122351/132351 Soil Fertility and Plant Nutrition

ความอดมสมบรณของดนและโภชนาการพช

อาจารยผสอน

ศ. ดร. ปทมา วตยากร แรมโบ 1

การประเมนความอดมสมบรณของดน(Soil Fertility Evaluation)

2

การประเมนความอดมสมบรณของดน (Soil Fertility Evaluation)

การประเมนความอดมสมบรณของดน คอ การประเมนความสามารถทดนจะใหธาตอาหารแกพช สวนหนงเปนการประเมนระดบธาตอาหารพชในดนโดยตรง และอกสวนหนงเปนการประเมนสถานภาพหรอคณสมบตทสงผลหรอเกยวของกบความอดมสมบรณของดน

3

วตถประสงคของการประเมนธาตอาหารพชในดน

1. เพอหาสถานะธาตอาหารทเปนประโยชนในดนอยางเทยงตรง 2. สามารถชใหเกษตรกรเหนอยางชดเจนถงการขาดแคลนหรอการมมากเกนพอของธาตอาหาร ทเกดขนในพชตาง ๆ ทสนใจ 3. ประเมนระดบของธาตทอาจจะเปนพษตอพชได เชน Fe และ Al เปนตน 4. เปนพนฐานในการแนะน าป ย 5. สามารถประเมนคาทางเศรษฐกจ (รายจาย) ทเกดจากการใชป ยในปรมาณทแนะน า

4

วธการประเมนความอดมสมบรณของดน

ในการประเมนความอดมสมบรณของดน เราตองทราบวามปจจยทางดานธาตอาหารใดทมผลตอผลผลตของพช ซงปจจยทส าคญทจะใหปรมาณธาตอาหารทเพยงพอส าหรบพชหนงๆ ขนอยกบปจจยหลายประการ เชน คณภาพของดน พนธพช การจดการ และสงแวดลอม (เชน สภาพภมอากาศ) อตราหรอปรมาณของธาตอาหารทเราตองปรบเปลยนนน ขนอยกบปจจยพนฐาน 2 ประการคอ ความตองการธาตอาหารของพช และศกยภาพของดนในการใหธาตอาหารพช

5

• ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (visual analysis for nutrient deficiency symptoms)

• การวเคราะหเนอเยอพช (plant tissue analysis)

• การวเคราะหดน (soil analysis)

• การทดสอบทางชวภาพ (biological test) เชน การท าการทดลองในกระถาง และในไรนา เปนตน

เทคนคและวธการวนจฉยเพอใหทราบขอมลทงสองประการดงกลาว มหลายวธทใชกนอยางแพรหลาย ไดแก

วธการประเมนความอดมสมบรณของดน (ตอ)

6

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (visual analysis for nutrient-deficiency symptoms)

พชเปนองคประกอบหนงของระบบนเวศ การทตนพชสามารถเจรญเตบโตไดในระบบนเวศ เนองจากองคประกอบตางๆ ของระบบนเวศ (ทงองคประกอบทางชวภาพและกายภาพ) เออตอการเจรญเตบโต หากองคประกอบของระบบนเวศไมเหมาะสมทงดานธาตอาหารและองคประกอบทางกายภาพแวดลอมอนๆ พชกจะแสดงอาการใหเราเหน เชน มการเจรญเตบโตผดปกต และ/หรอ มสผดปกต เปนตน อาการผดปกตทพชแสดงออกและเราสามารถมองเหนได เรยกวา อาการขาดธาตอาหารทสงเกตเหนได (visual deficiency symptoms)

7

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (ตอ)

8

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (ตอ) ลกษณะการขาดธาตอาหารทพบในพชโดยทวๆ ไป คอ ใบเปนสเหลอง (yellowing หรอ chlorosis) และในบางกรณตามมาดวยการเหยวของใบ (necrosis) ในสวนทเคยเปน chlorosis อาการแบบนเปนอาการขาดธาตอาหารหลายชนด แตบรเวณทแสดงอาการและความมากนอยแตกตางกนไปในแตละธาตทขาด ขนอยกบวาธาตนนเคลอนทได (mobile) เพยงใดในพช ถาธาตอาหารเคลอนทได chlorosis จะเกดทใบแก (ใบลาง) ถาธาตอาหารเคลอนทไมได (immobile) อาการจะเกดทใบออน (ใบบน) การขาดธาตอาหารบางตวท าใหเกดการสรางรงควตถ anthocyanin ในใบหรอล าตน หรอทงสองแหง ท าใหเกดอาการสมวง หรอเขยวเขมของใบ /ล าตน นนๆ อาการ chlorosis บางกรณเกดระหวางเสนใบพช (vein) จงเรยกวา interveinal chlorosis 9

