การศึกษาอัตราการย่อยสลายสูงสุดกระบวนการเกิดไนโตรเจนมิเนอรัลไลเซชันของปอเทืองในชุดดินลำปาง


ชุดดินลำปางเป็นดินที่พบมากบริเวณภาคเหนือตอนบนของประเทศไทย เหมาะสำหรับการทำนา ปลูกพืชไร่ เช่น ข้าวโพด ถั่ว หรือปลูกผักในช่วงก่อนหรือหลังปลูกข้าว แต่มีข้อจำกัดการใช้ประโยชน์ คือดินมักแน่นทึบใต้ชั้นไถพรวน มีอินทรียวัตถุต่ำ ส่งผลให้ดินขาดความอุดมสมบูรณ์ ธาตุอาหารไม่เพียงพอต่อความต้องการของพืช โดยเฉพาะการขาดไนโตรเจนถือเป็นปัญหาสำคัญในพื้นที่ดังกล่าว การใช้ปอเทือง (Crotalaria juncea) เป็นปุ๋ยพืชสดเป็นวิธีการหนึ่งที่กรมพัฒนาที่ดินส่งเสริมให้เกษตรกรปลูก เพื่อเพิ่มปริมาณอินทรียวัตถุและไนโตรเจนในดิน ภายใต้แนวคิด การใช้ประโยชน์ และการอนุรักษ์เสริมสร้างฟื้นฟูทรัพยากรดินอย่างยั่งยืน โดยใช้วิธีไถกลบต้นปอเทืองในระยะออกดอก เมื่อต้นปอเทืองสลายตัวจะปลดปล่อยไนโตรเจนออกมาในรูปของอนินทรีย์ไนโตรเจน ได้แก่ แอมโมเนียม (NH4+) และ ไนเตรท (NO3-) ผ่านกระบวนการ มิเนอรัลไลเซชัน (Mineralization) ซึ่งเป็นรูปที่พืชดูดไปใช้ได้ แต่การศึกษาการปลดปล่อยไนโตรเจนของปุ๋ยพืชสดส่วนใหญ่จะวิเคราะห์หาไนโตรเจนในรูปปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด 90 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณไนโตรเจนที่หาได้อยู่ในรูปของอินทรีย์ไนโตรเจน มีไนโตรเจนเพียง 10 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นอยู่ในรูปอนินทรีย์ไนโตรเจนที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ทันที การศึกษาการปลดปล่อยไนโตรเจนในรูปแบบของอัตรามิเนอรัลไลเซชัน จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่จะให้ข้อมูลเชิงลึกของอัตราปลดปล่อยอนินทรีย์ไนโตรเจน สำหรับนำข้อมูลไปใช้จัดการไนโตรเจนในดินแบบแม่นยำ อย่างไรก็ตาม ไนโตรเจนในรูปอินทรีย์ไนโตรเจนจะค่อย ๆ ปลดปล่อยออกมาอยู่ในรูปที่เป็นประโยชน์ต่อพืช ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่ ระยะเวลา องค์ประกอบจากส่วนต่างๆ ของพืช องค์ประกอบทางชีวเคมี อุณหภูมิ ปริมาณออกซิเจน ตลอดจนคุณสมบัติและชนิดของดิน โดยเฉพาะช่วงระยะเวลา และส่วนต่าง ๆ ของพืชที่มีองค์ประกอบทางชีวเคมีต่างกัน ถือเป็นปัจจัยหลักที่ควบคุมอัตราการปลดปล่อยไนโตรเจนในดิน Abera และคณะ (2012) รายงานว่า องค์ประกอบทางชีวเคมีของพืชที่มีความสัมพันธ์กับอัตราไนโตรเจนมิเนอรัลไลเซชันมีหลายองค์ประกอบ ได้แก่ ลิกนิน (Lignin :LG) โพลีฟีนอล (Polyphenols :PP) ไนโตรเจนทั้งหมด (Total Nitrogen :TN) คาร์บอนต่อไนโตรเจน (C/N), ลิกนินต่อไนโตรเจน (LG/N) โพลีฟีนอลต่อไนโตรเจน (PP:N) และลิกนิน+โพลีฟีนอลต่อไนโตรเจน (LG+PP/N) อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าองค์ประกอบใดมีความสัมพันธ์กับอัตราไนโตรเจนมิเนอรัลไลเซชันมากที่สุด ประกอบกับในกรณีของต้นปอเทือง ซึ่งเป็นปุ๋ยพืชสดที่กรมพัฒนาที่ดินส่งเสริมให้เกษตรปลูกเพื่อเพิ่มปริมาณอินทรียวัตถุและปลดปล่อยไนโตรเจนผ่านกระบวนการมิเนอรัลไลเซชัน ยังไม่มีการศึกษาความสัมพันธ์ดังกล่าว ดังนั้นเพื่อให้ได้ข้อมูลอัตรามิเนอรัลไลเซชันในช่วงเวลาต่าง ๆ จากการใช้ปอเทืองเพิ่มปริมาณไนโตรเจนและอินทรียวัตถุในชุดดินลำปาง และหาความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทางชีวเคมีกับอัตรามิเนอรัลไลเซชันจากส่วนต่าง ๆ ของต้นปอเทือง สำหรับการนำข้อมูลไปใช้คาดการณ์อัตราปลดปล่อยไนโตรเจนจากต้นปอเทืองในแต่ละช่วงเวลา สำหรับจัดการไนโตรเจนในดินแบบแม่นยำ ให้สอดคล้องกับช่วงเวลาปลูกพืช หรือใช้วางแผนจัดการไนโตรเจนร่วมกับปุ๋ยชนิดอื่น ๆ จึงศึกษาอัตราการย่อยสลายสูงสุดกระบวนการเกิดไนโตรเจนมิเนอรัลไลเซชันของปอเทืองในชุดดินลำปาง อันจะนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพและศักยภาพของการจัดการไนโตรเจนในดิน ภายใต้การใช้ประโยชน์ การอนุรักษ์ และการเสริมสร้างฟื้นฟูทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน ตามยุทธศาสตร์การวิจัยของประเทศและนโยบายของรัฐบาล โดยมีวัตถุประสงค์ ศึกษาอัตราการย่อยสลายสูงสุดจากกระบวนการเกิดไนโตรเจนมิเนอรัลไลเซชัน ที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณอินทรียวัตถุและไนโตรเจนในแต่ละช่วงเวลา จากการใช้ส่วนต่าง ๆ ของต้นปอเทือง ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทางชีวเคมี กับอัตราไนโตรเจนมิเนอรัลไลเซชันจากส่วนต่าง ๆ ของต้นปอเทือง วางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ (Completely Randomized Design) มี 6 ตำรับการทดลอง ดังนี้ ตำรับการทดลองที่ 1 น้ำหนักดิน 100 กรัม (ตำรับควบคุม) ตำรับการทดลองที่ 2 น้ำหนักดิน 100 กรัม + รากปอเทือง 1.60 กรัม ตำรับการทดลองที่ 3 น้ำหนักดิน 100 กรัม + ต้นปอเทือง 1.60 กรัม ตำรับการทดลองที่ 4 น้ำหนักดิน 100 กรัม + ใบปอเทือง 1.60 กรัม ตำรับการทดลองที่ 5 น้ำหนักดิน 100 กรัม + ดอกปอเทือง 1.60 กรัม ตำรับการทดลองที่ 6 น้ำหนักดิน 100 กรัม + (ราก + ใบ + ต้น + ดอกปอเทือง) 1.60 กรัม