การฟื้นชีวิตให้กับดิน

หลายคนมองว่าดินเป็นเพียงที่หยั่งยึดรากพืช หรือเป็นเพียงแหล่งอาหารสำหรับพืช แต่ที่จริงแล้ว ดินเองก็มีชีวิต มีการเปลี่ยนแปลงมากมายที่เกิดขึ้นอยู่ในดินตลอดเวลา ในดิน 1 กรัม (น้อยกว่าหนึ่งหยิบมือ) มีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากถึงหลายพันล้านตัว โดยสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ส่วนใหญ่ก็คือจุลินทรีย์ แต่ก็ยังมีสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกมากมายเช่น แมลง, ไส้เดือน, สัตว์ขนาดเล็ก และรากพืช สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศดิน ทั้งในแง่ของการทำให้ดินร่วนซุย, ย่อยสลายอินทรีย์วัตถุให้เป็นฮิวมัส หรือเปลี่ยนธาตุอาหารในดินให้อยู่ในรูปที่พืชนำไปใช้ประโยชน์ได้ ตลอดจนเป็นแหล่งอินทรีย์วัตถุเองเมื่อสิ่งมีชีวิตนั้นตายลง

ตาราง  สิ่งมีชีวิตในดิน

สิ่งมีชีวิต	จำนวน	อาหาร	บทบาทในนิเวศดิน
จุลินทรีย์	120 ล้าน – 1,200 ล้าน ต่อดินหนึ่งกรัม	อินทรียวัตถุ, ธาตุอาหารในดิน	ย่อยสลายอินทรีย์วัตถุ, ตรึงไนโตรเจน, ปลดปล่อยฟอสเฟตจากดิน
แมลง	หนึ่งพัน-หนึ่งแสนตัว ในดินหนึ่งตารางเมตร	พืชและสัตว์ขนาดเล็ก, แมลง, รากพืช, ซากพืช, อินทรีย์วัตถุ	พรวนดินและผสมดิน เมื่อตายก็จะเป็นอินทรีย์วัตถุ แต่อาจเป็นศัตรูพืชด้วย
ไส้เดือน	30-300 ตัว ในดินหนึ่งตารางเมตร	อินทรีย์วัตถุ	พรวนดินและผสมดิน มูลมีธาตุอาหารมาก
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม	ไม่แน่นอน	ไส้เดือน, แมลง	พรวนดิน เพิ่มอินทรีย์วัตถุ
รากพืช	18 – 1,000 กิโลกรัม/ไร่	สังเคราะห์แสง, ธาตุอาหาร	เก็บกักน้ำ, หมุนเวียนธาตุอาหารจากดินลึกชั้นล่าง, ซากพืชเป็นอินทรีย์วัตถุ

สิ่งมีชีวิตในดินเป็นกุญแจสำคัญของการฟื้นฟูบำรุงดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งจุลินทรีย์ต่างๆ ที่ช่วยทำหน้าที่ในการย่อยสลายอินทรีย์วัตถุ สิ่งมีชีวิตในดินเหล่านี้ต้องการอาหาร, น้ำ และอากาศ เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ดังนั้นแนวทางหลักในการฟื้นชีวิตให้กับดิน คือ

    1) อาหาร

แหล่งอาหารสำคัญของสิ่งมีชีวิตในดินก็คือ อินทรีย์วัตถุ แต่การใส่อินทรีย์วัตถุมีข้อพึงพิจารณาดังต่อไปนี้

• ดินควรมีอินทรีย์วัตถุ โดยมีสัดส่วนของคาร์บอน : ไนโตรเจน ประมาณ 25-30 : 1 ซึ่งปุ๋ยหมักที่ผ่านการหมักอย่างสมบูรณ์แล้วจะมีสัดส่วนคาร์บอน : ไนโตรเจนตามที่ต้องการ

