การปลูกถั่วบำรุงดินได้จริงหรือ

เขียนโดย biology เมื่อ . หัวข้อ Uncategorized, ครู, ชีววิทยา, นักเรียน, บทความ, บทความปี 2558, บุคคลทั่วไป, มัธยมศึกษาปีที่5, วิทยาศาสตร์, เทคโนโลยีการเกษตร (Agriculture technology), เทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology)

การปลูกถั่วบำรุงดินได้จริงหรือ

อ.ดร.อยุธย์ คงปั้น

สำนักวิชาทรัพยากรการเกษตร จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

 

     การปรับปรุงบำรุงดินเพื่อแก้ปัญหาดินเสื่อมโทรมมีมากมายหลายวิธีแตกต่างกันไปตามสภาพปัญหาของดิน เช่น ดินกรดก็ใส่สารที่เป็นเบสเพื่อปรับให้ดินเป็นกลาง ดินเค็มก็ใช้น้ำชะล้างความเค็มและคอยรักษาระดับน้ำในดินให้ชุ่มชื้น ส่วนดินที่มีอินทรียวัตถุต่ำทำให้โครงสร้างดินไม่ดีจะต้องเพิ่มอินทรียวัตถุซึ่งช่วยปรับปรุงโครงสร้างดินนั้นอาจทำได้โดยการใส่ปุ๋ยอินทรีย์ เช่น ปุ๋ยหมักหรือปุ๋ยคอก รวมทั้งการใช้ปุ๋ยพืชสดก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ใช้ต้นทุนต่ำและได้ผลดี พืชที่นำมาทำเป็นปุ๋ยพืชสดนิยมใช้ถั่วเพราะสามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนในอากาศให้อยู่ในรูปที่รากพืชดูดไปใช้ได้หรือกล่าวได้ว่าเป็นโรงงานผลิตปุ๋ยไนโตรเจนใส่ลงไปในดิน และมีการแนะนำให้ปลูกถั่วเป็นปุ๋ยพืชสดสลับกับการปลูกพืชหลักเช่น ข้าวหรือข้าวโพด ดังภาพที่ 1

pea1

ภาพที่ 1 การปลูกถั่วช่วงฤดูแล้งในนาข้าว

หมายเหตุ : ในบทความนี้จะไม่ใช้คำว่าพืชวงศ์ถั่ว (family Fabaceae) เนื่องจากพืชวงศ์ถั่วมี 3 subfamily แต่ไม่ใช่ทุก subfamily ที่สามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนได้ แต่ใช้คำว่า ถั่ว ซึ่งในบทความนี้เป็นถั่วที่อยู่ใน subfamily Faboideae ที่สามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนได้และทางการเกษตรนิยมใช้เป็นปุ๋ยพืชสด

     กรมวิชาการเกษตรได้รายงานว่าการปลูกถั่วพุ่ม 1 ไร่ สามารถเพิ่มไนโตรเจนให้ดินได้เท่ากับการใส่ปุ๋ยยูเรีย 74 กิโลกรัมหรือแอมโมเนียมซัลเฟตถึง 161 กิโลกรัม หากจะเปรียบเทียบให้เห็นง่ายๆ การทำนาข้าวใน 1 ฤดูต้องใส่ปุ๋ยไนโตรเจน 2 ครั้ง รวมกันประมาณ 20 – 30 กิโลกรัมต่อไร่ จะเห็นว่าการปลูกถั่ว 1 ฤดูก็ได้ไนโตรเจนจากอากาศมาใช้เกินความต้องการ แต่แท้จริงแล้วการที่ถั่วจะสามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนจากอากาศได้โดยอาศัยแบคทีเรียที่อยู่ในปมรากถั่วที่เรียกว่า ไรโซเบียม (Rhizobium) ซึ่งเป็นการอยู่ร่วมกันแบบพึงพาอาศัย ต้นถั่วให้สารอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรทแก่ไรโซเบียม ส่วนไรโซเบียมก็ให้ไนโตรเจนแก่ต้นถั่ว

