ป่าประเภทต่างๆ ในประเทศไทย

ความจริงแล้วในโลกมีป่าหลายประเภท แต่ประเทศไทยจะอยู่ในเขต tropical ที่ไม่แห้งแล้งขนาดจะมีทะเลทราย เราจึงมีชนิดของป่าดิบชื้นจนไปถึงป่าทุ่งหญ้าเท่านั้น     ประเทศไทยตั้งอยู่ในบริเวณรอยต่อระหว่างแนวภูเขาของแผ่นดินใหญ่ทางทิศเหนือกับเกาะต่างๆในมหาสมุทรสองฝั่ง คือมหาสมุทรอินเดีย และมหาสมุทรแปซิฟิก ขณะเดียวกันประเทศไทยก็ได้รับทั้งความหนาวเย็นและความชุ่มชื้นจากลมมรสุม ทำให้พืชพรรณของประเทศไทยมีความ หลากหลาย ประกอบเป็นสังคมพืชที่แตกต่างกันไปในแต่ละท้องถิ่นชนิดของป่าในประเทศไทย  จึงสามารถจำแนกประเภทของป่าตามลักษณะภูมิศาสตร์ต่างๆ อีกดังนี้ :

ป่าดงดิบ (evergreen forest) เป็นสังคมพืชที่ประกอบด้วยพรรณไม้เขียวชอุ่มตลอดปี พบประมาณร้อยละ 30 ของเนื้อที่ป่าในประเทศไทย ป่าดงดิบอาจแยกเป็นกลุ่มย่อยๆคือ
     ป่าดิบชื้น (tropical evergreen rain forest) อยู่ในที่ต่ำคือไม่เกิน 100 เมตรจากระดับน้ำทะเล และมีฝนตกมาก พบในภาคตะวันออกเฉียงใต้ และภาคใต้  ป่าประเภทนี้มีซากพืชสะสม อุดมสมบูรณ์ และอุ้มน้ำได้มาก
     ป่าดิบแล้ง (dry evergreen forest) พบในบริเวณที่ราบและหุบเขาทั่วไป อยู่สูงจากระดับน้ำทะเล 100-500 เมตร ฝนตกน้อยกว่าป่าดิบชื้น  อาจไม่หนาแน่นเท่าป่าดิบชื้น แต่นับว่าอุดมสมบูรณ์ดี หากถูกทำลาย มีโอกาสสูงที่จะกลายเป็นป่าเบญจพรรณ
     ป่าดิบเขา (hill evergreen) เป็นป่าที่อยู่สูงจากระดับน้ำทะเลตั้งแต่ 1,000 เมตรขึ้นไป ฝนตกมากใกล้เคียงกับป่าดิบแล้ง หากถูกทำลาย อาจเปลี่ยนเป็นป่าสน หรือป่าหญ้าได้ง่าย
ป่าสน (pine forest) พบสนสองใบและสนสามใบเป็นหลัก  ดินเป็นกรดอ่อนๆ พืชชั้นล่างเป็นหญ้า และพืชกินแมลง
ป่าพรุ (peat swamp forest) เป็นป่าที่มีน้ำขังอยู่เสมอ พบมากในภาคใต้ ที่ระดับน้ำทะเล มีฝนตกชุก ดินชั้นล่างเป็นกรด มีความหลากหลายทางชีวภาพมาก  เป็นที่สะสมซากพืชหนาถึง 10 เมตร
ป่าบึงน้ำจืด (fresh-water swamp forest) เป็นป่าที่มีน้ำท่วมขัง พบมากในภาคกลาง ภาคตะวันออกเฉียงใต้ และภาคใต้
ป่าชายเลน (mangrove forest) เป็นป่าตามชายฝั่งที่น้ำทะเลท่วมถึง มีพืชพรรณน้อยชนิด
ป่าชายหาด (beach forest) อยู่ตามชายฝั่งทะเล มีพรรณไม้น้อยชนิด อาจจะเป็นดินทราย หรือกรวดหิน แล้วแต่สภาพดินในพื้นที่
ป่าผลัดใบ ( deciduous forest) ประกอบด้วยพืชที่ทิ้งใบในฤดูแล้ง เป็นสังคมป่าส่วนใหญ่ของประเทศไทย คือ มีถึงร้อยละ 70 ของพื้นที่ ป่าผลัดใบแบ่งเป็นกลุ่มย่อยๆ ได้ดังนี้
     ป่าเบญจพรรณ (mixed deciduous forest) พบทั่วประเทศตามที่ราบและเนินเขา ฝนตกไม่มากนัก มีฤดูแล้งยาวนาน
     ป่าเต็ง - รัง (dry deciduous dipterocarp forest) พบทั่วไปเช่นเดียวกับป่าเบญจพรรณ แต่แห้งแล้งกว่าเนื่องจากดินอุ้มน้ำน้อย
ป่าหญ้า ( grassland forest) ในประเทศไทย ป่าหญ้าเกิดภายหลังเมื่อป่าธรรมชาติอื่นๆถูกทำลาย ดินมีสภาพเสื่อมโทรม หญ้าที่พบมีหญ้าคา แฝก อ้อ แขม 

ประเภทของป่า	พืชชั้นบน	พืชชั้นล่าง
ป่าดงดิบ - ป่าดิบชื้น	ยางชนิดต่างๆ ตะเคียน	ปาล์ม หวาย ไผ่ และเถาวัลย์
ป่าดงดิบ - ป่าดิบแล้ง	ยางนา พะยอม สัตตบรรณ มะค่า พลอง	ปาล์ม หวาย ขิง ข่า
ป่าดงดิบ - ป่าดิบเขา	นางพญาเสือโคร่ง สนสามพันปี สนแผง กุหลาบป่า มีไลเคน มอส และตะไคร่น้ำเกาะอยู่	กูด เฟิร์น และไผ่
ป่าสน	สนสองใบและสนสามใบเป็นหลัก นอกนั้นมีพลวง ก่อ เหียง กำยาน ฯลฯ	หญ้า และพืชกินแมลง
ป่าพรุ	สะเตียว หว้าน้ำ กันเกรา ตังหน	ค้อ สาคู หมากแดง กระจูด เตยต่างๆ
ป่าบึงน้ำจืด	เสม็ดขาว อาจมีไม้อื่น เช่น สะแก จิก ข่อย กระทุ่มน้ำ	ผักบุ้ง แพงพวย บัว โสน และพืชน้ำอื่นๆ
ป่าชายเลน	โกงกางใบเล็ก และโกงกางใบใหญ่ แสม ฝาด ลำพู ลำแพน	เหงือกปลาหมอ ปรงทะเล จาก ฯลฯ
ป่าชายหาด	สนทะเล กระทิง หูกวาง เกด	คนทีสอ ผักบุ้งทะเล หญ้า หรือพืชมีหนามต่างๆ
ป่าผลัดใบ - ป่าเบญจพรรณ	สัก แดง ประดู่ มะค่าโมง พยุง ชิงชัน พี้จั่น ฯลฯ	ไผ่หลายชนิด
ป่าผลัดใบ - ป่าเต็งรัง	เต็ง รัง เหียง พลวง กราด มะขามป้อม มะกอก ผักหวาน	หญ้า ไผ่เพ็ก ปรง กระเจียว เปราะ
ป่าหญ้า	ติ้ว แต้ สีเสียดแก่น	หญ้าคา แฝก อ้อ แขม

ดิน และกระบวนการสร้างดิน

ดิน หมายถึง วัตถุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เกิดจาการผุพังของหินและแร่ธาตุ รวมกับอินทรียสารจำพวกซากพืชซากสัตว์ทับถมรวมกันเป็นชั้นๆ ซึ่งแต่ละบริเวณจะมีความแตกต่างกันตามสภาพการเกิดของดินนั้น


ดินเกิดจากกระบวนการสลายตัวของหินและแร่ธาตุเป็นชิ้นเล็กๆ เรียกว่า วัตถุต้นกำเนิดดิน แล้วคลุกเคล้ารวมกับ อินทรียสาร เช่น ซากพืช ซากสัตว์ มูลสัตว์ต่างๆ เป็นตนอินทรียสารเหล่านี้ จะถูกย่อยสลายโดยผู้ย่อยสลายตามธรรมชาติ ( จุลินทรีย์ ) และจะกลายเป็นฮิวมัส เมื่อวัตถุต้นกำเนิดดิน ผสมคลุกเคล้ากับฮิวมัส โดยมีพืชและสัตว์ต่างๆ ช่วยจนกลายเป็น ดินในที่สุด

กระบวนการสร้างดิน การเกิดดินนั้นต้องใช้ระยะเวลานานในการเปลี่ยนและสลายตัวของสสาร ต้นกำเนิดดิน สำหรับลำดับขั้นของการสร้างดิน เป็นดังนี้:

1. การสลายตัวของหินและแร่ตามธรรมชาติ จากที่มีขนาดใหญ่จนมีขนาดเล็กลง กลายเป็นวัตถุต้นกำเนิดดินซึ่งวัตถุต้นกำเนิดดินนี้มีธาตุอาหารเพียงพอ ที่จะใช้ในการเจริญเติบโตของพืชได้ จากวัตถุต้นกำเนิดดินที่เกิดอยู่ตรงบริเวณหินและแร่สลายตัว ส่วนมาก จะถูกธรรมชาติพัดพาเอาอนุภาคไปทับถมในที่แหล่งใหม่ และกลายเป็นวัตถุต้นกำเนิดดินในที่นั้นๆ ต่อไป  ซึ่งการสลายตัวมักจะเกิดขึ้นที่ผิวดินและลึกลงไปเพียงไม่กี่เมตรมีโอกาสจะเกิดจาก 3 กระบวนการคือ :

Physical weathering (disintegrating) การสลายตัวทางกายภาพ อาจเกิดจากหลายปัจจัย เช่น การแตกสลายของหินจากเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขึ้นลงระหว่างวัน การพัดพาโดยลมหรือน้ำ การตกกระแทก

Chemical weathering (decomposition) การสลายตัวทางเคมี อาจจะเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ เช่น การละลาย(solution), hydrolysis, carbonation, oxidation หรือ orangeuction ซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะเป็นรูปแบบ Hydrolysis และ Carbonation

Chemical transformation คือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตในดิน ซึ่งจุลินทรีย์จะเปลี่ยนแปลงแร่ธาตุให้ไปอยู่ในรูปแบบที่พืชสามารรถนำไปใช้งานได้ โดยอาจจะเป็นจุลินทรีย์ทั้งชนิด aerobic และ anaerobic

2. กระบวนการเพิ่มเติมสารอินทรีย์ให้กับวัตถุต้นกำเนิดดินจากซากของสสาร เช่น ซากพืช ซากสัตว์ มูลสัตว์ เมื่อเกิดการสลายตัวตามธรรมชาติจนกลายเป็น ฮิวมัส (Humus) ซึ่งมี สีน้ำตาลดำ จัดว่าเป็นดิน ที่มีประโยชน์ต่อพืชมาก เนื่องจากเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของพืช

3. การผสมคลุกเคล้าของวัตถุต้นกำเนิดดินและฮิวมัส พวกจุลินทรีย์และสัตว์อาศัยอยู่ในดินจะมีส่วน ในการสร้างดินจากสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย หิน และแร่ธาตุต่างๆ ให้ผุกร่อนมีขนาดเล็กลงจนกลายเป็นดิน ทำให้เกิดชั้นดินที่มีสีน้ำตาลดำแยกต่างจากชั้นดินอื่นๆ อีกทั้งมีแร่ธาตุอาหารที่เหมาะกับการเจริญเติบโตของพืช

ปัจจัยที่มีผลต่อการกำเนิดดิน

ดินจะเกิดขึ้นได้เร็วหรือช้า จะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้
1. ภูมิอากาศ ภูมิอากาศจะเป็นตัวควบคุมอุณหภูมิ น้ำ และความชื้น ซึ่งมีอิทธิพล ต่อการสลายตัวของหินและแร่ธาตุทั้งทางตรงและทางอ้อม
2. วัตถุต้นกำเนิดดิน คือ หินและแร่ที่สลายตัว ซึ่งจะมีผลต่อความรวดเร็วในการแปรสภาพของหินตลอดจนชนิดและลักษณะของดิน
3. สิ่งมีชีวิตในดิน สิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์จะมีอิทธิพลในแง่การเพิ่มสารอินทรีย์ให้แก่ดิน ได้แก่ จุลินทรีย์จำพวก เห็ด รา แบคทีเรีย
4. สภาพภูมิประเทศ บริเวณที่มีลักษณะภูมิประเทศที่มีความลาดชันจะเกิดการพังทลายและถูกกัดเซาะได้ง่ายทำให้เกิดดินได้รวดเร็ว

ส่วนประกอบของดิน

ดินมีส่วนประกอบที่สำคัญอยู่ 4 อย่างคือ

1. อนินทรียสาร องค์ประกอบนี้เกิดจากสลายตัวของหินและแร่ธาตุซึ่งจะมีขนาดและอนุภาคแตกต่างกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของหินและแร่ธาตุและระยะเวลาในการสลายตัวสารอินทรีย์ที่พบมากในดินได้แก่ แร่ควอตซ์ พบในลักษณะของเม็ดทรายแร่เฟลด์สปาร์เมื่อสลายตัวจะให้แร่ดินเหนียว เป็นต้น