• ในกรณีที่ใช้อินทรีย์วัตถุที่มีคาร์บอนมาก (เช่น ขี้เลื่อย) เมื่อจุลินทรีย์ย่อยสลายอินทรีย์วัตถุประเภทนี้ จุลินทรีย์อาจดึงไนโตรเจนจากดินเพื่อใช้ในการย่อย ซึ่งจะทำให้ดินมีปัญหาขาดไนโตรเจนได้ ดังนั้นจึงไม่ควรใส่อินทรีย์วัตถุประเภทนี้ในขณะที่ปลูกพืชหรือในช่วงที่พืช กำลังต้องการไนโตรเจน เพราะจะทำให้พืชแสดงอาการขาดธาตุไนโตรเจน หรือมิฉะนั้นก็ควรใส่อินทรีย์วัตถุที่มีไนโตรเจนสูงให้กับดินควบคู่กันไป ด้วย

• เกษตรกรต้องเพิ่มอินทรีย์วัตถุให้เป็นอาหารแก่สิ่งมีชีวิตในดินอย่างต่อเนื่องทุกปี

    2) อากาศ

อากาศเป็นปัจจัยในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิด อาจมีจุลินทรีย์บางชนิดที่ไม่ต้องการอากาศ แต่จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ส่วนใหญ่ต้องการอากาศในการดำรงชีพแทบทั้งสิ้น ส่วนสิ่งมีชีวิตในดินอื่นก็ต้องการอากาศในการหายใจรวมถึงรากพืชด้วย ในดินที่ขาดอากาศนั้นรากพืชก็จะไม่เจริญเติบโตหรือตายลง ทำให้ต้นพืชขาดอาหารและอาจตายได้ในที่สุด

    ในดินจะมีอากาศได้ ดินต้องโปร่งและร่วนซุย แนวทางในการทำให้ดินโปร่งและร่วนซุย คือ

- ไม่ใช้เครื่องจักรกลขนาดใหญ่ในบริเวณแปลงปลูกพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่ดินมีความชื้นสูง

- เพิ่มเติมอินทรีย์วัตถุให้กับดิน หรือใช้ปุ๋ยหมักที่มีฮิวมัสสูง เพราะฮิวมัสมีส่วนสำคัญในการทำให้ดินโปร่งและร่วนซุย

    3) น้ำ

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการน้ำในการเจริญเติบโต ปริมาณน้ำในดินเพียงเล็กน้อย (แค่เพียงแผ่นฟิลม์บางๆ เคลือบเม็ดดิน) ก็เพียงพอต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิตในดิน

    เมื่อฟื้นชีวิตให้กับดินแล้ว ต้นไม้จะแข็งแรง ปัญหาโรคและแมลงก็จะน้อยลง ที่เป็นเช่นนี้เนื่องจาก

• ดินดีทำให้ต้นไม้ได้ธาตุอาหารครบถ้วน ไม่ใช่มีธาตุอาหารแต่เพียงบางอย่างมากเกินไป เปรียบเสมือนคนที่บริโภคเฉพาะอาหารโปรตีนหรือไขมันมาก แม้จะมีชีวิตอยู่ได้แต่สุขภาพก็จะไม่แข็งแรง พืชที่ได้รับธาตุอาหารไนโตรเจนมากเกินไปก็เช่นกัน พืชจะมีลำต้นอวบแต่ไม่แข็งแรง ทำให้โรคแมลงระบาดได้โดยง่าย

• เชื้อจุลินทรีย์ในดินที่เป็นประโยชน์จะปล่อยสารบางอย่างออกมา เหมือนเป็นวัคซีนให้พืช ซึ่งทำให้ต้นไม้แข็งแรง ไม่เป็นโรคง่าย

• ดินที่มีชีวิตคือ มีความหลากหลายทางชีวภาพมาก ซึ่งจะป้องกันไม่ให้มีโรคและแมลงชนิดใดชนิดหนึ่งระบาดรุนแรง โดยปกตินั้นธรรมชาติต้องมีความหลากหลายสูงจึงอยู่ในภาวะสมดุล เมื่อเราปลูกพืชชนิดใดชนิดหนึ่งก็เท่ากับลดความหลากหลายทางชีวภาพของระบบ นิเวศลง ซึ่งทำให้โรคและแมลงระบาด เพราะธรรมชาติพยายามเพิ่มความหลากหลายด้วยสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น (โรคและแมลง) และขณะเดียวกันปริมาณพืชที่ปลูกก็ลดลงเนื่องจากโรคและแมลง เพื่อสร้างภาวะสมดุลใหม่ขึ้นมาแทน ดังนั้นการระบาดของโรคและแมลงจึงเป็นดัชนีที่บ่งชี้ถึงปัญหาความไม่สมดุลของ ความหลากหลายของนิเวศเกษตร แต่ถ้าเราทำดินให้อุดมสมบูรณ์ก็เท่ากับเพิ่มความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตใน ดิน การระบาดของโรคและแมลงก็จะน้อยลง