     ไนโตรเจนที่มีมากมายในต้นถั่วนั้นมีแหล่งที่มาจาก 2 แหล่งคือ จากดินและจากอากาศ ถั่วจะบำรุงดินได้ก็ต่อเมื่อสามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนจากอากาศได้มากเพียงพอสำหรับการเจริญเติบโตและเหลือไนโตรเจนไว้ให้กับดิน ในกรณีที่ตรึงแก๊สไนโตรเจนไม่ได้ ถั่วจะดึงไนโตรเจนจากดินมาใช้ทำให้ดินสูญเสียไนโตรเจน หากเป็นกรณีนี้ถั่วจะทำลายดินมากกว่าพืชชนิดอื่น นอกจากนี้ยังต้องคำนึงอีกว่าไนโตรเจนที่ถั่วตรึงได้ถูกเก็บเกี่ยวออกไปจากแปลงปลูกหรือถูกทิ้งไว้ในแปลงปลูก ซึ่งต้องพิจารณาจากลักษณะการเก็บเกี่ยวของถั่วชนิดนั้นๆ

     หากไนโตรเจนที่ตรึงได้สะสมอยู่ในราก ลำต้น ใบ และเมล็ด ถูกเก็บเกี่ยวออกไปจากแปลงจนหมดก็ไม่มีสามารถจะเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินได้ การที่ถั่วจะบำรุงดินได้หรือไม่ขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัยหลัก คือ 1.ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพการตรึงไนโตรเจนคือความเข้ากันได้ระหว่างถั่วกับไรโซเบียมและสภาพดินในแปลงปลูกเหมาะสมกับการตรึงไนโตรเจนหรือไม่ และ 2. ปัจจัยช่วงเวลาและลักษณะการเก็บเกี่ยวถั่ว ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

1.ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพการตรึงไนโตรเจน

1.1 ความเข้ากันได้ระหว่างถั่วกับไรโซเบียม

การที่ถั่วจะตรึงแก๊สไนโตรเจนได้นั้น  ชนิดของถั่วกับชนิดของไรโซเบียมจะต้องเข้ากันได้ ซึ่งชนิดของไรโซเบียมนั้นได้มีการกล่าวไปแล้วในบทความชีววิทยาเรื่องไรโซเบียม (http://biology.ipst.ac.th/?p=2169)  แต่ที่มีความสำคัญไม่แพ้กันคือ ชนิดของถั่ว ได้มีการแบ่งกลุ่มถั่วออกเป็น 3 กลุ่ม ตามความจำเพาะเจาะจงกับไรโซเบียมคือ

กลุ่ม PE (Plant Effective) ถั่วกลุ่มนี้สร้างปมรากและสามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนได้กับไรโซเบียมหลากหลายชนิดที่มีอยู่ในดินตามธรรมชาติ ถั่วกลุ่มนี้นำไปปลูกที่ไหนก็มักจะตรึงแก๊สไนโตรเจนได้ดีโดยที่ไม่ต้องมีการใส่หัวเชื้อไรโซเบียมเพิ่มก็สามารถสร้างปมและตรึงแก๊สไนโตรเจนได้ เช่น ถั่วเขียว ถั่วลิสง ถั่วฝักยาว และถั่วพุ่ม ดังภาพที่ 2

pea2

ภาพที่ 2 ก.ต้นถั่วลิสง    ข.ต้นถั่วฝักยาวสีม่วง

กลุ่ม PI (Plant Ineffective) ถั่วกลุ่มนี้สร้างปมรากอยู่ร่วมกับไรโซเบียมได้หลากหลายชนิดแต่จะตรึงไนโตเจนได้ก็ต่อเมื่ออยู่ร่วมกับไรโซเบียมที่จำเพาะกับชนิดถั่วเท่านั้น ถั่วกลุ่มนี้ในประเทศไทยไม่ค่อยมีความสำคัญทางเศรษฐกิจ เช่น ส้มป่อย

