ความเป็นกรดเป็นด่างของดิน

1. ความเป็นกรดเป็นด่างของดิน บรรยายโดย ผศ.ดร. สมศักดิ์ มณีพงศ์ ห้องทำงาน : อาคารวิชาการ 4 ห้อง 224 Website : http://www.wu.ac.th/cai/msomsak/

2. ความเป็นกรดเป็นด่างของดิน ความเป็นกรดเป็นด่างของดินหรือบางครั้งเรียกว่าปฏิกริยาดิน (soil reaction) เป็นสมบัติที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของ H+ และ OH- ในสารละลายดิน โดยระบุเป็นค่า pH (power of hydrogen ion) โดยนิยามว่า pH = -log [H+] เมื่อ [H+] คือ activity ของไฮโดรเจนไอออน

3. ความเป็นกรดเป็นด่างของดิน ความรุนแรง ช่วง pH กรดจัดมาก กรดจัด กรดปานกลาง กรดอ่อน ด่างอ่อน ด่างปานกลาง ด่างจัด < ๔.๐ ๔.๐ - ๕.๐ ๕.๐ - ๖.๐ ๖.๐ - ๗.๐ ๗.๐ - ๘.๐ ๘.๐ - ๙.๐ >๙.0

4. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด ๑. การชะล้างของน้ำฝน CO2 + H2O = H2CO3 H2CO3 = H+ + HCO3- HCO3- = H+ + CO32- ความเป็นกรดที่เกิดจากสาเหตุนี้ปรากฏชัดในบริเวณที่มีปริมาณน้ำฝนมากกว่า ๑๐๐๐ มิลลิเมตร/ปี

5. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด ๒. การสลายตัวของอินทรีย์วัตถุ เมื่ออินทรีย์วัตถุสลายตัวจะก่อให้เกิดกรดอินทรีย์หลายชนิด รวมทั้งกรดอนินทรีย์บางชนิด เช่น HNO3 และ H2SO4 เป็นต้น จึงเป็นเหตุให้ดินมี pH ลดลง และก่อให้เกิดการสูญเสียธาตุอาหารเช่นเดียวกับกรณีของน้ำฝน อย่างไรก็ตามปริมาณที่สูญเสียนี้จะถูกชดเชยจากปริมาณที่ได้จากการสลายตัวของอินทรีย์วัตถุ

6. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด ๓. การใส่ปุ๋ยเคมี ปุ๋ยเคมีบางชนิดทำให้ดินเป็นกรดมากขึ้น เช่น (NH4)2SO4 K2SO4 และ NH4Cl เป็นต้น

7. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด ๔. การสลายตัวของวัตถุต้นกำเนิดดินบางชนิดที่ให้สารซึ่งมีฤทธิ์เป็นกรด สารที่พบบ่อย ได้แก่ pyrite (FeS2) 4FeS2 + 15O2 + 14H2O = 4Fe(OH)3 + 8H2SO4

8. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด Acid sulfate soil

9. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด ๕. กิจกรรมทางด้านอุตสาหกรรมของมนุษย์ • การทำเหมืองแร่บางแห่งซึ่งมีสารทำให้เกิดกรด • การเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลทำให้เกิดฝนกรด

10. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด

11. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด

12. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด

13. สาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรดสาเหตุที่ทำให้ดินเป็นกรด ๖. การดูดธาตุอาหารของพืช Ca2+ K+ Mg2+ H+ NH4+

14. ชนิดของความเป็นกรด ความเป็นกรดในดินแบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ • active acidity • potential acidity

15. Active acidity ความเป็นกรดที่เกิดจาก H+ ที่ละลายอยู่ในสารละลายดิน ระดับความเป็นกรดชนิดนี้สามารถวัดได้โดยนำดินมาทำเป็นสารแขวนลอยในน้ำแล้วนำไปวัดค่า pH

16. potential acidity ความเป็นกรดซึ่งเกิดจาก H+ ที่ถูกดูดซับอยู่ที่ผิวของอนุภาคดิน หรือ H+ ที่เกิดจากปฏิกริยา hydrolysis ของ acidic cation (หมายถึงแคทไอออนที่ทำปฏิกริยากับน้ำแล้วให้ H+ เช่น Fe2+ Fe3+ และ Al3+ เป็นต้น) ที่ถูกดูดซับอยู่ที่ผิวของอนุภาคดิน