การฟื้นฟูดิน

หลักปฏิบัติที่สำคัญที่สุดของเกษตรอินทรีย์ก็คือ การจัดการดินให้มีความอุดมสมบูรณ์และสมดุล ทั้งนี้เพราะเกษตรอินทรีย์ถือว่า “ถ้าดินดี พืชย่อมแข็งแรงและสมบูรณ์” ซึ่งการปรับปรุงดินในแนวทางเกษตรอินทรีย์นี้จะใช้แนวทางชีวภาพเป็นหลัก ทั้งนี้โดยมีเป้าหมายเพื่อการฟื้นฟูบำรุงดินและปรับปรุงสมดุลของธาตุอาหารใน ดินไปพร้อมกัน ในการปรับปรุงดินด้วยชีววิธีนี้มีหลายวิธี อาทิ การจัดการอินทรีย์วัตถุในไร่นา (เช่น การไม่เผาฟาง), การจัดการใช้ที่ดินอย่างอนุรักษ์ (เช่น การป้องกันดินเค็ม หรือการป้องกันการชะล้างพังทลายของหน้าดิน) หรือการใช้ปุ๋ยอินทรีย์ประเภทต่างๆ เช่น ปุ๋ยคอก, ปุ๋ยหมัก, ปุ๋ยพืชสด และปุ๋ยชีวภาพ

   ความสำคัญของดินต่อการเกษตรเป็นเรื่องที่ตระหนักรับรู้กันมานาน ภูมิปัญญาพื้นบ้านมีวิธีการในการจำแนกและวิเคราะห์ดิน ตลอดจนการคัดเลือกพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับการทำการเกษตรแต่ละประเภท ความสำคัญของดินต่อการเพาะปลูกนั้นไม่เพียงเพราะว่า ดินเป็นจุดศูนย์กลางของวงจรธาตุอาหารพืช โดยเฉพาะไนโตรเจนและคาร์บอน แต่ยังรวมถึงการที่ดินเป็นแหล่งกำเนิดและที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตมากมายมหาศาล ตลอดจนปัญหาความไม่ยั่งยืนของการเกษตรมีสาเหตุมาจากความเสื่อมโทรมของดิน เป็นสำคัญ ดังนั้นการจัดการดินอย่างถูกต้องจึงเป็นหัวใจของเกษตรอินทรีย์ ในบทนี้จึงได้กล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับดิน ตลอดจนแนวทางการจัดการดินในระบบเกษตรอินทรีย์

การฟื้นฟูดิน

องค์ประกอบที่สำคัญของดินสำหรับการเกษตรมีอยู่ 4 องค์ประกอบ คือ เม็ดดิน, น้ำ, อากาศ และอินทรีย์วัตถุ ในการปรับปรุงบำรุงดินนั้นเกษตรกรคงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงเม็ดดินได้มากนัก สิ่งที่เกษตรกรสามารถจัดการได้ก็คงมีเพียงแต่น้ำ, อากาศ และอินทรีย์วัตถุในดิน ซึ่งการจัดการอินทรีย์วัตถุนั้นเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด เพราะอินทรีย์วัตถุเป็นตัวแปรหลักที่ทำให้เกิดช่องว่าง(อากาศ) ในดิน และความสามารถในการเก็บกักน้ำของดิน ) ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ปริมาณอินทรีย์วัตถุจะถูกใช้เป็นดัชนีสำคัญในการ บ่งชี้ความอุดมสมบูรณ์ของดิน โดยดินที่ดีจะมีอินทรีย์วัตถุประมาณ 5%