2. อินทรียสาร คือ องค์ประกอบหนึ่งของดินที่เป็นซากพืชซากสัตว์และมูลสัตว์ต่างๆ สิ่งเหล่านี้จะทับถมกันแล้วจะถูกจุลินทรีย์ชนิดต่างๆ ย่อยสลายจนเน่าเปื่อยซึ่งจะมีความอุดมสมบูรณ์ และมีธาตุอาหารที่พืชต้องการ เรียกว่า ฮิวมัส

3. อากาศ อากาศจะแทรกตัวอยู่ในช่องว่างระหว่างเม็ดดิน เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซออกซิเจน เป็นต้น ปริมาณอากาศในดินจะขึ้นอยู่กับชนิดของดินเพราะดินแต่ละชนิดมีช่องว่างระหว่างเม็ดดินที่แตกต่างกัน เช่น ดินร่วง จะมีอากาศและธาตุอาหารอยู่มาก เพราะมีช่องว่างระหว่างเม็ดดินมาก เป็นต้น

4. น้ำ น้ำเป็นของเหลวที่แทรกอยู่ตามช่องว่างระหว่างเม็ดดิน ดินที่มีปริมาณน้ำพอเหมาะจะทำให้พืชจะเจริญเติบโตได้ดี เช่น ดินร่วน เป็นต้น

ความพรุนของดิน

ความพรุนของดิน คือ ส่วนที่เป็นช่างว่างระหว่างเม็ดดินช่องว่างในเม็ดดินจะเป็นที่อยู่ของน้ำและอากาศภายในดิน ซึ่งการถ่ายเทอากาศและการระบายน้ำจะขึ้นอยู่กับความพรุนของดิน ดังนี้

1. ดินที่มีความพรุนมาก หรือมีช่องว่างระหว่างเม็ดใหญ่ จะระบายน้ำและอากาศได้ดี ทำให้พืชสามารถเจริญเติบโตได้ดี
2. ดินที่มีความพรุนน้อย หรือช่องว่างระหว่างเม็ดดินมีขนาดเล็กเนื้อดินจะติดกันแน่นไม่มีออกซิเจนแทรกอยู่ ทำให้เกิดความเป็นพิษเนื่องจากมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงเกิน ไปและการระบายน้ำจะไม่ดีทำให้พืชไม่เจริญเติบโต ดินที่เหมาะสำหรับปลูกพืชควรมีที่ว่างระหว่างเม็ดดินประมาณ 50 % ซึ่งเป็นช่องว่างสำหรับน้ำและอากาศอย่างละ 25 %
3. ดินที่มีขนาดของเม็ดดินใหญ่ จะมีขนาดของช่องว่างระหว่างเม็ดดินใหญ่ส่วนดินที่มีขนาดเม็ดดินเล็ก จะมีขนาดของช่องว่างระหว่างเม็ดดินเล็กด้วย

สีของดิน

ดินในแต่ละแห่งจะมีสีแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับชนิดของหินที่ผุพังมาเป็นดินนั้นๆ และขึ้นอยู่กับปริมาณของฮิวมัสในดินด้วย ซึ่งสีของดินจะทำให้ทราบลักษณะที่สำคัญบางอย่างของดิน เช่น การระบายน้ำ การถ่ายเทอากาศ ความอุดมสมบูรณ์ และอื่นๆเป็นต้น ลักษณะสีของดิน มีดังนี้

1. ดินที่มีสีแดง มักแสดงถึงดินที่มีอายุมาก หรือผ่านการสลายตัวอย่างรุนแรงมีสภาพการระบายน้ำของการถ่ายเทอากาศได้ดี
2. ดินที่มีสีจาง แสดงว่าเป็นดินที่ผ่านการปลูกพืชอยู่เสมอ มีการสูญเสียสารอินทรีย์หรือฮิวมัสไป
3. ดินที่มีสีจุดประหรือแถบของสีต่างๆ เช่น เหลือง แดง เทา เป็นดินที่ระบายน้ำไม่ดีซึ่งเป็นลักษณะของดินในท้องนา ส่วนดินที่มีสีเทาจัดหรือสีเขียวคล้ำปนน้ำเงินมักพบในดินชั้นล่างที่มีน้ำขังหรือแช่น้ำ แสดงว่ามีการระบายน้ำไม่มี

ความเป็นกรด-เบสในดิน

ความเป็นกรด-เบสในดินจะมีผลต่อการดูดซึมแร่ธาตุและการเจริญเติบโตของพืช พืชหลายชนิดเจริญเติบโตได้โดยช่วง pH ที่เหมาะสมเท่านั้น และนอกจากนั้นความเป็นกรด-เบสในดินยังมีอิทธิพลต่อการย่อยสลายอินทรีย์สารของจุลินทรีย์ในดินอีกด้วย เราสามารถทดสอบความเป็นกรด – เบส ของดินได้ด้วยการใช้ ยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์ หรือใช้ น้ำยาทดสอบ ความเป็นกรด – เบสของดิน

กรด คือ สารที่มีกลิ่นฉุนและรสเปรี้ยวมีค่า pH ต่ำกว่า 7 เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวให้ ไฮโดรเจนไอออน ( H+ ) สามารถ กัดกร่อนโลหะได้ดี เปลี่ยนสีกระดาษ ลิตมัสจากน้ำเงินเป็นแดง

เบส คือ สารที่มีรสฝาดมี pH สูงกว่า 7 เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวได้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) และเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากแดงเป็นน้ำเงิน

กลาง คือ สารที่มีค่า pH เท่ากับ 7 เช่น น้ำบริสุทธิ์ เป็นต้น เมื่อทดสอบกับกระดาษลิตมัสจะไม่เปลี่ยนสี

สาเหตุที่ทำให้ดินมีสภาพเป็นกรด-เบส เนื่องจาก น้ำ อากาศ หรือสารอื่นๆ ที่มีสภาพเป็นกรดหรือเบสผ่านเข้าไปในดิน และทีสาเหตุดังนี้:

1. น้ำในดินมีการรวมตัวกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศกลายเป็นกรดคาร์บอนิกอ่อนๆเมื่อได้รับกรดเพื่อขึ้นจากอินทรีย์วัตถุอื่นๆ ก็จะทำให้ดินมีสภาพเป็น กรดมากขึ้น

2. ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2 ) ที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงพวกถ่านหินลิกไนต์จากโรงงานอุตสาหกรรม เมื่อรวมตัวกับน้ำจะกลายเป็นกรดซัลฟุริก (H2SO4) ซึ่งเป็นผลทำให้ดินบริเวณใกล้เคียงหรือบริเวณที่มีก๊าซนี้ผ่านเข้าไปมีสภาพเป็นกรด

3. ความเป็นเบสของดินเกิดจากในดินมีเกลือบางชนิด เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต โซเดียมคาร์บอเนต แมกนีเซียมคาร์บอเนต เป็นต้น ปนอยู่ในดินปริมาณสูง

ความเป็นกรด – เบสของดินจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้:

1 ปัจจัยที่ทำให้ดินเป็นกรดเพิ่มขึ้น เช่นการย่อยสลายของอินทรียสารในดิน การใส่ปุ๋ยเคมี เป็นต้น ถ้าดินมีสิ่ง เหล่านี้มากจะทำให้ความเป็นกรดของดินมีค่ามากขึ้น

2 ปัจจัยที่ทำให้ดินเป็นเบสเพิ่มขึ้น เช่นปริมาณแคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH)2 แคลเซียมออกไซด์ (CaO) หรือแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ที่มีอยู่ในดิน ถ้าดินมีสารเหล่านี้ในปริมาณมากจะทำให้ความเป็นเบสของดินมีค่าสูงขึ้นด้วย

3 ปริมาณของแร่ธาตุบางชนิดในดิน เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม และโซเดียม ซึ่งดินแต่ละชนิด จะมีปริมาณแร่ธาตุดังกล่าวมากน้อยต่างกันทำให้สมบัติความเป็นกรด – เบสแตกต่างกันไป

พืชแต่ละชนิดจะเจริญเติบโตได้ดีต้องอาศัยปัจจัยหลายประการ ปัจจัยที่สำคัญประการหนึ่ง คือค่า pH ของดิน พืชแต่ละชนิดเจริญเติบโตได้ดีในค่า pH ที่เหมาะสมกับพืชนั้นๆ ดังตารางต่อไปนี้ ตาราง แสดงค่า (pH) ของดินที่เหมาะกับการปลูกพืชบางชนิด

ชนิดของพืช	ค่า(pH)ของดิน	ชนิดของพืช	ค่า(pH) ของดิน
มันฝรั่ง	4.8 – 6.5	ถั่วเหลือง	6.0 – 7.0
ข้าว	5.0 – 6.5	ทานตะวัน	6.0 – 7.5
ข้าวโพด ข้าวสาลี	5.5 – 7.5	อ้อย	6.0 – 8.0
ยาสูบ	5.5 – 7.5	ผักกาดหวาน	6.5 – 8.0
มันเทศ	5.8 – 6.0	ข้าวบาร์เลย์	6.5 – 8.5

ค่า pH ของดินที่เหมาะกับพืชจะช่วยให้พืชดูดซึมแร่ธาตุต่างๆ ในดิน เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ได้ดี เนื่องจาก แร่ธาตุที่อยู่ในดินมีความสามารถละลายน้ำได้ไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับค่า pH ของดิน ดังนั้นจึงต้องมีการปรับปรุงดิน เพื่อให้ค่า pHที่เหมาะกับการปลูกพืชแต่ละชนิด

การแก้ไขสภาพความเป็นกรด – เบสของดิน สามารถทำได้โดยเติมสารบางชนิดลงในดิน เช่นดินเปรี้ยวต้องลดความเป็นกรดของดิน โดยการเติมสารแคลเซียมไฮดรอกไซด์(ปูนขาว) หรือดินมาร์ล ลงในดิน ส่วนดินที่มีความเป็นเบสมากเนื่องจากดินเค็ม เพราะมีสารประกอบพวกเกลือโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) หรือ โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) อยู่มาก ซึ่งสามารถแก้ไข ได้โดย เติมแคลเซียมซัลเฟต (CaSO4) หรือผงกำมะถันลงในดิน ในปริมาณที่พอเหมาะ ถ้าเติมผงกำมะถัน ลงในดินมากเกินไปจะทำให้กลายเป็นดินเปรี้ยวได้

ชนิดของเนื้อดิน

ถ้าจำแนกดินตามลักษณะของเนื้อดิน แบ่งได้ 3 ชนิด

1 ดินทราย เป็นที่ประกอบด้วยทรายตั้งแต่ร้อยละ 70 ขึ้นไป โดยน้ำหนักมีสมบัติเหมือนทราย น้ำซึมผ่านได้ง่ายมาก

2 ดินร่วน เป็นดินที่ประกอบด้วย ทราย โคลนตม และดินเหนียว โดยมีปริมาณดินทรายและดินเหนียวไม่มากนัก ดังนั้น น้ำและอากาศจึงไหลผ่านดินร่วนได้ดีกว่าดินเหนียว

3 ดินเหนียว เป็นดินที่มีเนื้อละเอียดแน่น อุ้มน้ำได้ดี และไม่ยอมให้น้ำซึมผ่านได้ง่าย ไม่เหมาะสมในการเพาะปลูกพืช

หากจะแบ่งการเรียกชื่อย่อยลงไปจะขึ้นกับ %ของเนื้อดินแต่ละประเภทตามรูปภาพด้านล่าง

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรไฮโดรเจน ( Hydrogen cycle )

วัฏจักรของไฮโดรเจน (อังกฤษ : Hydrogen Cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของธาตุไฮโดรเจน และสารประกอบที่มีไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ



ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญทั้งในพืช และสัตว์ ทั้งที่อยู่ในรูปแบบของน้ำ ( H₂O ) น้ำตาล ( C₆H₁₂O₆ ) คาร์โบไฮเดรท ไขมัน เป็นต้น สิ่งมีชีวิตจึงขาดธาตุไฮโดรเจนไม่ได้

วัฏจักรของไฮโรเจนเองนั่นก็มีความสัมพันธ์กับวัฏจักรของน้ำ และออกซิเจนอย่างใกล้ชิด เนื่องจากไฮรโดรเจนเป็นองค์ประกอบของน้ำ ผมจึงจะไม่ขอกล่าวซ้ำกับเรื่องวัฏจักรของออกซิเจน แต่จะนำเสนอประเด็นอื่น

การปลอดปล่อยไฮโดรเจนสู่ชั้นบรรยากาศมีแหล่งหลัก 4-5 ทางดังนี้:

• การสลายโมเลกุลของอาหารแบบใช้ออกซิเจน(การหายใจ)
  ในการหายใจของสัตว์จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีเพื่อใช้น้ำตาลให้กลายเป็นพลังงาน โดยไฮโดรเจนที่อยู่ในน้ำตาละจะถูกแปลงเป็นไอน้ำ H₂O เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ
  