กลุ่ม S (Specific) ถั่วกลุ่มนี้สร้างปมรากและสามารถตรึงไนโตรเจนได้กับสายพันธุ์ไรโซเบียมที่จำเพาะกับชนิดของถั่วเท่านั้น หากอยู่กับไรโซเบียมสายพันธุ์อื่นๆ ที่ไม่จำเพาะก็ไม่สร้างปมรากและไม่สามารถตรึงไนโตเจนได้การปลูกถั่วกลุ่มนี้จึงแนะนำให้ใส่หัวเชื้อไรโซเบียมด้วยการคลุกผงหัวเชื้อกับเมล็ดในขณะปลูก เช่น ถั่วเหลือง ถั่วแดงหลวง และถั่วลันเตา

     จากข้อมูลความเข้ากันได้ระหว่างถั่วกับไรโซเบียมนี้ ทำให้กรมพัฒนาที่ดินเลือกถั่วเฉพาะกลุ่ม PE มาใช้เป็นปุ๋ยพืชสดเพื่อแจกจ่ายให้แก่เกษตรกรนำไปใช้บำรุงดิน เช่น ปอเทือง โสนแอฟริกัน ถั่วพุ่ม และถั่วพร้า เพราะไม่จำเป็นจะต้องใส่หัวเชื้อไรโซเบียมเพิ่มก็เจริญเติบโตได้ดีและตรึงแก๊สไนโตรเจนได้มาก ดังภาพที่ 3

pea3

ภาพที่ 3 ปอเทืองที่ศูนย์ศึกษาการพัฒนาเขาหินซ้อน อันเนื่องมาจากพระราชดำริ จ.ฉะเชิงเทรา 

 

     การหัวเชื้อไรโซเบียมเพิ่มมักไม่ได้ช่วยให้ถั่วกลุ่มนี้เจริญเติบโตได้ดีขึ้นหรือสามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนได้มากขึ้น ซึ่งต่างกับพืชเศรษฐกิจอย่างถั่วเหลืองซึ่งเป็นถั่วกลุ่ม S ที่หากไม่ใส่หัวเชื้อไรโซเบียมและไม่ให้ปุ๋ยไนโตรเจนมักจะพบปัญหาใบเหลืองต้นแคระแกรนจากการขาดธาตุไนโตรเจน อาการเหล่านี้ป้องกันได้ด้วยการใส่หัวเชื้อไรโซเบียมด้วยการคลุกเมล็ดและยังทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นจาก 150 กิโลกรัมต่อไร่เป็น 300 กิโลกรัมต่อไร่ ถั่วเหลืองจึงสามารถใช้เป็นพืชบำรุงดินได้ แต่ต้องมีการใส่หัวเชื้อไรโซเบียมให้กับเมล็ดด้วย ยกเว้นในพื้นที่ที่มีการปลูกถั่วเหลืองติดต่อกันหลายฤดูจนมีเชื้อไรโซเบียมของถั่วเหลืองในปริมาณมากก็ไม่จำเป็นต้องใส่หัวเชื้ออีก