ดินในฟาร์มเกษตรของประเทศเขตร้อนโดยส่วนใหญ่เป็นดิน ที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ มีปริมาณอินทรีย์วัตถุน้อยกว่า 1% ทำให้ดินอัดแน่น ไม่มีช่องว่างอากาศสำหรับให้รากพืชหายใจ อีกทั้งยังมีความสามารถเก็บกักน้ำและธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์ต่อพืชน้อย แนวทางการปรับปรุงดินด้วยการใช้อินทรีย์วัตถุและการฟื้นชีวิตให้กับดินจึงเป็นสิ่งจำเป็น
  

อินทรีย์วัตถุในดินและฮิวมัส

  อินทรีย์วัตถุในดินแบ่งออกได้เป็นอินทรีย์วัตถุที่ยังมีชีวิตและที่ไม่มี ชีวิต โดยกว่า 90% ของอินทรีย์วัตถุในดินเป็นสิ่งที่ไม่มีชีวิต เช่น ซากพืช, ซากสัตว์, ซากจุลินทรีย์ และอินทรีย์วัตถุที่ย่อยสลายแล้ว หรือ ที่เรียกรวมๆ กันว่า “ฮิวมัส” ฮิวมัสยังสามารถแบ่งย่อยออกได้เป็น 2 กลุ่ม คือ ฮิวมัสทั่วไป และฮิวมัสเสถียร ซึ่งอินทรีย์วัตถุและฮิวมัสจะมีบทบาทหน้าที่ที่แตกต่าง

ตาราง เปรียบเทียบ อินทรีย์วัตถุและฮิวมัสในดิน

หน้าที่	อินทรียวัตถุ	ฮิวมัสทั่วไป	ฮิวมัสเสถียร
แหล่งที่มา	เศษซากพืชและสัตว์	การสลายตัวของอินทรียวัตถุ	การสลายตัวของฮิวมัสทั่วไปและอินทรียวัตถุ
หน้าที่กายภาพ	ทำให้ดินโปร่ง อากาศไหลเวียนดี, ระบายน้ำดี, เก็บความชื้น	พัฒนาโครงสร้างดิน และปรับปรุงดินให้เก็บน้ำได้ดีและจับตัวเป็นก้อน	พัฒนาโครงสร้างดิน และปรับปรุงดินให้เก็บน้ำได้ดีและจับตัวเป็นก้อน
หน้าที่ทางเคมี	ให้ธาตุอาหารที่ละลายน้ำได้ โดยเฉพาะปุ๋ยคอก	ปล่อยธาตุอาหารให้พืช, เก็บธาตุอาหารส่วนเกินไว้ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ทันที,ป้องกันการสูญเสียธาตุอาหาร	เก็บธาตุอาหารไว้ในระยะยาวให้กับพืช, ช่วยดูดซับสารพิษในดินเอาไว้
หน้าที่ทางชีววิทยา	เป็นอาหารสำหรับจุลินทรีย์ที่ย่อยอินทรีย์ วัตถุ, แต่ถ้ามีคาร์บอนมากไปอาจกระตุ้นจุลินทรีย์บางชนิดให้ขยายตัวมาก และแย่งธาตุอาหารจากพืช	เป็นอาหารสำหรับจุลินทรีย์ที่ย่อยอินทรีย์วัตถุ ปล่อยวิตามิน, ฮอร์โมน, สารปฎิชีวนะ และสารชีวนะอื่นๆ ให้พืช	เป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตที่เป็นประโยชน์ในดิน

ในบรรดาอินทรีย์วัตถุทั้งหมด สิ่งที่สำคัญที่สุดในการฟื้นฟูดินในระบบเกษตรอินทรีย์ก็คือ ฮิวมัส ทั้งนี้ก็เพราะว่าฮิวมัสมีบทบาทสำคัญในหลายด้าน เช่น

