใหเรวข �นได เน�องจากวสดอนทรยท�มขนาดเลกกจะมพ �นท�ผวใหจลนทรยเขายอยไดมากข �นน�นเอง

- คณภาพทางกายภาพ

42

Page 8: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

8

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)(Factors affecting decomposition of organic matter)

4. ปรมาณของประชากรของจลนทรยและส�งมชวตอ�น ๆ ท�ชวยยอยสลายอนทรยวตถ ถาปจจยอ�นๆ เหมาะสมแตปรมาณประชากรของส�งมชวตในดนนอย อตราการยอยสลายกจะต�า การวดปรมาณจลนทรยโดยรวมทางหน�งคอ การวดมวลชวภาพจลนทรย (microbial biomass)

(Organisms - O)

43

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)(Factors affecting decomposition of organic matter)

5. ปจจยสภาพแวดลอมท�มผลตอจลนทรย

5.1 สภาพความเปนกรดดางของดน (soil pH)

กจกรรมของจลนทรยดนท�ชวยสลายอนทรยวตถข �นอยกบคา pH อยางมาก ชวง pH<4.5 หรอ pH> 9.0 จะมผลยบย �งกจกรรมการยอยสลายสารประกอบอนทรยอยางมาก กจกรรมของแบคทเรยและแอคทโนมยซทกจะลดลงอยางมากถาหาก pH ของดน <5.5 แตกจกรรมของเช �อรายงคงมมากกวาแบคทเรยและแอคทโนมยซท ดงน �น การปรบระดบ pH ของดนใหอยในชวงท�เหมาะสมไมเปนกรดหรอดางมากเกนไปจะสงเสรมกจกรรมการยอยสลายของอนทรยวตถในดนไดอกทางหน�ง

(Environment - E)

44

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)(Factors affecting decomposition of organic matter)

5.2 การระบายอากาศ (aeration) การยอยสลายวสดอนทรยในดนท� ทาการเกษตร หรอในพ �นท� ปาธรรมชาต โดยปกตท�วไปเปนกระบวนการท�ตองอาศยอากาศ คอ O2 เน�องจากจลนทรยท�ชวยยอยสลาย (เช �อรา และแอคตโนมยซท รวมท �งแบคทเรยบางชนด) ตองการ O2 ในกระบวนการหายใจ ซ�งถาม O2 เพยงพอแลวกจกรรมการยอยสลายจะเปนไปอยางรวดเรวและสมบรณ

5.3 ความช �น (moisture) กจกรรมและการดารงชวตของจลนทรยดน จาเปนตองอาศยน �าท�อยในระดบเหมาะสม นอกจากน �กจกรรมการยอยสลายข �นอยกบการทางานของ enzymes ท�ผลตโดยจลนทรยดน และการทางานของเอนไซมกตองอาศยน �าดวยเชนกน 45

ปจจยท�มผลกระทบตออตราการยอยสลายวสดอนทรย (ตอ)(Factors affecting decomposition of organic matter)

5.4 อณหภม (temperature) การยอยสลายอนทรยวตถในเขตรอน เชน ประเทศไทย จะมสงเน�องจากมอณหภมสงเหมาะสมตอกจกรรม decomposition (~25 – 35 oC) เน�องจากอณหภมเปนปจจยหน�งท�ควบคมปฏกรยาท �งทางเคม กายภาพ และชวภาพในดน สาหรบในเขตอบอนหรอเขตหนาวจะมอตราการยอยสลายอนทรยวตถต�ากวาเขตรอน

46

Distribution on the soil surface

Mix it into the soil down to 15 cm depth

Organic residue application

47

คา effective cation exchange capacity ของดนเน �อรวนทราย (loamy sand) ท�ไดรบสารอนทรยตางชนดตดตอกน 13 ป

Source: Puttaso et al. (2011)

48

Page 9: บทบาทของอินทรียวัตถุ ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน Lec8-9 SOM-58-2.pdf · 1. การย่อยสลายสารประกอบทีมีโครงสร้างง่ายต่อการทําลายพันธะเคมีโดยจุลินทรีย์

9/6/2016

9

อนทรยวตถปรบปรงคณสมบตทางกายภาพของดน

R = 0.82n=133

0

20

40

60

80

1 2 3 4 5 6Organic Matter (%)

Aggre

gate

Sta

bil

ity

(%

)

Relationship between aggregate stability and soil organic matter in some selected soils from the Cornell University research sites in NY.

http://ipmguidelines.org/FieldCrops/con...lt-5.asp 49

เอกสารอางอง

อรวรรณ ฉตรสรง. 2551. ความอดมสมบรณของดน. ภาควชาปฐพศาสตรและอนรกษ ศาสตร คณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม. 253 หนา.

พจนย แสงมณ. 2551. ปจจยคณภาพสารอนทรย เน �อดน และความช �นท�มตออนทรยวตถในดนและการเปล�ยนรปไนโตรเจน. วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาปฐพศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน.

Puttaso, A., P. Vityakon, P. Saenjan, V. Trelo-ges, and G. Cadisch. 2011. Effect of long term (13 years) application of different quality plant residues onsoil organic carbon and soil properties of a sandy soil of Northeast Thailand.

KKU Research J. 16(4): 359-370.เอกสารอานเพ�มเตม

ปทมา วตยากร. 2547. ความอดมสมบรณของดนข �นสง. ภาควชาทรพยากรท�ดนและส�งแวดลอม คณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน. 423 หนา.

50

51

เอกสารอานเพ�มเตม (ตอ)

Vityakon, P. 2011. Soil organic matter and soil quality in Northeast

Thailand. Department of Plant Science and Agricultural Resources,

Faculty of Agriculture, Khon Kaen University, Khon Kaen, Thailand. 142 p..