    C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + พลังงาน
  
  ในเนื้อเยื่อของสัตว์ซึ่งสามารถสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจนตามสมการข้างบน ในบางกรณีเนื้อเยื่อต้องการ ATP เป็นจำนวนมากในระยะเวลาอันสั้น เช่น เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อในขณะออกกำลังกาย แต่เนื่องจากเลือดลำเลียงออกซิเจนให้ไม่ทัน ทำให้ปริมาณของ ATP ในเซลล์ลดลงอย่างรวดเร็ว เซลล์จะสลายสารอาหารโดย กระบวนการหมักกรดแลกติก (lactic acid fermentation) แทน กรดแลกติก (C₃H₆O₃) เป็นสารที่ร่างกายไม่ต้องการ เมื่อสะสมมากขึ้นกล้ามเนื้อจะล้าจนกระทั่งทำงานไม่ได้ จะต้องได้รับออกซิเจนมาชดเชยเพื่อสลายกรดแลกติกต่อไปจนได้คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำซึ่งร่างกายจะกำจัดออกสู่ภายนอกได้ (ซึ่งไฮโดรเจนก็จะถูกปลดปล่อยสู่อากาศในรูปแบบของไอน้ำเช่นกัน)
  
  แบคทีเรียบางชนิดได้พลังงานจากการสลายสารอาหารโดยไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งจะทำให้เกิดกรดแลกติกเช่นกัน มนุษย์ใช้ประโยชน์จากกระบวนการหมักของจุลินทรีย์ในการผลิตอาหารบางชนิด ได้เแก่ เต้าเจี้ยว เต้าหู้ยี้ นมเปรี้ยว โยเกิร์ต การดอกผัก และผลไม้ดอง ความเป็นกรดของกรดแลกติกจะช่วยหยุดยั้่งการเติบโตของแบคทีเรียหลายชนิดทำให้ช่วยถนอมอาหารได้ในระยะเวลาหนึ่ง แต่กรดแลกติกเป็นสภาพที่ไม่เสถียรมากนักสุดท้ายแล้วจะเกิดขบวนการย่อยสลายต่อกลายเป็นกรดอะซิติก (C₂H₄O₂) และย่อยสลายต่อเป็นก๊าซมีเทน(CH₄)ต่อไป (ซึ่งสุดท้ายแล้วไฮโดรเจนก็จะถูกปลดปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศในรูปแบบของก๊าซมีเทน)
  
  
  
  ขบวนการย่อยสลายโมเลกุลของอาหารเหล่านี้สามารถเกิดจากจุลินทรีย์ได้เช่นกัน ในขบวนการหมักแบบใช้ออกซิเจนยีสต์ก็จะมีการแปลงน้ำตาลจนกลายเป็นแอลกอฮอล์ (C₂H₅OH) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ยีสต์ก็เหมือนสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่มีความทนทานต่อปริมาณของแอลกอฮอล์ แต่ถ้าปริมาณแอลกอฮอล์สูงมากยีสต์ก็ตายเหลือเพียงแอลกอฮอล์ ผลผลิตของกระบวนการหมักแบบนี้ที่สำคัญ คือ เบียร์ สุรา ไวน์ต่างๆ ในปัจจุบันมีผู้นำความรู้นี้ไปผลิตแอลกอฮอล์จากวัสดุเหลือใช้ เช่น การผลิตแอลกอฮอล์จากกากน้ำตาล นอกจากลดปัญหามลภาวะของกากน้ำตาลแล้ว แอลกอฮอล์ยังเป็นสารที่มีพลังงานสูงอยู่มาก สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้
  
  หากเราหมักแอลกอฮอล์ที่มีดีกรีไม่สูงมากนักในสภาพที่ไม่มีออกซิเจนเพียงพอจุลินทรีย์บางชนิดก็จะย่อยสลายแอลกอฮอล์ในขบวนการ Acetogenesis ไปเป็น Acetic Acid (เราจะสังเกตุได้ว่าการเก็บไวน์ไว้นานๆ Alcohol จะถูกย่อยสลายเปลี่ยนไปเป็นกรดอะซิติก (C₂H₄O₂) ทำให้ไวน์มีรสชาติเปรี้ยวได้)  ซึ่งในขบวนการ Acetogenesis นั้นจะเกิดก๊าซไฮโดรเจน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ปลดปล่อยออกมา และกรดอะซิติกจะถูกย่อยสลายต่อเป็นก๊าซมีเทน(CH₄)ต่อไป (ซึ่งสุดท้ายแล้วไฮโดรเจนก็จะถูกปลดปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศในรูปแบบของก๊าซมีเทน)
• การสลายโมเลกุลของอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน
  ในขบวนการย่อยสลายโมเลกุลของอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้นจะมีขบวนการ Hydrolysis ย่อยสลายอาหารโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น คาร์โบไฮเดรต  ไขมัน หรือโปรตีน ให้กลายเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่สิ่งมีชีวิตสามารถนำเอาไปใช้งานได้  จากโมเลกุลอาหารขนาดเล็กก็จะมีการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Acidogenesis) ซึ่งอาจจะย่อยสลายได้ 2 แบบ คือ (1)กลายเป็นแอลกอฮอล์ และ Carbonic Acid หรือ (2) กลายเป็นแอมโมเนีย ก๊าซไฮโดรเจน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
  
  
  
  ในธรรมชาติการย่อยสลายอาจจะไม่ได้เป็นไปตามขั้นตอนเสมอไป เช่น อาจจะมีการย่อยสลายโมเลกุลอาหารขนาดใหญ่กลายเป็นกรดอะซิติกโดยตรงเลยโดยไม่ผ่านกระบวนการ Hydrolysis และ Acidogenesis ก็ได้
  
  
  ในขั้นตอนสุดท้ายก๊าซมีเทนสามารถเกิดได้จากหลายปฏิกิริยาทางเคมีคือ
  
  1. ย่อยสลายกรดอะซิติกกลายเป็นก๊าซมีเทน
  CH₃COOH → CH₄ + CO₂
  
  2. ย่อยสลายแอลกอฮอล์กลายเป็นก๊าซมีเทน
  2CH₃CH₂OH + CO₂ → CH₄ + 2CH₃COOH
  
  3. เกิดการรวมตัวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซไฮโดเจนที่เกิดจากขบวนการย่อยสลาย กลายเป็นก๊าซมีเทน
  CO₂ + 4H₂ → CH4₄ + 2H₂O
  
  สุดท้ายแล้วก็จะมีก๊าซมีเทน CH₄ ปลดปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ประเด็นปัญหาคือในขบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้นแทนที่ไฮโดรเจนจะถูกปลดปล่อยออกมายังชั้นบรรยากาศในรูปแบบของน้ำ (H₂O) แต่กลับถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของก๊าซไฮโดรเจน (H₂) หรือก๊าซมีเทน (CH₄) ซึ่งจะกล่าวถึงประเด็นนี้ในลำดับถัดไป
  
  นอกเหนือจากก๊าซมีเทนแล้วในบางโมเลกุลของอาหารก็จะมีธาตุกำมะถันเป็นองค์ประกอบ ซึ่งเมื่อผ่านกระบวนการย่อยสลายแล้วก็อาจจะเกิดก๊าซไข่เน่า (H₂S) เป็นอีกทางหนึ่งในการปลดปล่อยไฮโดรเจนออกสู่ชั้นบรรยากาศจากขบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน
  
  
• การเผาไหม้ก๊าซมีเทน(CH₄) และโฮโดรคาร์บอนอื่นๆ
  
  ก๊าซชีวภาพ หรือ ไบโอก๊าซ คือ ก๊าซที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการหมักย่อยสลายของสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะที่ปราศจากออกซิเจน(anaerobic digestion) โดยทั่วไปจะหมายถึง ก๊าซมีเทน ที่เกิดจาก การหมัก (fermentation) ของ สารอินทรีย์ โดยกระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในหลุมขยะ กองมูลสัตว์ และก้นบ่อแหล่งน้ำนิ่ง กล่าวคือเมื่อไหร่ก็ตามที่มีสารอินทรีย์หมักหมมกันเป็นเวลานานก็อาจเกิดก๊าซชีวภาพ
  
  องค์ประกอบส่วนใหญ่ของก๊าซชีวภาพจะเป็นแก๊สมีเทน(CH₄) ประมาณ 50-70% และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์(CO₂)ประมาณ 30-40% ส่วนที่เหลือเป็นแก๊สชนิดอื่น ๆ เช่น ไฮโดรเจน (H₂) ออกซิเจน(O₂) ไฮโดรเจนซัลไฟด์(H₂S)หรือก๊าซไข่เน่า ไนโตรเจน(N) และไอน้ำ (H₂O)  ซึ่งก๊าซจะเห็นว่าสัดส่วนใหญ่ยังเป็นก๊าซมีเทนซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้ได้   แต่ประเด็นคือก๊าซมีเทนเบากว่าอากาศ ถ้าหากเราไม่เก็บเกี่ยวก๊าซมีเทนมาใช้งานก๊าซเหล่านี้ก็ลอยสูงขึ้นสูงชั้นบรรยากาศชั้นบน ในปัจจุบันมนุษย์ได้พัฒนาเทคโนโลยีก๊าซชีวภาพขึ้นมาเก็บเกี่ยวก๊าซมีเทนจากขบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้อ๊อกซิเจนมาใช้เป็นพลังงาน ในขบวนการเผาไหม้ก๊าซมีเทนจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีดังนี
  
  CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
  
  ทำให้เกิดการปลดปล่อยไฮโดรเจนสู่ชั้นบรรยกาศในรูปแบบของไอน้ำแทน
• การเผาชีวมวล
  
  เพื่อนๆ ที่เคยอ่านเรื่องเตาชีวมวลใน http://my-experimental-farm.blogspot.com/2014/01/1.html แล้วคงจะพอจำรูปภาพด้านล่างได้  ขบวนการเผาไหม้ชีวมวลจะเกิด Char Gas (ซึ่งคือไอของคาร์บอน)  และ Wood Gas ซึ่งจะมีองค์ประกอบเป็น Nitrogen N2: 50.9% Carbon monoxide CO: 27.0% Hydrogen H2: 14.0% Carbon dioxide CO2: 4.5% Methane CH4: 3.0% และ Oxygen O2: 0.6%
  
  ซึ่งถ้ามีออกซิเจนเพียงพอก็จะเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ธาตุไฮโรเจนจะกลายเป็นไอน้ำทั้งหมด หากเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ก็จะมีก๊าซมีเทน  ก๊าซไฮโดรเจน รวมถึงไอของสารไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ออกไปยังชั้นบรรยากาศ  ปัญหาแบบเดียวกันเกิดขึ้นจากการเผาน้ำมัน หรือสารไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ
  
  

โดยสรุปขยายการย่อยสลายโมเลกุลของสารอินทรีย์ และขบวนการเผาไหม้ชีวมวล มักจะปลดปล่อยธาตุไฮโดรเจนสู่ชั้นบรรยากาศในรูปแบบของไอน้ำหากมีออกซิเจนเพียงพอ  ซึ่งไม่ค่อยจะทำให้เกิดปัญหามากนัก  ส่วนในสภาวะที่มีออกซิเจนไม่เพียงพอก็จะปลดปล่อยธาตุไฮโดรเจนสู่อากาศในรูปของ ก๊าซไฮโดรเจน ก๊าซมีเทน ก๊าซไข่เน่า แอมโมเนีย หรือสารไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ

สิ่งที่ทำให้เป็นปัญหาคือก๊าซมีเทนมีค่าการกักความร้อนมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 23 เท่า ทำให้อากาศของโลกร้อนขึ้น ถ้าอ่านข้อมูลข้างบนดีๆ เราจะพบว่าก๊าซมีเทนจะมีการปลดปล่อยออกมาจาก 2 แหล่งหลักๆคือ

• การย่อยสลายตามธรรมชาติ คิดเป็นประมาณ 40% โดยเฉพาะตามป่าพุ การย่อยสลายโดยปลวก หรือแมลงใต้ดินต่างๆ และการย่อยสลายตามแหล่งน้ำ/ทะเล
• การกระทำโดยมนุษย์ คิดเป็นประมาณ 60% ได้แก่ การนำเอาสารไฮโดรคาร์บอนต่างๆ (ทีอยู่ใต้ดิน) ขึ้นมาเผาไหม้ (คิดเป็น 18%), การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมมากินเนื้อสัตว์มากกว่าผักทำให้มีการเลี้ยงสัตว์เป็นจำนวนมากขึ้นกว่าเดิม ทำให้มีก๊าซมีเทนจากมูลของสัตว์มากขึ้น(คิดเป็น 19%), การตัดไม้ทำลายป่าแล้วเผาทำให้ไฮโดรคาร์บอนที่เคยสะสมในต้นไม้ถูกปลดปล่อยออกมาเป็นก๊าซมีเทน(คิดเป็น 7%), การแปลงพื้นแห้งที่เป็นป่ามาทำนา เพิ่มพื้นที่ Wet Land ซึ่งจะมีย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนมากขึ้น ปลดปล่อยก๊าซมีเทนออกมามากขึ้น(คิดเป็น 6%), การขุดดินมาถมที่ทำให้ก๊าซมีเทนที่ถูกเก็บอยู่ใต้ดินถูกปลดปล่อยออกมา(คิดเป็น 7%) และผลิตน้ำเสียจำนวนมากจากพฤติกรรมการหันมาอยู่รวมกันจำนวนมากในสังคมเมือง ทำให้เกิดก๊าซมีเทนมากขึ้นกว่าวิถีชีวิตเดิมๆ (คิดเป็น 4%) เป็นต้น

จะเห็นว่าวิถีชีวิตในปัจจุบันของมนุษย์ทำให้เกิดการปลดปล่อยก๊าซมีเทนมากขึ้นกว่าในอดีต จนกระทั่งในปัจจุบันอัตราการปลดปล่อยก๊าซมีเทนออกมาในชั้่นบรรยากาศนั้นมากกว่า การนำเอาก๊าซมีเทนกลับลงไปในพื้นดิน ทำให้เรามีปัญหาก๊าซมีเทนสะสมในบรรยากาศมากขึ้นเรื่อยๆ ทุกๆ ปี เมื่อมีก๊าซมีเทนมากขึ้นอากาศก็จะกักความร้อนได้มากขึ้น (ประมาณ 23 เท่าของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์) ทำให้อากาศร้อนขึ้น เมื่ออากาศร้อนมากขึ้นก็จะมีการละลายของน้ำแข็งในแถบใกล้ขั้วโลกมากขึ้น เมื่อน้ำแข็งละลายก็จะมีก๊าซมีเทนที่ถูกเก็บไว้ในน้ำแข็งถูกปลดปล่อยออกมาในชั้นบรรยากาศมากขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบันมนุษย์ยังไม่สามารถจัดการกับปัญหานี้ได้ ทำให้โลกมีสภาวะร้อนขึ้นทุกปี

ในขณะที่ขบวนการนำเอาก๊าซมีเทนจากชั้นบรรยากาศกลับลงไปในพื้นโลกนั้นใช้เวลาประมาณ 9.6 ปีภายหลังจากที่ถูกปลดปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ Troposphere โดยจะมีปฏิกิริยาเคมีดังนี้

CH₄ + ·OH → H₂O + ·CH₃

ในทำนองเดียวก๊าซไฮโดรเจนก็จะเกิดปฏิกิริยาแบบนี้

H₂ + ·OH → H₂O + ...