* ฮิวมัสช่วยป้องกันการชะล้างหน้าดินและดินอัดตัวแน่นเกินไป
ดินที่มีฮิวมัสน้อย เม็ดดินจะเป็นฝุ่นละเอียด เมื่อฝนตกลงมาเม็ดดินจะกระแทกกับหน้าดิน ทำให้เม็ดดินขนาดเล็กแยกตัวผสมกับน้ำกลายเป็นโคลน เมื่อน้ำฝนไหลลงสู่ที่ต่ำก็จะพัดพาโคลนหรือตะกอนดินตามไปด้วย เมื่อตะกอนดินไหลไปที่อื่น หน้าดินซึ่งถูกชะล้างจึงขาดความอุดมสมบูรณ์ เพราะตะกอนดินมีธาตุอาหารอยู่มาก แต่ดินที่มีฮิวมัส เม็ดดินขนาดเล็กจะจับตัวกันได้ดี ไม่แตกย่อยเมื่อถูกฝน และขณะเดียวกันดินก็ไม่อัดกันจนแน่นเกินไป
ดินเหนียวมักอัดตัวกันแน่น ทำให้รากพืชไม่สามารถชอนไชไปหาอาหารได้ดี แต่ฮิวมัสจะทำให้ดินร่วนและโปร่งขึ้น ช่วยให้น้ำและอากาศซึมผ่านลงดินได้ ส่วนดินทรายก็เช่นกัน ฮิวมัสจะช่วยให้ดินทรายจับตัวเป็นก้อน ทำให้ดินสามารถอุ้มน้ำและเก็บกักธาตุอาหารไว้มิให้ธาตุอาหารถูกชะล้างไปจน หมด

* ฮิวมัสช่วยป้องกันภัยแล้ง
ดินที่มีฮิวมัสจากปุ๋ยหมักสามารถเก็บกักน้ำได้เป็นจำนวนมาก ประมาณว่าปุ๋ยหมัก 10 กิโลกรัม สามารถเก็บน้ำได้ 19.66 ลิตร ซึ่งน้ำที่เก็บไว้จะอยู่ในรูปของฟิล์มบางๆ บนก้อนดิน ในช่วงฝนแล้งรากพืชจะดูดน้ำจากฟิล์มที่ผิวก้อนดินไปใช้ ทำให้พืชไม่ขาดน้ำ

* ฮิวมัสช่วยเก็บแร่ธาตุ ทำให้ดินอุดมสมบูรณ์
ฮิวมัสที่มีขนาดเล็กนี้จะมีประจุขั้วลบซึ่งจะดักจับแร่ธาตุที่มีประจุขั้ว บวกได้ดี เช่น โปแตสเซียม, โซเดียม,แคลเซียม, แมกนีเซียม, เหล็ก และทองแดง ซึ่งเป็นธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช ธาตุอาหารเหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาช้าๆ ในอัตราพอดีกันกับที่พืชจะนำไปใช้ ในดินที่ไม่มีฮิวมัสนั้นธาตุอาหารจะไหลลงสู่ชั้นดินลึกด้านล่างที่รากพืช หยั่งลงไปไม่ถึง หรือไม่ก็ถูกพัดพาไปพร้อมกับน้ำ ทำให้ดินขาดความอุดมสมบูรณ์

* ฮิวมัสช่วยลดสารพิษในดิน
กรดอินทรีย์ในฮิวมัสจะทำปฏิกริยาเคมีจับตัวกับธาตุที่อาจเป็นพิษกับพืช เช่น อลูมิเนียม และเหล็ก ทำให้สารพิษไม่ทำอันตรายกับต้นไม้ นอกจากนี้กรดอินทรีย์ของฮิวมัสจะดักจับโลหะหนักได้เช่นเดียวกัน ทำให้โลหะหนักไม่ถูกพืชดูดซึมไปใช้

* ฮิวมัสช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช
ฮิวมัสและสารอินทรีย์ที่ได้จากการย่อยสลายของอินทรีย์วัตถุมีส่วนช่วยเพิ่ม ประสิทธิภาพของพืชในการดูดซึมวิตามิน วิตามิน-อนาล็อกส์ และออกซิเจน

* สารอินทรีย์ทำให้สีของใบ ดอก และผลไม้สวยขึ้น
สารให้สีที่เป็นสารคลอโรฟิล และสีของดอกไม้, ผลไม้มีองค์ประกอบจากสารในดินและอากาศ ดินที่มีสารอินทรีย์ที่ได้จากการย่อยสลายอินทรีย์วัตถุมากจะช่วยให้พืชมีสาร องค์ประกอบของสารให้สีอย่างพอเพียงจึงทำให้สีของใบไม้ ดอกไม้ รวมทั้งผลไม้สวยงามขึ้น