necrosis chlorosis

interveinal chlorosis

- P เกดอาการใบสมวง

10

ลกษณะการขาดธาตจ าเพาะของแตละธาต

ธาตอาหาร อาการ

N เปนธาตทเคลอนทได การขาดธาต N ท าใหมการโยกยาย N จากใบแกไปสใบออน ท าใหใบแกเปนสเหลอง ในพชใบเลยงเดยว เชน ขาวโพด อาการใบเหลองจะเกดทกลางใบมากกวาทขอบใบ

P การขาดธาต P ท าใหเกดการสรางรงควตถแอนโธไซยานน (anthocyanin) ท าใหเกดสมวง ในขาวโพดสมวงจะเกดบรเวณขอบใบ และล าตนสวนลาง พชบางชนดจะมสเขยวเขมจนเกอบเปนสน าเงน

K ลกษณะทวไป คอ ปลายใบและขอบใบเหยว (necrosis) เกดทใบทพฒนามาเตมทแลว (recently matured leaves) ตอนแรกปลายและขอบใบจะเหลอง (chlorosis) และกลายเปนสน าตาล แลวจงเหยว ในทสดแหงตายไป ท าใหปรากฏเปนขอบเวาแหวง การทสวนปลายและขอบใบเหลองกอนท าใหตางจากการขาด N ซงสวนกลางใบเหลองกอน

Fe อาการขาดจะเกดทใบออนทสดในพช เพราะ Fe ไมเคลอนทในพช อาการเรมตนดวยการเกดสเหลองบรเวณระหวางเสนใบ (interveinal chlorosis) แตถารนแรงทงใบจะเปนสเหลอง ถงเหลองซดเกอบขาว 11

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (ตอ)

- Mn

-S

- P - K - N

12

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (ตอ)

13

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (ตอ)

14

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (ตอ)

15

ลกษณะการขาดธาตอาหารของพช (ตอ)

- Fe

- Cu

16

การวเคราะหดน (Soil analysis)

การวเคราะหดน ในความหมายทจ ากด หมายถง การวเคราะหดนทางเคมอยางรวดเรวเพอใหไดผลทประเมนสถานะธาตอาหารในรปทเปนประโยชนตอพช (plant available nutrient) และความเปนพษของธาตบางชนดในดน

ขนตอนและวธการวเคราะหดน 1. การเกบตวอยางดน

2. การเตรยมตวอยางดน

3. การวเคราะห

4. การแปลความหมาย 17

การเกบตวอยางแบบสมอยางงาย การเกบแบบนตวอยางแตละหนวยจะถกสมมาจากประชากร โดยแตละหนวยมโอกาสจะถกเลอกเทากน ดงนนหนวยตวอยางทเกบจะใหคาเฉลยของประชากรในพนท วธหนงทใชได เชน ระบบจดรวม (coordinate system)

การเกบตวอยางดนในพนททมความสม าเสมอ

18

การเกบตวอยางดนในพนททไมสม าเสมอ การเกบตวอยางแบบเปนกลมหรอชนภม (stratified random sampling)

การเกบตวอยางแบบน หนวยตวอยางทไดมาจากการแบงกลมประชากรทจะเลอกตวอยางออกเปนกลมหรอประชากรยอย (subpopulation) โดยแตละกลมประกอบดวยหนวยทมความคลายคลงกนมากทสด แลวจงใชวธสมอยางงายจาก แตละประชากรยอย

ตวอยางเชน

เกบตวอยางในแปลงทมความลาดเท แยกตามระดบความลาดเท แลวใชวธสมแบบงายตามแปลงยอยทระดบความลาดเทตางๆ

19

การเกบตวอยางดนในพนททไมสม าเสมอ (ตอ)

ความลาดเอยง ระดบสง (block I)

ระดบกลาง (block II)

ระดบต า (block III)