ซึ่งจะนำเอาธาตุไฮโดรเจนกลับสู่พื้นโลกในรูปแบบของน้ำฝน  แต่หากก๊าซมีเทนลอยขึ้นไปสู่ชั้น Stratosphere จะไปทำปฏิกิริยากับก๊าซโอโซนเกิดปฏิกิริยาดังนี้

CH₄ + O₃ → 2H₂O + CO₂

ซึ่งก็จะนำธาตุไนโดรเจนกลับสู่พื้นดินในรูปแบบของน้ำฝนเช่นกัน แต่ปัญหาที่ตามมาคือในปฏิกิริยาดังกล่าวจะต้องใช้ก๊าซโอโซนในชั้นบรรยากาศ Stratosphere แต่ก๊าซโอโซนเองทำหน้าที่ดูดซึมซับรังสีอุลตร้าไวโอเลต ไม่ให้ส่องกระทบโดยตรงยังพื้นผิวโลก การสูญเสียโอโซนไปจึงเป็นอีกปัจจัยหนึ่งในการเร่งให้โลกร้อนมากขึ้นเรื่อย

ดังนั้นโดยสรุปแล้วหากมนุษย์ต้องการหยุดสภาวะโลกร้อน เราจะต้องลดการปลดปล่อยก๊าซมีเทนออกสู่ชั้นบรรยากาศลงไปจนกระทั่งอัตราการปลดปล่อย และการนำเอาธาตุไฮโดรเจนกลับสู่พื้นโลกเกิดความสมดุล โดยกิจกรรมที่กระทำโดยมนุษย์ที่ปลดปล่อยก๊าซมีเทนหลักๆ ที่เราต้องรีบลดโดยด่วนคือ ลดการเผาไหม้น้ำมัน(18%) ลดการบริโภคเนื้อสัตว์(17%) ลดการเผาชีวมวล (คิดเป็น 7%) ลดพื้นที่ทำนาเพิ่มพื้นที่ปลูกป่า (คิดเป็น 6%) เป็นต้น  นอกจากนั้นการเพิ่มปริมาณออกซิเจนเองก็จะช่วยในขบวนการต่างๆ ที่จะลดการเกิดก๊าซมีเทน ซึ่งเราต้องช่วยกันปลูกต้นไม้เพื่อแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับมาเป็นก๊าซออกซิเจน  ฟังๆ ดูแล้วผมยังหวั่นใจว่าพวกเราจะทำกันได้หรือไม่...


วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ: Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรออกซิเจน (O)
• วัฏจักรคาร์บอน (C)
• วัฏจักรไนโตรเจน (N)
• วัฏจักรแคลเซียม (Ca)
• วัฏจักรฟอสฟอรัส (P)
• วัฏจักรโพแทสเซียม (K)
• วัฏจักรกำมะถัน (S)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

วัฏจักรไฮโดรเจน

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรกำมะถัน ( Sulfur cycle )

วัฏจักรของกำมะถัน (อังกฤษ : Sulfur Cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของธาตุกำมะถัน และสารประกอบที่มีกำมะถันเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ



กำมะถันเป็นธาตุที่สำคัญมากในการสังเคราะห์วิตามิน สารประกอบอื่นๆ และโปรตีนอีกหลายชนิด เนื่องจากกำมะถันเป็นตัวเชื่อมในสาย polypeptide ที่เป็นโปรตีนสำหรับในสิ่งมีชีวิตในโลกนี้ โดยเฉพาะร่างกายของมนุษย์ประกอบด้วยธาตุซัลเฟอร์ (Sulfur) ประมาณ 0.25% ของน้ำหนักตัว ซึ่งใช้เป็นส่วนประกอบของกรดอะมิโนในการสร้างเล็บ ผม และผิวหนัง ถ้าปราศจากธาตุกำมะถันแล้ว สิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้

กำมะถันพบได้ในสภาพแวดล้อมหลายแห่ง พื้นผิวโลกเป็นแหล่งใหญ่ของกำมะถัน คิดเป็น 95% รองลงมาคือ ในแหล่งน้ำมีประมาณ 5% โดยกำมะถันที่อยู่บนพื้นผิวโลกแบ่งเป็นชั้นของหินเปลือกโลกและชั้นดิน โดยชั้นของหินเปลือกโลกถือเป็นแหล่งสำคัญของกำมะถัน มีแร่กำมะถันที่เกิดจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์อยู่เป็นเป็นจำนวนมาก

การสะสมของสารประกอบกำมะถันในบรรยากาศเกิดจากก๊าซที่เกิดขึ้นหลังการระเบิดของภูเขาไฟ การถลุงแร่ การทำเหมืองถ่านหิน ก๊าซจากสิ่งมีชีวิต การย่อยสลาย และกิจกรรมของมนุษย์ หรือการเผาไหม้ต่างๆ ซึ่งจะปล่อยกำมะถันในรูปของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) ก๊าซไข่เน่า (H₂S) และซัลเฟต(SO₄^2-) นอกจากนั้นในขบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ต่างๆ โดยจุลินทรีย์ยังมีโอกาสที่จะปล่อยก๊าซออกมาในรูป COS, CS₂ และ (CH₃)₂S การคงอยู่ของก๊าซเหล่านี้ในบรรยากาศสั้นมากและขึ้นกับความคงตัวทางโมเลกุลด้วย การออกซิไดส์ของก๊าซเหล่านี้ขึ้นกับอุณหภูมิ ความชื้น และแสงอาทิตย์

การออกจากบรรยากาศเกิดขึ้นโดยการรวมตัวกับน้ำ เกิดเป็นฝนกรด (H₂SO₄) และลงสู่พื้นดิน หรือรวมตัวกับธาตุอื่นๆแล้งตกมายังพื้นโลก ในแหล่งน้ำ ในมหาสมุทร กำมะถันจะอยู่ในรูปซัลเฟตที่ละลายน้ำซึ่งมาจากแม่น้ำและฝน กำมะถันจะออกจากแหล่งน้ำโดยถูกซัดปนไปกับละอองน้ำ หรือโดยการระเหยในรูปก๊าซที่เกิดจากการกระทำของจุลินทรีย์

ที่มาของกำมะถันในดินมาจากการชะล้าง ผุพัง และจากบรรยากาศ รวมทั้งการใส่ปุ๋ย กำมะถันในดินจะถูกเปลี่ยนรูปไปทั้งโดยปฏิกิริยาเคมีและสิ่งมีชีวิต ในดินชั้นบน กำมะถันจะอยู่ในสารอินทรีย์ ส่วนดินชั้นล่างจะอยู่ในรูปสารอนินทรีย์ ในดินที่มีการระบายอากาศดี กำมะถันจะอยู่ในรูปของซัลเฟต(SO₄^2-) แต่ในดินที่มีการระบายอากาศไม่ดีเช่นมีน้ำท่วมขัง กำมะถันจะอยู่ในรูปซัลไฟด์(S) แต่เมื่อเติมก๊าซออกซิเจนลงไป ซัลไฟด์จะเปลี่ยนเป็นซัลเฟต ซัลเฟตละลายน้ำได้ดีจึงถูกชะออกจากดินได้ง่าย การย่อยสลายสารอินทรีย์ที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบ จะได้กำมะถันในรูปของก๊าซ ส่วนหนึ่งจะระเหยไปสู่บรรยากาศ ส่วนหนึ่งจะกลับไปอยู่ในรูปของซัลเฟตอีก ทั้งในปฏิกิริยาเคมีและสิ่งมีชีวิต

เมื่อกำมะถันเข้าสู่พืชจะเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของกรดอะมิโนและโคเอนไซม์ ที่ช่วยในการสร้างคลอโรฟิลล์และสังเคราะห์โปรตีน กำมะถันไม่ค่อยเคลื่อนย้ายในพืชทำให้อาการขาดเกิดกับใบอ่อนก่อน ต้นข้าวที่ขาดกำมะถันจะมีอาการคล้ายกับการขาดไนโตรเจน ต่างกันตรงที่การขาดไนโตรเจนจะเกิดที่ใบแก่ก่อน แต่การขาดกำมะถันจะเกิดที่ใบอ่อนก่อนแล้วตามด้วยใบแก่ โดยเริ่มแรกที่กาบใบจะมีสีเหลืองแล้วลุกลามสู่ใบ อาจพบต้นข้าวมีสีเหลืองทั้งต้นในระยะแตกกอ ความสูงและการแตกกอลดลง ต้นข้าวและใบข้าวเล็กลง นอกจากนี้การขาดกำมะถันยังทำให้การเจริญเติบโตและการพัฒนาของข้าวช้าลง รวงข้าวจะน้อยและสั้น จำนวนเมล็ดต่อรวงลดลง

เมื่อสิ่งมีชีวิตกินพืชจะถูกนำไปสร้างเป็นโปรตีน วิตามิน หรือสารประกอบอื่นๆ และจะถูกเปลี่ยนกลับเป็นซัลเฟตหรือสารประกอบอื่นๆของกำมะถันได้เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย

อาการขาดกำมะถันในพืช

กำมะถันเป็นธาตุค่อนข้างไม่เคลื่อนย้ายในพืช เมื่อพืชขาดใบอ่อนจะมีสีเหลืองซีด ซึ่งอาการที่เกิดขึ้นนี้จะแตกต่างกับการขาดไนโตรเจน ซึ่งอาการสีเหลืองเกิดที่ใบล่าง หรือใบแก่ อาการรุนแรงมากในพืชจะแสดงอาการเหลืองทั้งใบอย่างชัดเจน ส่วนที่ลำต้นพืชนั้น ลำต้นจะแข็งแต่บอบบาง พืชที่ขาดจะมีการสะสมแป้งน้ำตาล(sucrose) และไนโตรเจนสูง

วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ: Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรออกซิเจน (O)
• วัฏจักรคาร์บอน (C)
• วัฏจักรไนโตรเจน (N)
• วัฏจักรแคลเซียม (Ca)
• วัฏจักรฟอสฟอรัส (P)
• วัฏจักรโพแทสเซียม (K)
• วัฏจักรไฮโดรเจน (H)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

วัฏจักรของกำมะถัน

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรโพแทสเซียม หรือ วัฏจักรโปแตสเซียม ( Potassium cycle )

วัฏจักรของโพแทสเซียม (อังกฤษ : Potassium cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของธาตุโพแทสเซียม และสารประกอบที่มีโพแทสเซียมเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ



ธาตุโพแทสเซียมเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเซลล์ต่างๆ เนื้อเยื่อ และอวัยวะต่างๆ ควบคุมสมดุลกรด-เบส ควบคุมปริมาณน้ำในร่างกาย นอกจากนั้นยังทำหน้าที่ร่วมกับเกลือ โซเดียม คลอไรด์ แคลเซี่ยม แมกนีเซี่ยมในการนำไฟฟ้าของระบบประสาท โพแทสเซียมยังเป็นแร่ที่สำคัญในการบีบตัวของกล้ามเนื้อทั่วไป และกล้ามเนื้อหัวใจ และระบบทางเดินอาหาร

ในพืชโพแทสเซียมมีส่วนสำคัญในการเคลื่อนย้ายสารอาหารหรือผลผลิต จากการสังเคราะห์แสง ช่วยทำให้ผนังเซลล์แข็งแรง เพิ่มพื้นที่ใบและปริมาณ คลอโรฟิลล์ ชะลอการร่วงของใบ - มีหน้าที่หลักในการช่วยสร้างน้ำตาล แป้ง และเซลลูโลส และช่วยให้รากของพืชดูดน้ำได้ดียิ่งขึ้น หากพืชขาดโพแทสเซียมจะเจริญเติบโตช้า ต้นจะแคระแกรน ให้ผลิตผลต่ำ คุณภาพผลิตผลก็ด้อย ใบล่างเหลืองและเกิดเป็นรอยไหม้ตามขอบใบ