1.2 สภาพดินในแปลงปลูกเหมาะสมกับการตรึงไนโตรเจนหรือไม่

     แม้ว่าถั่วจะเป็นถั่วกลุ่ม PE ที่ตรึงแก๊สไนโตรเจนได้ง่ายหรือมีการใส่หัวเชื้อไรโซเบียมที่เข้ากันได้กับถั่วกลุ่ม S ก็ใช่ว่าถั่วจะตรึงแก๊สไนโตรเจนได้เสมอไป ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้การตรึงแก๊สไนโตรเจนของถั่วล้มเหลว ตัวอย่างที่พบบ่อยคือ ดินเป็นกรดหรือที่เรียกว่าดินเปรี้ยว ส่งผลให้เชื้อไรโซเบียมเจริญเติบโตได้น้อยและธาตุฟอสฟอรัสในดินถูกตรึงทำให้รากพืชดูดมาใช้ไม่ได้ เมื่อถั่วขาดฟอสฟอรัสก็จะทำให้ถั่วที่ปลูกเจริญเติบโตน้อยและตรึงแก๊สไนโตรเจนได้น้อยหรือไม่ได้เลย ในสภาพเช่นนี้จำเป็นจะต้องปรับสภาพของดินด้วยการใส่สารที่มีฤทธิ์เป็นเบส เช่น ปูนขาว หินปูนบด เปลือกหอยบด หรือปูนมาร์ล และอีกปัญหาที่พบบ่อยก็คือ ในสภาพดินที่มีฟอสฟอรัสต่ำ ถั่วจะตรึงแก๊สไนโตรเจนได้น้อยและให้ผลผลิตต่ำด้วย ในสภาพดินเช่นนี้จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องให้ปุ๋ยฟอสฟอรัสเพิ่มเติมส่วนจะใส่ปุ๋ยมากน้อยแค่ไหนนั้นขึ้นกับคุณสมบัติของดินในแต่ละพื้นที่เพราะดินแต่ละพื้นที่มีความอุดมสมบูรณ์ไม่เท่ากัน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ได้จัดทำโปรแกรมคำแนะนำการจัดการดินและปุ๋ยรายแปลงขึ้น สามารถบอกได้ว่าดินในแต่ละพื้นที่ย่อยลงไปถึงระดับตำบลในประเทศไทยต้องใส่ปุ๋ยและสารฤทธิ์เป็นเบสเท่าไหร่จึงจะเพาะปลูกพืชแต่ละชนิดได้ผลดี สามารถศึกษาข้อมูลที่ http://oss101.ldd.go.th/web_soil_clinic/care/care2-3-fert.htm ซึ่งเป็นประโยชน์มากทั้งการวางแผนใช้ถั่วเป็นพืชบำรุงดินและการลดต้นทุนในกระบวนการผลิตพืชเศรษฐกิจที่สำคัญ

 

2. ปัจจัยช่วงเวลาและลักษณะการเก็บเกี่ยวถั่ว

     การใช้ถั่วเพื่อเป็นปุ๋ยพืชสดบำรุงดินจะได้ผลดีที่สุดเมื่อไถกลบต้นถั่วลงไปในแปลงในระยะที่ถั่วออกดอก เพราะเป็นระยะที่ถั่วมีการตรึงแก๊สไนโตรเจนสูงที่สุด หากไถกลบเร็วเกินไปการแก๊สตรึงไนโตรเจนยังเกิดได้ไม่เต็มที่ แต่ถ้าหากไถกลบช้าเกินไปปริมาณไนโตรเจนที่ตรึงได้ส่วนใหญ่จะถูกนำไปสะสมในฝักและเมล็ดแล้ว  สำหรับถั่วที่ปลูกเพื่อเก็บเกี่ยวเมล็ดนั้นก็ต้องยอมให้ไนโตรเจนส่วนหนึ่งสูญเสียไปกับเมล็ดที่เก็บเกี่ยวออกไปจากแปลง แต่ก็อาศัยไนโตรเจนที่อยู่ในส่วนลำต้นและใบที่เหลืออยู่ในแปลงไถกลบลงสู่ดิน  เมื่อเปรียบเทียบระหว่างถั่วใช้เมล็ด เช่น ถั่วเหลือง ถั่วเขียว และถั่วลิสงแล้ว ถั่วเขียวจะเหมาะกับการบำรุงดินมากที่สุด เพราะการเก็บเกี่ยวถั่วเขียวเป็นการเก็บเกี่ยวเฉพาะฝักออกไปจากแปลงยังคงเหลือลำต้นและใบเป็นปุ๋ยพืชสดให้กับดิน ดังภาพที่ 4ก ในขณะที่ถั่วเหลืองการเก็บเกี่ยวเป็นการเก็บเกี่ยวทั้งต้นออกจากแปลง เฉพาะใบที่แก่เต็มที่แล้วเท่านั้นจะร่วงลงสู่แปลงใช้เป็นปุ๋ยพืชสดได้ ดังภาพที่ 4ข และในถั่วลิสงมีการถอนลำต้นและรากทั้งหมดออกไปจากแปลงเพื่อเอาฝักที่อยู่ใต้ดิน ทำให้เหลือส่วนที่จะเป็นปุ๋ยพืชสดให้กับดินน้อย ดังภาพที่ 4ค