17. potential acidity potential acidity Al3+ + H2O = AlOH2+ + H+ AlOH2+ + H2O = Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)3 + H+

18. อิทธิพลของความเป็นกรดเป็นด่างต่อการเจริญเติบโตของพืชอิทธิพลของความเป็นกรดเป็นด่างต่อการเจริญเติบโตของพืช ความเป็นกรดเป็นด่างของดินไม่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชโดยตรง แต่จะมีผลต่อความสามารถในการละลายของธาตุอาหารพืช และกิจกรรมของจุลินทรีย์ ซึ่งจะส่งผลต่อการเจริญของพืชอีกทีหนึ่ง

19. อิทธิพลของความเป็นกรดเป็นด่างต่อการเจริญเติบโตของพืชอิทธิพลของความเป็นกรดเป็นด่างต่อการเจริญเติบโตของพืช

20. อิทธิพลของความเป็นกรดเป็นด่างต่อการเจริญเติบโตของพืชอิทธิพลของความเป็นกรดเป็นด่างต่อการเจริญเติบโตของพืช

21. แนวทางในการใช้ประโยชน์พื้นที่ดินกรดเพื่อการเกษตรแนวทางในการใช้ประโยชน์พื้นที่ดินกรดเพื่อการเกษตร ๑. เลือกพันธุ์พืชที่สามารถเจริญเติบโตได้และให้ผลผลิตสูงมาปลูกในพื้นที่ พืชที่สามารถเจริญเติบโตได้ดีในดินกรด ได้แก่ ยางพารา ชา กาแฟ สับปะรด และ แตงโม เป็นต้น ในขณะที่พืชตระกูลถั่วส่วนใหญ่ไม่ชอบดินกรด

22. แนวทางในการใช้ประโยชน์พื้นที่ดินกรดเพื่อการเกษตรแนวทางในการใช้ประโยชน์พื้นที่ดินกรดเพื่อการเกษตร ๒. ปรับปรุงดินให้เหมาะต่อการเจริญเติบโตของพืชที่ต้องการปลูก แนวทางนี้จำเป็นต้องลงทุน ดังนั้นพืชที่ปลูกควรเป็นพืชที่ให้ผลตอบแทนทางเศรษฐกิจที่คุ้มทุน

23. วิธีปรับปรุงดินกรด ปรับปรุงโดยเติมสารวัสดุปูน (liming matterial) ลงไปในดิน ทั้งนี้เนื่องจากสารเหล่านี้เป็นด่างที่หาได้ง่ายและราคาถูก วัสดุปูน หมายถึงสารประกอบออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ และคาร์บอเนต ของแคลเซียมหรือแมกนีเซียม

24. วิธีปรับปรุงดินกรด

25. ความต้องการปูน ความต้องการปูน (lime requirement ย่อ LR) LR หมายถึงปริมาณปูนที่ต้องใช้ต่อหน่วยพื้นที่เพื่อเพิ่ม pH ของดินนั้นเป็นค่า pH ที่เหมาะสมค่าใดค่าหนึ่ง pH ที่เหมาะสมนิยมใช้ค่าในช่วง ๖.๐ - ๖.๕ ทั้งนี้เพราะเป็นช่วงพืชส่วนใหญ่เจริญเติบโตได้ดี

26. การระบุค่าความต้องการปูนการระบุค่าความต้องการปูน ค่าความต้องการปูนนิยมระบุเป็นน้ำหนัก CaCO3 เช่น LR ที่ pH ๖.๕ = ๔๐๐ kg-CaCO3/ไร่ หมายความว่าถ้าต้องการปรับ pH ของดินแห่งนี้เป็น ๖.๕ จะต้องใช้ CaCO3 ในอัตรา ๔๐๐ kg/ไร่

27. ค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูนค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูน ค่าความสามารถทำให้เป็นกลาง (neutralizing value) บางครั้งเรียกว่า lime equivalent value หรือ calcium carbonate equivalent value เป็นค่าเปรียบเทียบความสามารถในการทำให้เป็นกลางของปูนบริสุทธิ์ชนิดนั้น ๆ ๑๐๐ กรัม กับ CaCO3

28. ค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูนค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูน วิธีคำนวณ ค่าความสามารถทำให้เป็นกลาง CaO + 2H+ = Ca2+ + H2O Ca(OH)2 + 2H+ = Ca2+ + 2H2O CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2