โพแทสเซียมเป็นธาตุที่อยู่ในธรรมชาติน้อย และเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ด้วยเหตุนี้โพแทสเซียมจึงถูกใช้หมุนเวียนอยู่ระหว่างสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตในปริมาณที่จำกัด ดังนั้นโพแทสเซียม จึงเป็นปัจจัยที่จำกัดจำนวนสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศหลายชนิด

โพแทสเซียมตามธรรมชาติส่วนใหญ (98%-99%) อยู่ในรูปแบบที่พืชไม่สามารถนำไปใช้งานได้ ซึ่งจะถูกกัดกร่อนโดยน้ำและกระแสลมปะปนอยู่ในดินสลายอย่างช้าๆ (ประมาณ 1%) ซึ่งพืชจะสามารถนำไปใช้งานได้ และถ่ายทอดไปในระบบนิเวศตามห่วงโซ่อาหาร สัตว์จะถ่ายโพแทสเซียมออกมาในน้ำปัสสาวะ และบางส่วนจะอยู่ในมูลสัตว์ซึ่งจะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ก่อนจะอยู่ในรูปแบบที่ละลายน้ำได้เพื่อให้พืชนำไปใช้งาน เมื่อสัตว์ตายลงก็จะถูกย่อยสลายคืนโพแทสเซียมกลับให้กับดินเช่นกัน

ส่วนนี้นอกจากพืชนำไปใช้โดยตรงแล้ว โพแทสเซียมบางส่วนยังถูกกระบวนการชะล้างพัดพาลงสู่ทะเล มหาสมุทรปะปนอยู่ในดินตะกอนทั้งทะเลลึกและตื้น และถูกสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ ในทะเลนำมาใช้ถ่ายทอดไปตามห่วงโซ่อาหารจนถึงปลาขนาดใหญ่

โพแทสเซียมที่ละลายน้ำอีกส่วนหนึ่งได้ที่ไม่ได้ถูกพืชนำไปใช้งานจะถูกน้ำพาลงไปในดินชั้นล่างหรือน้ำใต้ดิน ซึ่งปริมาณที่เราสูญเสียโพแทสเซียมลงในดินชั้นล่างขึ้นอยู่ลักษณะของดิน(ดินทราย หรือดินร่วนจะสูญเสียได้มากกว่าดินเหนียว) และปริมาณน้ำฝนในพื้นที่

อาการขาดโพแทสเซียมในพืช

ลักษณะที่พบเห็นเด่นชัดที่สุดคือ ส่วนปลายใบและขอบใบไหม้เกรียม ขอบใบจะม้วนงอ ครั้งแรกจะเห็นขอบใบมีสีเหลืองก่อนแล้วเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแล้วจึงเปลี่ยนเป็นไหม้เกรียม หรือมีจุดประสีแดง หรือสีเหลือง หรือสีน้ำตาลระหว่างเส้นใบอยู่ทั่วไป พบเห็นชัดเจนในใบตอนที่อยู่ส่วนล่าง ๆ ของต้นพืช พืชใบเลี้ยงเดี่ยวนอกจากที่ขอบใบจะไหม้เกรียมแล้วยังร่วงอีกด้วย ในพืชใบเลี้ยงคู่อาการขาดมักเกิดก่อนที่ใบจะเริ่มแก่ ลักษณะอาการในต้นพืชคือ ต้นโตช้า อาการที่ผลราก ผลสุกไม่สม่ำเสมอ ถ้าเป็นมะเขือเทศเนื้อจะเละ

วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ: Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรออกซิเจน (O)
• วัฏจักรคาร์บอน (C)
• วัฏจักรไนโตรเจน (N)
• วัฏจักรแคลเซียม (Ca)
• วัฏจักรฟอสฟอรัส (P)
• วัฏจักรกำมะถัน (S)
• วัฏจักรไฮโดรเจน (H)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

วัฏจักรโพแทสเซียม

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรฟอสฟอรัส ( Phosphorus cycle )

วัฏจักรของฟอสฟอรัส (อังกฤษ : Phosphorus cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของธาตุฟอสฟอรัสและสารประกอบที่มีฟอสฟอรัสเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ



ฟอสฟอรัส เป็นธาตุที่จำเป็นต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิต เป็นองค์ประกอบของ DNA, RNA และ ATP แต่ฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่อยู่ในธรรมชาติน้อยมาก และเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ด้วยเหตุนี้ฟอสฟอรัสจึงถูกใช้หมุนเวียนอยู่ระหว่างสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตในปริมาณที่จำกัด ดังนั้นฟอสฟอรัส จึงเป็นปัจจัยที่จำกัดจำนวนสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศหลายชนิด

ฟอสฟอรัสยังเป็นส่วนประกอบของโปรตีนบางชนิดในพืช เป็นองค์ประกอบของสารต่างๆหลายอย่างที่สะสมอยู่ใน เมล็ด ซึ่งเป็นสารที่จำเป็นสำหรับการงอกของเมล็ดพืช เป็นตัวถ่ายทอดพลังงานจากสารหนึ่งไปยังสารอื่นๆใน ขบวนการ metabolism หลายอย่าง ส่งเสริมการเจริญเติบโตของรากแขนงและรากฝอยใน ระยะแรกของการเจริญเติบโต ช่วยเร่งให้พืชแก่เร็ว และช่วยให้ดอก ผล เมล็ด ของพืช สมบูรณ์ ช่วยให้รากพืชดึงดูดโปแตสเซียมมาใช้ประโยชน์ได้ดีขึ้น หากพืชขาดฟอสฟอรัสจะมีใบเล็กผิดปกติ ใบล่างมีสีเหลืองอมสีอื่น  ลำต้นแคระแกร็น ถ้าเป็นไม้เถาจะพบว่าลำต้นบิด เป็นเกลียวเนื้อไม้เปราะ  ออกดอกช้า ดอกเล็ก อัตราการติดผลต่ำ

ฟอสฟอรัสส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของหินฟอสเฟตหรือแร่ฟอสเฟต เมื่อถูกกัดกร่อนโดยน้ำและกระแสลมปะปนอยู่ในดิน แล้วถูกน้ำชะล้างให้อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ ซึ่งพืชสามารถนำไปใช้และ ถ่ายทอดไปในระบบนิเวศตามห่วงโซ่อาหาร ซึ่งฟอสฟอรัสจะถูกขับออกมาพร้อมกับมูลสัตว์  เมื่อสัตว์ตายลงฟอสฟอรัสที่สะสมในร่างกายสัตว์ก็จะถูกย่อยสลายด้วยพอสฟาไท ซึ่งแบคทีเรีย (Phosphatizing Bacteria) ให้อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ ส่วนนี้นอกจากพืชนำไปใช้โดยตรงแล้ว ยังถูกกระบวนการชะล้างพัดพาลงสู่ทะเล มหาสมุทรปะปนอยู่ในดินตะกอนทั้งทะเลลึกและตื้น และถูกสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ ในทะเลนำมาใช้ถ่ายทอดไปตามห่วงโซ่อาหารจนถึงปลาขนาดใหญ่และนกทะเล เมื่อสัตว์พวกนี้ตายลงเกิดการสะสมเป็นแหล่งสะสมชนิดกัวโน (Guano) ซึ่งเกิดจากการสะสมตัวของมูลนกและกระดูกนก เช่นเดียวมูลค้างคาว ธาตุไนโตรเจนที่เกิดร่วมอยู่ด้วยในมูลสัตว์เหล่านี้ละลายน้ำได้ดีมากจึงถูกพัดพาไปหมด คงเหลือไว้แต่ธาตุฟอสฟอรัสที่สลายตัวยาก นำมาใช้ไม่ได้ จากนั้นจะเริ่มวัฏจักรใหม่อีก

แตกต่างจากวัฏจักรอื่นๆ เช่น คาร์บอน ออกซิเจนและไนโตรเจน คือ จะไม่พบฟอสฟอรัสในบรรยากาศทั่วไปไม่เหมือนกับวัฏจักรที่กล่าวมา ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของของแข็งของสารประกอบฟอสเฟตเกือบทั้งหมด เช่น พบในชั้นหินฟอสเฟต ฟอสฟอรัสที่จำเป็นต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิต เพราะเป็นองค์ประกอบสำหรับสารพันธุกรรม เช่น DNA (deoxyribonucleic acid) และ RNA (ribonucleic acid) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการเมตาบอลิซึมและการถ่ายทอดพันธุกรรมของเซลล์ นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับสารให้พลังงานสูงในสิ่งมีชีวิต เรียกว่า ATP รวมทั้งเป็นองค์ประกอบของฟอสโฟไลปิด phospholipid)

ฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่อยู่ในธรรมชาติน้อยมาก และเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ด้วยเหตุนี้ฟอสฟอรัสจึงถูกใช้หมุนเวียนอยู่ระหว่างสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตในปริมาณที่จำกัด ดังนั้นฟอสฟอรัส จึงเป็นปัจจัยที่จำกัดจำนวนสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศหลายชนิด

ฟอสฟอรัสตามธรรมชาติส่วนใหญอยู่ในรูปฟอสเฟต (PO₄^3- หรือ HPO₄^2- ) ทั้งที่เป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ ทั้งที่ละลายน้ำและไม่ละลายน้ำ เมื่อถูกกัดกร่อนโดยน้ำและกระแสลมปะปนอยู่ในดิน แล้วถูกน้ำชะล้างให้อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ ซึ่งพืชสามารถนำไปใช้และ ถ่ายทอดไปในระบบนิเวศตามห่วงโซ่อาหาร เมื่อตายลงก็จะถูกย่อยสลายด้วยพอสฟาไท ซึ่งแบคทีเรีย (Phosphatizing Bacteria) ให้อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ ส่วนนี้นอกจากพืชนำไปใช้โดยตรงแล้ว ยังถูกกระบวนการชะล้างพัดพาลงสู่ทะเล มหาสมุทรปะปนอยู่ในดินตะกอนทั้งทะเลลึกและตื้น และถูกสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ ในทะเลนำมาใช้ถ่ายทอดไปตามห่วงโซ่อาหารจนถึงปลาขนาดใหญ่และนกทะเล

เมื่อสัตว์พวกนี้ตายลงเกิดการสะสมเป็นแหล่งสะสมชนิดกัวโน (Guano) ซึ่งเกิดจากการสะสมตัวของมูลนกและกระดูกนกเช่นเดียวมูลค้างคาว ธาตุไนโตรเจนที่เกิดร่วมอยู่ด้วยในมูลสัตว์เหล่านี้ละลายน้ำได้ดีมากจึงถูกพัดพาไปหมด คงเหลือไว้แต่ธาตุฟอสฟอรัสที่สลายตัวยาก นำมาใช้ไม่ได้ จากนั้นจะเริ่มวัฏจักรใหม่อีก

ฟอสฟอรัสถือเป็นธาตุอาหารจำกัดบนพื้นดิน เพราะจะได้ฟอสฟอรัสจากการชะล้างเท่านั้น ในการเกษตรกรรมจะใช้ปุ๋ยฟอสเฟตในรูปของสารประกอบอนินทรีย์ แต่ถ้าปุ๋ยเหล่านี้ถูกชะล้างลงส่แหล่งน้ำมาก จะเกิดการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของพืชน้ำ เกิดปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชั่น (Eutrophication) ตามมา

ทั้งสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตอาศัยอยู่รวมกันมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันในช่วงเวลาที่เหมาะสม ความสัมพันธ์นี้เรียกว่า สมดุลธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงปัจจัยทางกายภาพและทางชีวภาพที่ไม่สมดุลจะมีผลต่อระบบนิเวศ การเพิ่มจำนวนประชากรนอกจากนั้นอาจนำความรู้ใหม่ๆทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาใช้ในการเพิ่มผลผลิตโดยขาดความระมัดระวังอย่างรอบคอบก่อให้เกิดกิจกรรมของการทำลายทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม และเกิดปัญหามลภาวะได้

อาการขาดฟอสฟอรัสในพืช

พืชหลายชนิดที่ขาดฟอสฟอรัสจะผลิตเม็ดสี แอนโธไซยานิน(anthocyanin) ใบมีลักษณะสีม่วงแดงบนแผ่นใบ เส้นใบ และลำต้นจะเห็นเด่นชัด ทางด้านใต้ใบสำหรับฝั่งใบจะมีสีทึบเข้ม ขอบใบม้วนงอไหม้ บางกรณีการขาดในพืชบางชนิดแสดงอาการสีเขียวเข้มบนใบ ใบแก่อาจมีสีเหลืองแต่ใบอ่อนมีสีเขียวอยู่ พืชที่ขาดฟอสฟอรัสจะทำให้การแตกกอไม่ดี ต้นแคระแกรน ใบและลำต้นเล็ก ผอมสูง การออกดอกและการสุกของพืชจะช้ากว่าปกติ เมล็ดและผลที่จะถึงกำหนดแก่มีขนาดเล็ก การขาดฟอสฟอรัสยังทำให้คุณภาพของผลผลิตต่ำอีกด้วย

วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ: Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรออกซิเจน (O)
• วัฏจักรคาร์บอน (C)
• วัฏจักรไนโตรเจน (N)
• วัฏจักรแคลเซียม (Ca)
• วัฏจักรโพแทสเซียม (K)
• วัฏจักรกำมะถัน (S)
• วัฏจักรไฮโดรเจน (H)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

วัฏจักรฟอสฟอรัส

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรแคลเซียม ( Calcium cycle )

วัฏจักรของแคลเซียม (อังกฤษ : Calcium cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของธาตุแคลเซียม และสารประกอบที่มีแคลเซียมเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ



แคลเซียมเป็นธาตุที่มีความสำคัญต่อการทำงานของเอนไซม์หลายชนิด และเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของผนังเซลล์ของแบคทีเรีย   โดยปกติแคลเซียมจะพบได้ทั่วไป  โดยแคลเซียมจะเกิดจากการกัดกร่อนของหินทำให้มี Ca²⁺ ละลายอยู่ในน้ำ  น้ำเหล่านี้สุดท้ายก็จะไหลไปรวมในทะเล    เมื่อทำปฏิกิริยากับ CO₂  จะเกิดการตกตะกอนเป็นหินปูน CaCO₃)  ซึ่งในความเป็นจริงจะเกิดปฏิกิริยาซับซ้อนกว่านั้นคือ :

Ca²⁺ + 2HCO₃^- → CaCO₃ (limestone) + CO₂ + H₂O

ด้วยสภาพความเป็นกรดด่างในทะเลก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์( CO₂ )ที่เกิดจากปฏิกิริยาดังกล่าวจะรวมกับน้ำ( H₂O ) กลายเป็น HCO₃^- โดยทันที ซึ่งกระบวนนี้จะเป็นการสะสม CO₂ จากบรรยากาศ และน้ำทะเลในรูปแบบของหินปูน

การตกตะกอนและการละลายในรูป CaCO₃ และ Ca[HCO₃]₂ มีความสำคัญอย่างมากในสิ่งแวดล้อม การตกตะกอนของ CO₃^2- เกี่ยวข้องกับการสร้างโครงสร้างภายนอกของจุลินทรีย์และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ส่วนสัตว์มีกระดูกสันหลังจะสะสม CO₃^2- ในกระดูกและฟัน

Ca[HCO₃]₂ละลายน้ำได้ดีกว่าCaCO₃ สมดุลระหว่าง CO₃^2- และ HCO₃^- ควบคุมโดยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายน้ำในรูป H₂CO₃ การเพิ่มไฮโดรเจนอิออนทำให้การละลายของ CO₃2- ดีขึ้น ส่วนสภาวะที่เป็นกลางหรือเบส จะทำให้ CO₃^2- ตกตะกอนได้ดีขึ้น โดยในสภาวะที่เป็นเบสนี้จะมี Ca²⁺ มาก CO₃^2- จึงตกตะกอนในรูป CaCO₃ กระบวนการที่มีผลต่อการตกตะกอนของ CaCO₃ โดยสิ่งมีชีวิตคือกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งโดยทั่วไปในน้ำทะเล Ca²⁺จะอยู่ในรูปของ Ca[HCO₃]₂ ที่สมดุลกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

เมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้ไปในการสังเคราะห์ด้วยแสง ทำให้ Ca[HCO₃]₂ ถูกเปลี่ยนเป็น CaCO₃ มากขึ้น กลไกนี้มีความสำคัญมากในแนวปะการัง แม้ว่าในน้ำทะเลจะมี Mg²⁺ อยู่มากและมีพฤติกรรมคล้าย Ca²⁺แต่เนื่องจาก MgCO₃ ละลายน้ำได้ดีกว่า CaCO₃ Ca²⁺ จึงถูกนำไปใช้ในโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตมากกว่า

หินปูนเองก็สามารถเกิดขึ้นในแผ่นดินได้เช่นกัน  รวมทั้งในหินชนิดต่างๆ ก็มักจะมีแคลเซียมผสมอยู่  เมื่อได้รับความชื้น และสภาพความเป็นกรดในดิน แคลเซียมในรูปแบบของแข็งก็จะละลายอยู่ในน้ำในรูปแบบของ Ca²⁺ ซึ่งจุลินทรีย์ และพืชจะสามารถนำไปใช้งานได้ ในธรรมชาติเชื่อว่าจุลินทรีย์ในดินมีส่วนอย่างมากในการทำให้แคลเซียมทำละลายในน้ำ โดยจุลินทรีย์หลายชนิดจะสร้างกรดขึ้นมาเพื่อช่วยละลายแร่ธาตุในหินมาใช้งาน หากดินที่เราปลูกพืชมีจุลินทรีย์เหล่านี้อยู่พืชก็จะได้รับประโยชน์จากการอยู่ร่วมกับจุลินทรีย์ไปด้วย

ในพืชจะพบแคลเซียมในรูปของแคลเซียมออก ซาเลตแคลเซียมฟอสเฟต และ แคลเซียมคาร์บอเนต ในแวคิวโอล เป็นองค์ประกอบของแคลเซียมเพกเทตใน Cell plate มีความสำคัญต่อการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ และส่งเสริมการแบ่งเซลล์

เมื่อสัตว์กินพืชเข้าไปก็จะย่อยสลายแคลเซียมในพืชโดยเฉพาะจากผนังเซลของพืชเพื่อนำแคลเซียมไปใช้ในสร้างกระดูกและฟัน ใช้ช่วยให้ประสาทและกล้ามเนื้อทำงานได้ตามปกติ ใช้ช่วยให้เลือดแข็งตัว เมื่อเกิดบาดแผล และใช้กระตุ้นการหดตัวของกล้ามเนื้อและหัวใจ

เมื่อพืชหรือสัตว์ตายลง จุลินทรีย์ก็จะย่อยสลายให้แคลเซียมละลายกลับเข้ามาอยู่ในดินอีกครั้ง ซึ่งอาจจะถูกพืชหรือจุลินทรีย์นำไปใช้งานต่อไป

ส่วน Ca²⁺ ที่ไม่ถูกนำไปใช้งานได้ทันอาจจะถูกนำไปในดินชั้นล่างโดยน้ำทำให้เกิดชั้นตะกอนหินในดินชั้นล่าง หรือละลายอยู่ในน้ำบาดาลได้เพื่อรอการนำไปใช้งานต่อไป

เนื่องจากโดยปกติจะมีแคลเซียมอยู่ทั่วไปพืชจึงไม่ค่อยจะมีปัญหาเรื่องการขาดธาตุแคลเซียม แต่ในสภาวะผิดปกติ เช่น ดินมีสภาพเป็นกรดสูงมาก แคลเซียมจะละลายน้ำได้มากกว่าปกติทำให้โอกาสที่จะสูญเสียแคลเซียมลงไปในดินชั้นล่างมีสูงมากขึ้น หากเป็นดินชั้นที่ลึกมากเกินไป รากพืชก็จะไม่สามารถหยั่งถึงเพือนำแคลเซียมกลับมาใช้งานได้ นอกจากนั้นการมีอยู่ของอิออนของธาตุบางอย่าง (เช่น Al หรือ Mg) ในดินมากเกินไป ก็จะทำให้ขบวนการดูดซับ Ca²⁺ ของพืชทำงานได้แย่ลงไปจนอยากจะเกิดปัญหาการขาดแคลเซียมในพืชได้เช่นกัน

อาการขาดแคลเซียมในพืช

แคลเซียมจะเคลื่อนย้ายได้น้อยมากในพืช ดังนั้นจึงมีการสะสมที่เนื้อเยื่อที่แก่ ๆ อาการขาดที่แสดงให้เห็นก่อนที่เนื้อเยื่ออายุน้อยที่สุดเช่น ปลายรากและใบที่อยู่รอบ ๆ ส่วนของยอดขอบใบจะเริ่มแสดงอาการสีเหลือง ใบอ่อนจะบิดเบี้ยว ปลายใบจะงอกกลับเข้าหาลำต้น ขอบใบจะ ม้วนลงข้างล่าง ขอบใบจะขาดเป็นริ้ว หรือหยักไม่เรียบ ขอบใบจะแห้งขาว น้ำตาล หรือจุดน้ำตาลตามขอบใบและยอด อ่อน ต่อมายอดใบจะตาย จากนั้นจะลุกลามไปยังส่วนที่สมบูรณ์ต่อไปใบจะมีลักษณะเป็นคลื่นพร้อมกับแสดงอาการสีเหลือง อาจจะมีรอยไหม้ หรือสีน้ำตาลปะปนอยู่ด้วย ระบบรากไม่เจริญ รากอาจจะสั้นมีลักษณะโตหนามีสีน้ำตาลไม่มีเส้นใบและมีลักษณะเหนียว คล้ายวุ้น

วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ : Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรออกซิเจน (O)
• วัฏจักรคาร์บอน (C)
• วัฏจักรไนโตรเจน (N)
• วัฏจักรฟอสฟอรัส (P)
• วัฏจักรโพแทสเซียม (K)
• วัฏจักรกำมะถัน (S)
• วัฏจักรไฮโดรเจน (H)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

วัฏจักรแคลเซียม

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรไนโตรเจน ( Nitrogen cycle )

วัฏจักรของไนโตรเจน (อังกฤษ : Nitrogen Cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของธาตุไนโตรเจนและสารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ



ไนโตรเจนนี้คือส่วนสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาหลายกระบวนการ เช่นการที่ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในกรดอะมิโน (ที่จริงแล้วคำว่า "อะมิโน" มาจากก๊าซซึ่งมีไนโตรเจนประกอบเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่) , เป็นองค์ประกอบในโปรตีนทุกชนิดในสิ่งมีชีวิต และเป็นสารหลักๆ ในสารทั้ง 4 ที่อยู่ในกรดนิวคลีอิกต่างๆ เช่น DNA พืชใช้ไนโตรเจนได้ใน 2 รูป คือแอมโมเนียม (ammonium หรือ NH4 +) และไนเตรต (nitrate หรือ NO3 -) และแม้ว่าในบรรยากาศจะประกอบด้วยไนโตรเจนถึง 80% แต่อยู่ในรูปก๊าซไนโตรเจน (N2) ซึ่งพืชไม่สามารถนำมาใช้ได้ ไนโตรเจนสามารถเข้าสู่วัฏจักรไนโตรเจนของระบบนิเวศได้ 2 ทาง :

1. ฝนชะล้างไนโตรเจนกลายเป็นแอมโมเนียมและไนเตรต ไหลลงสู่ดิน และพืชใช้เป็นธาตุอาหารเพื่อการเจริญเติบโตโดยปฏิกิริยาแอสซิมิเลชั่น (assimilation)

2. การตรึงไนโตรเจน (nitrogen fixation) มีสิ่งมีชีวิตไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ตรึงก๊าซไนโตรเจนจากบรรยากาศมาใช้ได้ สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้มี 2 กลุ่มใหญ่ๆคือ

2.1 จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนได้อย่างเป็นอิสระ ในดินจะเป็นกิจกรรมของจุลินทรีย์ เช่น Azotobactor, Beijerinckia, Pseudomonas, Rlebsiella และแอกติโนมัยสีตบางตัว โดยทั่วไปอัตราการตรึงไนโตรเจนจะต่ำ เว้นแต่เมื่อเข้าไปอยู่ในไรโซสเฟียร์และได้รับสารอินทรีย์จากรากพืช อัตราการตรึงไนโตรเจนจะสูงขึ้น ในน้ำจะเป็นกิจกรรมของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน เช่น Anabeana, Nostoc, Aphanizomehon,Gloeotrichia, Calothrix

2.2 จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนเมื่ออยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น มีหลายกลุ่มได้แก่:

2.2.1 แบคทีเรีย Frankiaเป็นการเกิดปมระหว่าง Actinorhizea (Frankia) กับพืชใบเลี้ยงคู่ที่ไม่ใช่พืชวงศ์ถั่ว ส่วนใหญ่เป็นไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้น พบในเขตอบอุ่น แต่ก็มีหลายชนิดพบในเขตร้อนด้วย เช่น Purshia tridenta ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจในแอฟริกา หรือสนประดิพัทธิ์และสนทะเล (Casuarina) ที่ปลูกได้ในประเทศไทย Frankia เป็นแบคทีเรียที่พบในปมของพืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว เป็นสกุลที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับแอกติโนมัยสีท แบ่งได้เป็นกลุ่มที่สร้างสปอแรงเจียภายในปม ซึ่งเจริญได้ช้า ตรึงไนโตรเจนได้น้อย คัดแยกให้บริสุทธิ์ได้ยาก กับกลุ่มที่ไม่สร้างสปอแรงเจีย ที่เจริญได้เร็วกว่า

2.2.2 สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อยู่ร่วมกับพืช ที่สำคัญคือ Anabeana ที่อยู่ร่วมกับแหนแดง และ Nostoc ซึ่งอยู่ร่วมกับปรง และไลเคน อย่างไรก็ตาม สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินมีแหล่งอาศัยที่หลากหลายกว่าระบบการตรึงไนโตรเจนอื่นๆ และที่น่าสังเกตคือในขณะที่ไรโซเบียมและ Frankia อยู่ร่วมกับพืชชั้นสูง แต่สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินจะอยู่ร่วมกับพืชที่มีวิวัฒนาการต่ำกว่า เช่น ไลเคน ลิเวอร์เวิร์ต เฟิน จิมโนเสปิร์ม เป็นต้น