การเกบตวอยางดนตามระดบความลาดเทของพนท (สง กลาง และต า) 20

ผสมใหเขากน การท าใหแหง

การรอนตวอยาง การบดตวอยาง

การเตรยมตวอยางดน

21

การวเคราะหตวอยางดน การวเคราะหดนหรอการตรวจสอบดน มกจะหมายถง การสกดตวอยางดนทางเคม เพอประเมนความเปนประโยชนของธาตอาหารในดน โดยมหลกวาจะใชน ายาสกดใดกตามส าหรบธาตหนงๆ หรอหลายธาต โดยเชอวาจะชวยท าใหธาตอาหารในดนออกมากบสารละลายทใชสกดนนไดใกลเคยงทสดกบธาตอาหารสวนทเปนประโยชนตอพชจรงในดน ดงนน หากใชน ายาสกดทเหมาะสม ปรมาณธาตอาหารทสกดไดจะมความสมพนธกนกบปรมาณธาตอาหารทเปนประโยชนตอพชจรง (plant available nutrients)

Readily available

Slowly available

Nutrients in soil mineral

Soil solution

เรว ชา ชามาก

ตรวจวดโดยการวเคราะหดน ตรวจวดไดยาก ตรวจวดไดยากมาก

การวเคราะหธาตอาหารในดนแตละสวนมความยากงายตางกน ดงแสดงในแผนภาพ

22

การวเคราะหตวอยางดน (ตอ)

Readily available

Slowly available

Nutrients in soil mineral

Soil solution

เรว ชา ชามาก

ใชน ายาสกดทท าปฏกรยาไมรนแรง ใชน ายาและวธสกดทมปฏกรยารนแรง

ตรวจวดไดยากมาก

การวเคราะหธาตอาหารในดนแตละสวนทจะเปนประโยชนตอพชไดยากงายหรอเรวชาตางกน ดงแสดงในแผนภาพ

ตองเลอกน ายาและวธการสกดทเหมาะสม 23

การวเคราะหไนโตรเจนอนนทรยจะเปนรปใด ขนอยกบสารเคมทใชสกด หากเราตองการแอมโมเนยมและไนเตรตในสารละลายดนและรปทแลกเปลยนได เราใชสารสกดทเปนเกลอ เชน 1 N หรอ 2 N KCl ถาตองการแอมโมเนยมทแลกเปลยนไมได เราใชสารสกด เชน 5 N HF – 1 N HCl

หนาตดดนตามแนวดงแสดงระบบคอลลอยดดนทสมพนธกบรปตาง ๆ ของธาตอาหารในดน และการดดใชธาตอาหารโดยรากพช (ปทมา, 2547)

สารละลายดน

< 1 µm

คอลลอยดดน

NH4+

NH4+

NH4+

NO3-

NO3-

NH4+ NO3

-

1 N หรอ 2 N KCl

5 N HF - 1 N HCl

ชดตรวจสอบดนอยางงายและรวดเรว (Soil test kits)

N P K & pH

pH

อนทรยวตถ

การวเคราะหพช (Plant analysis) การวเคราะหพช เปนการประเมนธาตอาหารในเนอเยอพช จงเปนธาตอาหารทพชดดเขาไปจรง หลกการทน าการวเคราะหพชมาใช คอ ธาตอาหารในพชและความเปนประโยชนของธาตอาหารในดนมความสมพนธกน หลกของวธการประเมน คอ การประเมนความเขมขนของธาตอาหารในเนอเยอพช แลวน าคาวเคราะหพชนนๆ มาเปรยบเทยบกบคามาตรฐานของพชนนๆ ทระบความเพยงพอ/ขาดแคลน การวเคราะหตวอยางพชนนอาจจะใชวธการอยางงายและท าไดในภาคสนามโดยใชชดตรวจสอบพชอยางงาย (plant test kits)

การเกบตวอยางมาวเคราะหในหองปฏบตการ ปจจยท ตองค านงคอ สวนของพชทน ามาวเคราะห เชน พชทงตน (whole plant) หรอสวนใดสวนหนงของพช ยกตวอยางเชน เนอเยอพชสด (plant tissue) และกานใบ (petioles) เปนตน 26

ชดตรวจสอบพชอยางงาย (Plant test kits)

agnitrogen.com/nitratekits/nitra...its.html

27

Plant nitrate test kit: Test crops for optimum N levels

throughout growth for maximum yield. Use pliers or a garlic

press to squeeze out sample liquid from your plant

samples. Make optimal fertilization decisions! Test range is 0 - 1000 ppm nitrate-N, or 0 - 5000 ppm nitrate.