29. ค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูนค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูน ตัวอย่าง จงคำนวณค่า neutralizing value ของ Ca(OH)2 วิธีคำนวณ น้ำหนักโมเลกุลของ Ca(OH)2 = 40 + (16 x 2) + (1 x 2) = 74 กรัม/โมล น้ำหนักโมเลกุลของ CaCO3 = 40 + 12 + (16 x 3) = 100 กรัม/โมล เพราะว่า Ca(OH)2 1 โมล ทำปฏิกริยาได้เทียบเท่า CaCO3 1 โมล ดังนั้น Ca(OH)2 74 กรัม ทำปฏิกริยาได้เทียบเท่า CaCO3 100 กรัม

30. ค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูนค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูน Ca(OH)2 74 กรัม ทำปฏิกริยาได้เทียบเท่า CaCO3 100 กรัม ถ้า Ca(OH)2 100 กรัม ทำปฏิกริยาได้เทียบเท่า CaCO3 100 x (100/74) กรัม นั่นคือ Ca(OH)2 มีค่า neutralizing value = 135 กรัม

31. ตัวอย่างการคำนวณ ดินแห่งหนึ่งมีค่า LR = 450 kg-CaCO3/ไร่ ถ้าต้องการใช้ปูนขาวแทน ต้องใช้ในอัตราเท่าใด

32. ค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูนค่าความสามารถทำให้เป็นกลางของวัสดุปูน ชื่อสามัญ สูตรเคมี neutralizing value หินปูน CaCO3 ๑๐๐ ปูนเผา CaO ๑๗๙ ปูนขาว Ca(OH)2 ๑๓๕ ปูนมาร์ล CaCO3 ๑๐๐ หินโดโลไมต์ CaCO3.MgCO3 ๑๐๙

33. การใส่ปูน

34. การใส่ปูน

35. ข้อดีของการใส่ปูน ๑. เพิ่มธาตุอาหารพืชให้แก่ดินโดยเฉพาะ Ca และ Mg ในกรณีที่ใช้หินโดโลไมต์ ๒. ช่วยให้ฟอสฟอรัสและโมลิบดินัมละลายได้ดีขึ้น พืชจึงสามารถดูดไปใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น ๓. ช่วยให้เหล็ก แมงกานีส และอลูมิเนียม ละลายได้น้อยลง ทำให้ธาตุเหล่านี้อยู่ในระดับที่ไม่เป็นพิษต่อพืช

36. ข้อดีของการใส่ปูน • ๔. ช่วยให้การสลายตัวของอินทรีย์วัตถุเร็วขึ้น การปลดปล่อยธาตุอาหารจากอินทรีย์วัตถุจึงเร็วขึ้นด้วย • ๕. ช่วยให้การติดปมรากของพืชตระกูลถั่วดีขึ้น ส่งผลให้พืชตระกูลถั่วเจริญเติบโตได้ดีขึ้น

37. ข้อดีของการใส่ปูน • ๖. ในกรณีของดินเหนียวการใส่ปูนจะช่วยให้ดินโปร่ง ซึ่งจะทำให้การระบายอากาศของดินดีขึ้น และการซึมซับน้ำเร็วขึ้น เนื่องจาก Ca ช่วยลดแรงผลักทางไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาค • ๗. ลดการระบาดของโรคพืชที่เกิดจากเชื้อราบางชนิดได้ เนื่องจากเชื้อราสามารถเจริญเติบโตได้ดีในดินกรด

38. ข้อเสียของการใส่ปูน • ๑. ทำให้ความเข้มข้นของ Fe และ Mn ในดินต่ำจนไม่เพียงพอต่อความต้องการของพืช • ๒. แคลเซียมที่เติมลงไปในปริมาณมากเกินไป จะทำปฏิกริยากับฟอสฟอรัสเกิดเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้ยาก ทำให้ความเป็นประโยชน์ของฟอสฟอรัสลดลง • ๓. ทำให้ความเป็นประโยชน์ของโบรอนลดลง

39. วิธีป้องกันสภาพเกินปูนวิธีป้องกันสภาพเกินปูน ไถคลุกเคล้าให้ปูนผสมกับดินอย่างดี แบ่งใส่หลายครั้ง เช่น ถ้าต้องใช้ปูน ๗๐๐ kg/ไร่ ในปีแรกอาจใส่ปูนเพียง ๔๐๐ kg/ไร่ แล้วใส่เพิ่มอีก ๓๐๐ kg/ไร่ ในปีที่สอง

40. ความเค็มของดิน (soil salinity) ต่อชุดที่ ๒