pea4

ภาพที่ 4 การเก็บเกี่ยวถั่วชนิดต่างๆ 

            ก. ฝักถั่วเขียว การเก็บเกี่ยวจะเก็บเฉพาะฝัก (ภาพจากhttp://en.wikipedia.org/wiki/Mung_bean)

            ข. ฝักถั่วเหลืองที่แก่เต็มที่ ต้นถั่วจะทิ้งใบให้ร่วง การเก็บเกี่ยวจะเกี่ยวทั้งต้นแล้วนำไปนวดเพื่อให้เมล็ดหลุดออก (ภาพจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Soybean)

            ค. ต้นถั่วลิสง (ภาพจาก http://www.ddbj.nig.ac.jp/ddbjnew/mag/mag53-j.html)

โดยสรุปแล้วการใช้ประโยชน์ถั่วเพื่อบำรุงดินนั้นต้องคำนึงถึง 3 ประเด็น คือ

1.การเลือกถั่วที่สร้างปมรากกับไรโซเบียมที่หลากหลาย และสามารถตรึงไนโตรเจนได้ดี (ถั่วกลุ่ม PE) หรือใส่หัวเชื้อไรโซเบียมที่เหมาะสมให้กับถั่ว

2. การปรับสภาพดินให้เหมาะสมกับการตรึงแก๊สไนโตรเจน อาจต้องมีการใส่สารที่เป็นเบสหรือปุ๋ยฟอสฟอรัสเพิ่มเติม ขึ้นอยู่กับสภาพดิน

3. การไถกลบในระยะที่ถั่วออกดอก แต่หากจำเป็นต้องเก็บเกี่ยวเมล็ดออกไป ให้ทิ้งเศษซากไม่ว่าจะเป็นส่วนลำต้น ใบ ราก และเปลือกถั่วที่นวดแยกเมล็ดออกไปแล้วลงในแปลงให้มากที่สุดแล้วไถกลบ

 

รายการอ้างอิง

กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ 2554. เอกสารวิชาการ ปุ๋ยชีวภาพและผลิตภัณฑ์ปุ๋ยชีวภาพ. 39 หน้า บริษัท ศรีเมืองการพิมพ์ จำกัด

เบญจวรรณ ฤกษ์เกษม 2532. วิธีวัดการตรึงไนโตรเจนในถั่ว : คู่มือวิจัยภาคสนาม. 98 หน้า คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, สถาบัน. กระทรวงศึกษาธิการ. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่ม 5. พิมพ์ครั้งที่ 1. กรุงเทพฯ : โรงพิมพ์ สกสค.

Kongpun.,A. 2010. Alleviating acid soil stress in legumes with abuscular mycorrhizal fungi. PhD’s Thesis (Agronomy), Chiang Mai University, Chiang Mai, Thailand.

Zahran., H.H. 1999. Rhizobium-Legume Symbiosis and Nitrogen Fixation under Severe Conditions and in an Arid Climate. Microbiology Molecular Biology Reviews. 63(4): 968–989.

 

12,327 total views, 0 views today