Chlorophyll meter

Sufficiency nutrient ranges ส าหรบพชชนดตางๆ

ขาวโพด

Nutrient conc. ทงตน (whole plant)

25-45 วน*

ใบทสาม (third leaf)

45-80 วน**

ใบทฝก (earleaf)

green silks***

ใบทฝก (earleaf)

brown silks***

N, % 4.0-5.0 3.5-4.5 3.0-4.0 2.8-3.5

P, % 0.40-0.60 0.35-0.50 0.30-0.45 0.25-0.40

K, % 3.0-5.0 2.0-3.5 2.0-3.0 1.8-2.5

Ca, % 0.51-1.60 0.20-0.80 0.20-1.0 0.20-1.2

Mg, % 0.30-0.60 0.20-0.60 0.20-0.80 0.20-0.80

S, % 0.18-0.40 0.18-0.40 0.18-0.40 0.18-0.35

B, ppm 6-25 6-25 5.-25 5-25

Cu, ppm 6-20 6-20 5-20 5-20

Fe, ppm 40-500 25-250 30-250 30-250

Mn, ppm 40-160 20-150 20-150 20-150

Zn, ppm 25-60 20-60 20-70 20-70 29

Sufficiency nutrient ranges ส าหรบพชชนดตางๆ (ตอ)

Nutrient conc. ถวเหลอง (soybean) ธญพช (small grain)

sufficiency ranges* sufficiency ranges

N, % 4.3-5.5 2.0-3.0

P, % 0.3-0.5 0.20-0.50

K, % 1.7-2.5 1.5-3.0

Ca, % 0.4-2.0 0.20-0.50

Mg, % 0.3-1.0 0.15-0.40

S, % 0.4-0.8 25-100

B, ppm 21-55 -

Cu, ppm 10-30 5-25

Fe, ppm 51-350 40-250

Mn, ppm 21-100 25-100

Zn, ppm 21-50 15-70

Mo, ppm 1.0-5.0 - 30

การทดลองทางชวภาพ

การปลกพชในดนเปนวธการหนงทจะตรวจสอบไดวา ศกยภาพดานธาตอาหารของดนนนๆ มมากนอยเพยงไร ซงอาจท าในเรอนทดลอง (greenhouse) หรอ ท าในแปลงปลก (field) กได 1. การทดสอบในเรอนทดลอง (greenhouse test) การทดสอบอยางงายเพอทจะตรวจสอบระดบความเปนประโยชนของธาตอาหาร เรามกจะปลกพชในกระถางโดยใชปรมาณดนไมมากนก แลวท าการปลกพชในกระถางโดยแปรผนอตราธาตอาหารหนงๆ ทตองการทราบวามผลกระทบตอพชทปลกหรอไม อยางไร การตอบสนองของพชตอธาตอาหารสามารถตรวจสอบไดโดยการสงเกตลกษณะของพช การวดการเจรญเตบโต (การวดน าหนก, ความสง) ผลผลตพชทงหมดและปรมาณธาตอาหารในพช 31

การทดสอบในเรอนทดลอง (greenhouse test)

32

การทดลองทางชวภาพ (ตอ)

2. การทดสอบในไรนา (field test) เปนการทดลองในสภาพแวดลอมตามธรรมชาตจรง ไมวาจะเปนดน หรอสภาพภมอากาศ โดยการทดสอบในไรนามกจะท าขนเพอน าผลการทดลองไปประมวลและพฒนาการใหค าแนะน าดานธาตอาหารพชหรอการใสป ย ซงโดยมากแลวจะเปนการทดลองโดยนกวชาการ เมอนกวชาการไดเลอกต ารบการทดลอง (treatments) แลวกจะท าการสมปลกในแปลงทดลองหนง โดยทแตละต ารบการทดลองกจะมการปลกซ า (> 3 ซ า) เพอจะใหผลการทดลองถกตองมากขนและเพอใหครอบคลมความแปรผนของดนในพนททท าการทดลองดวย

33

การทดสอบในไรนา (field test)

34

เอกสารอางองและอานเพมเตม

ปทมา วตยากร. 2547. ความอดมสมบรณของดนขนสง. ภาควชา ทรพยากรทดนและสงแวดลอม คณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน. 423 หนา. อรวรรณ ฉตรสรง. 2551. ความอดมสมบรณของดน. ภาควชาปฐพศาสตร และอนรกษศาสตร คณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม. 253 หนา.

35