2.3 ไรโซเบียมที่อยู่ในปมของพืชวงศ์ถั่ว เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับระบบอื่นๆ

หมายเหตุในปัจจุบันยังเป็นที่ถกเถียงกันว่าจำเป็นจะต้องมีปมที่รากหรือไม่  เนื่องจากในความเชื่อเดิมนักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งเชื่อว่าพืชวงศ์ถั่วที่ไม่มีปมจะไม่สามารถตรึงไนโตรเจนได้  แต่จากการเก็บข้อมูลเพิ่มเติมพบว่าพืชวงศ์ถั่วที่ไม่มีปมที่รากก็สามารถเติบโตในดินที่มีธาตุไนโตรเจนต่ำได้ดีพอๆ กับพืชวงศ์ถั่วที่มีปมที่ราก หรือดีกว่าในบางกรณี  และมีการเก็บปริมาณชีวมวลของมาเปรียบเทียบปริมาณธาตุไนโตรเจนในต้นพืชก็มีหลักฐานว่าพืชวงศ์ถั่วที่ไม่มีปมที่รากก็อาจจะมีความสามารถในการตรึงไนโตรเจนได้เช่นกัน  แต่อยากจะใช้วิธีการอื่นที่ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีปมที่รากเสมอไป

ไนโตรเจนเป็นธาตุอาหารสำคัญที่พืชใช้ในโครงสร้างและแมทาบอลิซึม สัตว์กินพืชและผู้บริโภคลำดับถัดมาได้ใช้ไนโตรเจนจากพืชนี่เองเป็นแหล่งสร้างโปรตีนและสารพันธุกรรม เมื่อพืชและสัตว์ตายลง ผู้ย่อยสลายพวกราและแบคทีเรียสามารถย่อยสลายไนโตรเจนในสิ่งมีชีวิตให้กลับเป็นแอมโมเนียมซึ่งพืชสามารถนำมาใช้ได้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า แอมโมนิฟิเคชัน (ammonification)

ไนโตรเจนในสารอินทรีย์สามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นก๊าซไนโตรเจนโดยผ่าน 2 กระบวนการ คือ

1. ไนตริฟิเคชัน (nitrification) แบคทีเรียบางชนิดใช้แอมโมเนียมในดินเป็นแหล่งพลังงานและทำให้เกิดไนไตรต์ (NO₂ ^-) ซึ่งเปลี่ยนเป็นไนเตรตซึ่งพืชใช้ได้ด้วย   Nitrosomonas → Nitrobacter
NH₄ ⁺ (ammonium) → NO₂ ^- (nitrite) → NO₃ ^- (nitrate)
2.ดีไนตริฟิเคชัน (denitrification) ในสภาพไร้ออกซิเจน แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างออกซิเจนได้เองจากไนเตรต และได้ผลผลิตเป็นก๊าซไนโตรเจนกลับคืนสู่บรรยากาศ

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าปริมาณไนโตรเจนที่หมุนเวียนในระบบนิเวศที่กล่าวถึงทั้งหมดนี้จะมีปริมาณน้อยมาก แต่วัฏจักรไนโตรเจนในธรรมชาติก็สมดุลด้วยปฏิกิริยาซึ่งเกิดโดยพืชและการย่อยสลายของแบคทีเรีย

NO₃ ^- (nitrate) → NO₂ ^- (nitrite) → N₂ O (nitrorous oxide) → N₂(nitrogen)

พืชบางชนิดมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างให้แตกต่างจากพืชอื่นๆ เช่น พืชกินแมลงซึ่งสามารถเจริญเติบโตได้ในดินที่ขาดธาตุไนโตรเจนโดยอาศัยไนโตรเจนจากแมลงหรือสัตว์ มีในประเทศไทยมีพืชหลายสกุลหลายชนิดที่มีวิวัฒนาการในการดักจับสัตว์มาเป็นอาหาร เช่น กาบหอยแครง หยาดน้ำค้าง และหม้อข้าวหม้อแกงลิง หม้อข้าวหม้อแกงลิงมีส่วนของใบทำหน้าที่เปลี่ยนไปเพื่อดักแมลง ที่ปลายใบมีกระเปาะเป็นรูปคล้ายหม้อทรงสูงยาว และมีน้ำหวานล่อแมลง ภายในมีเอนไซม์ เพื่อสลายสิ่งมีชีวิตเป็นสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ และแร่ธาตุ

อาการขาดไนโครเจนในพืช

เมื่อมีธาตุไนโตรเจนไม่พอ ไนโตรเจนจะเคลื่อนย้ายสู่ใบอ่อนได้ ทำให้ใบแก่มีสีเหลือง ในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว(monocots) เช่น ข้าวโพด สีเหลืองจะเริ่มแสดงจากปลายใบแล้วลุกลามเข้าสู่โคนใบ ต้นพืชที่ขาดไนโตรเจนจะไม่เจริญเติบโต ลำต้นและรากแคระแกร็น ใบเล็กเหลืองซีด ร่วงง่าย และแตกกิ่งก้านน้อย พืชที่ขาดไนโตรเจนจะทำให้เกิดการขาดคลอโรฟีลล์อันเป็นเหตุให้พืชผลิตคาร์โบไฮเดรตไม่ได้เต็มที่ ทำให้พืชออกดอกก่อนกำหนด อันเป็นผลทำให้คุณภาพของผลผลิตไม่ดี ถ้าขาดไนโตรเจนมากๆ จะเหลืองซีดไปทั้งต้นและอาจทำให้ตายได้

แล้วพืชทั่วไปต้องการไนโตรเจนแบบไหน?

จากผลการศึกษาพบว่าพืชแต่ละประเภทมีความต้องการอาหารแตก ต่างกัน อาหารสำคัญอย่างหนึ่งของพืชคือไนโตรเจน  แต่พืชแต่ละประเภทชอบไนโตรเจนในรูปแบบแตกต่างกัน โดยสรุปคือ

1. พืชประเภทผัก พืชล้มลุก (annual) และหญ้า โดยส่วนใหญ่ชอบไนโตรเจนในรูปแบบของไนเตรทไออน (NO3-)

2. ต้นไม้ ไม้พุ่ม และพืชยืนต้น (perrenial) ต่างๆ ชอบไนโตรเจนในรูปของแอมโมเนียไอออน (NH4+)

เมื่อศึกษาต่อไปเราจะเข้าใจมากขึ้นว่าเมื่ออาหารอยู่ใน รูปแบบที่ย่อยง่าย เช่น น้ำตาล แบคทีเรียจะเจริญเติบโตได้เร็วกว่าเชื้อรา และขับถ่ายของเสียจากการย่อยอาหารในรูปของไนเตรท

ในขณะที่อาหารที่ย่อยยากอย่างแป้ง หรือเซลลูโรสจะไม่สามารถย่อยได้ง่ายโดยแบคทีเรีย  เชื้อราจึงสามารถเจริญเติบโตได้ดีกว่า และเชื้อราจะขับถ่ายของเสียจากการย่อยอาหารในรูปแบบของแอมโมเนีย

ผลการสำรวจประชากรของจุลินทรีย์ (จำนวนของแบคทีเรีย/โปรโตซัว และความยาวของเส้นใยของเชื้อรา) ในดิน 1 ช้อนชาจากสถานที่ต่างๆ เป็นดังนี้

	แปลงผัก	ทุ่งหญ้า	ป่า
แบคทีเรีย	100 ล้าน - 1,000ล้าน	100 ล้าน - 1,000ล้าน	100 ล้าน - 1,000ล้าน
รา/เห็ด	หลายฟุต	หลายสิบ - หลายร้อยฟุต	1 - 40 ไมล์
โปรโตซัว	หลายพัน	หลายพัน	หลายแสน

ผลการสำรวจค่อนข้างยืนยันข้อสรุปก่อนหน้านี้  ทำให้เราต้องกลับมาพิจารณาว่าปุ๋ยหมักที่เราทำเพื่อใช้กับพืชแต่ละชนิดจะได้ ผลดียิ่งขึ้นถ้าเรารู้จักปรับให้มีสัดส่วนของแบคทีเรีย และเชื้อราให้เหมาะสมกับชนิดของพืชที่เราจะเอาปุ๋ยหมักไปใส่

โดยสรุปง่ายๆ พืชล้มลุกจะชอบดิน ที่มีแบคทีเรียมากกว่าเชื้อรา  ในขณะที่ต้นไม้ขนาดใหญ่น่าจะชอบดินที่มีเชื้อรามากกว่าแบคทีเรีย ในขณะที่มีพืชขนาดเล็กหลายชนิดชอบดินที่มีสัดส่วนของแบคทีเรียและปุ๋ยหมัก พอๆ กัน

ทำอย่างไรถึงจะปรับสัดส่วนของเชื้อราและแบคทีเรียในปุ๋ยหมัก?

หากต้องการให้มีเชื้อรามากควรจะต้องทำดังนี้:

• เพิ่มสัดส่วนของวัสดุสีน้ำตาล เช่น ใบไม้แห้ง, เปลือกไม้, ชิ้นไม้สับ (wood chips), กิ่งไม้ขนาดเล็ก, ขี้ลีบข้าว, กากอ้อย, ขุยมะพร้าว, ซังข้าวโพด, แกลบ, รำ เป็นต้น
• การย่อยวัสดุ (เช่น การทำ wood chips) จะช่วยเพิ่มพื้นที่ให้เชื้อราเจริญเติบโต แต่ถ้าย่อยจนเล็กมากเกินไปจะทำให้แบคทีเรียเจริญเติบโตได้ดีกว่าเชื้อรา
• ควบคุมค่าความเป็นกรดด่างให้อยู่ระหว่าง pH 5.5 - 7

หากต้องการแบคทีเรียมากควรจะต้องทำดังนี้

• เพิ่มสัดส่วนของวัสดุสีเขียว เช่น เศษหญ้าสด, เศษใบไม้สด, เศษอาหาร, ฟางข้าว, ผักตบชวา, เปลือกถั่วและต้นถั่วสด, เศษวัชพืชต่าง ๆ, มูลสัตว์ เป็นต้น
• ย่อยวัสดุให้เล็กมาก เช่น ใบไม้แห้งซึ่งเชื้อรามักจะเจริญเติบโตได้ดีกว่า แต่ถ้าป่นใบไม้แห้งจนเล็กมาก แบคทีเรียจะเจริญเติบโตได้ดีกว่าเชื้อรา
• ควบคุมค่าความเป็นกรดด่างให้อยู่ระหว่าง pH 7 - 7.5 เมื่อค่า pH ต่ำ (เป็นกรด) มากเกินไปอาจจะช่วยด้วยการเติมปูนขาวเข้าไปเล็กน้อยเพื่อเพิ่มค่า pH
• เพิ่มไส้เดือนในกองปุ๋ย (ปกติถ้ากองปุ๋ยไว้กับพื้นดิน ก็อาจจะมีไส้เดือนมาอยู่แล้ว)

การประยุกต์ใช้ความรู้เรื่องวัฏจักรไนโตรเจนถูกนำมาใช้ในการ Aquaponics ซึ่งมาจากคำว่า Aquaculture + Hydroponics จึงหมายความว่าการเลี้ยงสัตว์น้ำควบคู่กับการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินในลักษณะ close-system เมื่อสัตว์น้ำกินอาหารไปแล้วจะถ่ายของเสียออกมาในรูปแบบของแอมโมเนีย  จากนั้นเราจะอาศัยจุลินทรีย์ในกระบวนการ Nitrification ในการแปลงแอมโมเนียไปเป็นไนไตรท์ และสุดท้ายกลายเป็นไนเตรทซึ่งพืชสามารถดูซับไนเตรทที่ละลายในน้ำไปใช้งานได้

เทคนิคสำคัญของ Aquaponics คือจะต้องรักษาสมดุลของจำนวนพืชที่ปลูก และสัตว์น้ำที่เลี้ยง เมื่อเรามีจำนวนสัตว์น้ำน้อยเกินไปพืชจะได้รับไนเตรทไม่เพียงพอก็จะไม่เจริญงอกงาม เมื่อเรามีจำนวนสัตว์น้ำมากเกินไปจะมีพืชไม่เพียงพอที่จะใช้ไนเตรทในน้ำ สุดท้ายแล้วจะเกิดปัญหาปริมาณธาตุไนโตรเจนในน้ำมากเกินไปจนเป็นพิษกับสัตว์น้ำ จนทำให้เราต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำเพื่อลดปริมาณของเสียในน้ำไม่ให้อันตรายจนเกินไป

โดยปกติแล้วการเลี้ยงปลาแบบ Aquaponics ไม่ได้ถูกกว่าการเลี้ยงปลาในบ่อแบบธรรมดาทั่วไป เพียงแต่ในสภาวะที่เรามีน้ำจำนวนจำกัดเทคนิค Aquaponics ซึ่งเป็นระบบปิดจะใช้น้ำน้อยกว่าการเลี้ยงปลาแบบเดิม

วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ: Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรออกซิเจน (O)
• วัฏจักรคาร์บอน (C)
• วัฏจักรแคลเซียม (Ca)
• วัฏจักรฟอสฟอรัส (P)
• วัฏจักรโพแทสเซียม (K)
• วัฏจักรกำมะถัน (S)
• วัฏจักรไฮโดรเจน (H)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

วัฏจักรไนโตรเจน

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรออกซิเจน ( Oxygen cycle )

วัฏจักรของออกซิเจน (อังกฤษ : Oxygen cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของธาตุออกซิเจน และสารประกอบที่มีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ



ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบของบรรยากาศประมาณ 20.9% การหมุนเวียนของออกซิเจนจะเกิดควบคู่ไปกับคาร์บอน ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงของสิ่งมีชีวิต จะมีการผลิตก๊าซออกซิเจนเข้าสู่บรรยากาศในขณะที่มีการใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อสิ่งมีชีวิตหายใจ ก๊าซออกซิเจนในบรรยากาศจะถูกใช้ ส่วนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ถูกผลิตออกมา

ในมหาสมุทร แพลงค์ตอนพืชเป็นผู้ผลิตก๊าซออกซิเจนจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ก๊าซออกซิเจนที่ได้ถูกนำไปใช้ในการหายใจและการย่อยสลาย สารอินทรีย์ที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบอาจถูกทับถมในดินตะกอนจนกลายเป็นหิน ออกซิเจนในรูปนี้จะกลับสู่บรรยากาศเมื่อเกิดการผุกร่อนของหินซึ่งอาจจะอยู่ในรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือก๊าซออกซิเจน

วัฏจักรน้ำ วัฏจักรคาร์บอน และวัฏจักรออกซิเจน มีความสัมพันธ์เกี่ยวโยงกัน เพราะต่างประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจนโดยทั่วไป O₂ได้มาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง แล้วจึงเปลี่ยนเป็นน้ำในขั้นตอนการหายใจที่มีการใช้ O₂

วัฏจักรออกซิเจนแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน

1. ขั้นตอนการปลดปล่อยก๊าซออกชิเจน

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีและปลดปล่อยก๊าซออกซิเจน โดยใช้ H₂O และ CO₂ ซึ่งจะได้น้ำตาล ( CH₂O)n และ O₂ เป็นผลิตภัณฑ์  ซึ่งแสงนั้นเกิดขึ้นได้ทั้งจากพืชที่เรามองเห็นใบชัดเจน และแพลงก์ตอนพืช (สาหร่ายเซลเดียว)

  6 H₂O + 6 CO₂ + light → C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6 O₂

นอกเหนือจากการสังเคราะห์แสงอุลตร้าไวโอเลตที่มีความเข้มสูงยังทำให้เกิดการปลดปล่อยก๊าซออกซิเจนออกจากไอนำ หรือไนตรัสออกไซด์ในชั้นบรรยากาศดังนี้

  2 H₂O + energy → 4 H + O₂

  2 N₂O + energy → 4 N + O₂

นอกเหนือจากปฏิกิริยาที่ใช้แสงแล้วก็อาจจะมีปฏิกิริยาอื่นในธรรมชาติที่ปลดปล่อยก๊าซออกซิเจนอีก เช่น กระบวนย่อยสลายของหินปูนซึ่งประกอบด้วย CaCO₃ เป็นหลัก เมื่อมีย่อยสลายของหินปูนก็จะปลดปล่อยออกซิเจนออกมาเช่นกัน

2. ขั้นตอนการใช้ก๊าซออกซิเจน

การหายใจแบบใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนพลังงานที่สะสมภายใน cell เป็นพลังงานความร้อน ซึ่งใช้ O₂ ในปฏิกิริยาและให้ CO₂ ดังนั้น ปฏิกิริยาการหายใจจึงเป็นปฏิกิริยาผันกลับของปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง

  C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + พลังงาน

ในระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์แสงออกซิเจนพืชจะผลิตกลูโคส และองค์ประกอบชีวมวลอื่นๆ ซึ่งมีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ

ในระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์แสงออกซิเจนพืชจะผลิตกลูโคส และองค์ประกอบชีวมวลอื่นๆ ซึ่งมีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ ชีวมวลเหล่านี้จะเป็นแหล่งพลังงานของทั้งสัตว์ แมลง และจุลินทรีย์ต่างๆ ซึ่งในขบวนการย่อยสารชีวมวลเหล่านี้ผ่านกระบวนการหายใจก็จะใช้ออกซิเจนและคืนออกซิเจนกลับออกมาในรูปแบบของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

นอกจากนั้นยังมีความเกี่ยวข้องกับออกซิเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบของน้ำ H₂O ซึ่งเราใช้น้ำในขั้นตอนการสังเคราะห์แสง และคืนน้ำกลับมาในขั้นตอนการหายใจ เราจึงจะเห็นว่าวัฏจักรออกซิเจน วัฏจักรคาร์บอน และวัฏจักรของน้ำต่างมีความเกี่ยวข้องกันอย่างมาก

ขบวนการเกิดออกไซด์ต่างๆ ในขั้นตอนการผุพังของหิน หรือแร่ธาตุต่างก็ใช้ออกซิเจนเช่นกัน

   4 FeO + O₂ → 2 Fe₂O₃

นอกเหนือจากการหายใจแล้วการเผาไหม้สารไฮโดรคาร์บอน หรือชีวมวลต่างก็ใช้ก๊าซออกซิเจนในการเผาไหม้โดยจะกลับเป็นก๊าซต่างๆ ที่มีองค์ประกอบของออกซิเจน เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ เป็นต้น

วัฏจักรออกซิเจนเดี่ยวๆ น่าจะเป็นการเกิดโอโซน(O₃)ซึ่งเป็นออกซิเจนบนชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ชั้นโอโซนนี้มีความสำคัญในฐานะที่ช่วยป้องกันอันตรายจากรังสีอัลตราไวโอเลต  โดยโอโซนจะเกิดจากการนำพลังงานแสงอัลตราไวโอเลตมาใช้ในการทำให้ก๊าซออกซิเจนแตกตัว และจับกับก๊าซออกซิเจนกลายเป็นO₃

  O₂ + uv → 2O
  O + O₂ → O₃

วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ: Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรคาร์บอน (C)
• วัฏจักรไนโตรเจน (N)
• วัฏจักรแคลเซียม (Ca)
• วัฏจักรฟอสฟอรัส (P)
• วัฏจักรโพแทสเซียม (K)
• วัฏจักรกำมะถัน (S)
• วัฏจักรไฮโดรเจน (H)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

วงจรธาตุอาหารพืช - วัฏจักรคาร์บอน ( Carbon cycle )

วัฏจักรของคาร์บอน  (อังกฤษ : Carbon cycle) เป็นวัฏจักรชีวธรณีเคมี ซึ่งธาตุคาร์บอนถูกแลกเปลี่ยนระหว่างสิ่งมีชีวิต, พื้นดิน, น้ำ และบรรยากาศของโลกคาร์บอนเป็นธาตุสำคัญธาตุหนึ่งของสิ่งมีชีวิต เป็นองค์ประกอบประมาณ 50%ของเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต และในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช



การหมุนเวียนของคาร์บอนในระบบนิเวศแบ่งได้เป็น 3 แบบ ตามระยะเวลาที่ใช้ในการหมุนเวียนให้ครบรอบคือ ระยะสั้น ระยะกลางและระยะยาว

การหมุนเวียนระยะสั้น

เป็นการหมุนเวียนของคาร์บอนในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ เริ่มจากพืชตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศมาสังเคราะห์เป็นสารอินทรีย์ คาร์บอนจากบรรยากาศจึงเคลื่อนย้ายเข้าสู่พืช เกิดขึ้นได้ทั้งบนบกและในน้ำ ดังสมการ

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

ในการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมี บางส่วนถูกใช้ไป บางส่วนถูกเก็บสะสมในรูปคาร์โบไฮเดรต ซึ่งจะถ่ายทอดไปตามห่วงโซ่อาหาร คาร์บอนเหล่านี้จะกลับสู่บรรยากาศโดยการหายใจ และการย่อยสลายหลังจากสิ่งมีชีวิตตายลงไป การย่อยสลายนี้อาจจะได้คาร์บอนในรูปคาร์บอนไดออกไซด์หรือก๊าซมีเทน กลับคืนสู่บรรยากาศ

การย่อยสลายของจุลินทรีย์เกิดขึ้นได้สองสภาวะคือ สภาวะที่มีและไม่มีออกซิเจน ในสภาวะที่มีออกซิเจน คาร์บอนในสารอินทรีย์จะถูกปล่อยออกมาในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนในสภาวะไม่มีออกซิเจน คาร์บอนถูกปล่อยออกมาในรูปก๊าซมีเทน โดยการทำงานของแบคทีเรียกลุ่ม Methanogen ก๊าซมีเทนจะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ โดยแบคทีเรียกลุ่ม Methylotroph เช่น Methylomonas

คาร์บอนมอนอกไซด์ยังเป็นรูปหนึ่งของคาร์บอนที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีแสงของมีเทน หรือจากการเผาไหม้ (combusion) ของมวลชีวภาพ โดยปกติคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสารพิษต่อสิ่งมีชีวิต แต่ก็มีสิ่งมีชีวิตบางกลุ่มใช้คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นแหล่งพลังงานได้ เช่น Pseudomonas carboxidoflava และ Pseudomonas carboxydohydrogena ซึ่งจะเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาวะที่มีออกซิเจน ส่วนในสภาวะไม่มีออกซิเจน Methanosarcina barkeri จะเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซมีเทน และ Clostridium thermoaceticum เปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นกรดน้ำส้ม

การหมุนเวียนระยะยาว

เป็นการหมุนเวียนของคาร์บอนผ่านระบบโครงสร้างของโลกทั้งในแผ่นดิน มหาสมุทรและหินปูน องค์ประกอบสำคัญของหินปูนคือแคลเซียมคาร์บอเนต หินปูนเป็นแหล่งสะสมคาร์บอนที่สำคัญของพื้นโลก การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและการกัดเซาะจะชะแคลเซียม ซิลิกา และคาร์บอนออกจากหินปูนดังสมการ

CaCO₃ + CO₂ → Ca²⁺ + 2HCO₃^-

CaSiO₃ + 2CO₂ + H₂O → 2HCO₃^- + SiO₂

สิ่งที่ได้จากการกัดเซาะจะลงสู่แม่น้ำและไปยังมหาสมุทร Ca²⁺ และ HCO₃^- บางส่วนจะถูกไปใช้ในการสร้างโครงสร้างของสิ่งมีชิวิตที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบ เช่นเปลือกหอย บางส่วนกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์กลับสู่บรรยากาศ เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย จะถูกย่อยสลายได้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำลึก ซึ่งจะกลับสู่บรรยากาศเมื่อน้ำในบริเวณนั้นม้วนตัวขึ้นมา

ประเด็นเรื่อง biochar

ในแง่ของการรักษาสิ่งแวดล้อม มีแนวคิดว่าถ้าเราชะลอการส่งคาร์บอนกลับไปในอากาศในรูปแบบของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือคาร์บอนมอนน๊อกไซด์ ได้ก็น่าจะทำให้มีอ๊อกซิเจนในอากาศมากขึ้น โดยใช้เหตุผลว่าถ้าเราปล่อยให้ต้นไม้ผุพังไปเอง เดี๋ยวขบวนการย่อยสลายก็จะทำให้เกิดก๊าซที่มีองค์ประกอบของคาร์บอน จึงเกิดข้ออ้างว่าการนำไม้มาเผาให้การเป็นถ่านแล้วฝังดินน่าจะช่วยชะลอการปล่อยก๊าซคาร์บอนเข้าไปในชั้นบรรยากาศ  แต่เหตุผลเหล่านี้ไม่ค่อยจะถูกต้องนักเนื่องจากในต้นไม้มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบประมาณ 45% ซึ่งหมายความความหากเราไม่ตัดต้นไม้มาเผาถ่านตั้งแต่ต้น แต่ปล่อยให้ต้นไม้เติบโตไปเรื่อยๆ เราจะช่วยตรึงคาร์บอนไว้บนดินมากกว่าการเผาให้เป็นถ่านซะอีกหลายเท่าตัว  นอกจากนั้นหากเราพิจารณามิติของเวลาเราจะเห็นว่าขบวนการย่อยสลายไม้เกิดขึ้นช้ามากๆ แต่ขบวนการเผาถ่านกลับทำให้คาร์บอนกลายเป็นก๊าซจำนวนมากในขั้นตอนการเผาถ่าน สุดท้ายได้ผลลัพธ์เป็นจำนวนน้อยมากเทียบกับปริมาณก๊าซคาร์บอนที่เราปลดปล่อยเป็นก๊าซก่อนเวลาอันควร

ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าข้ออ้างที่บอกว่าการเผาไม้เป็นถ่านเป็นการรักษาสิ่งแวดล้อมจึงไม่เป็นความจริง อย่างไรก็ตามการนำถ่านไม้ที่เผาแล้วนำไปผสมกับดินนั้นย่อมช่วยในการปรับปรุงคุณภาพของดินได้จริง  ซึ่งจะดีกว่าไม่ใส่ถ่านไม้ลงไปในดิน แต่ยังเป็นที่น่าสงสัยว่าจริงๆ แล้วการฝังไม้ลงในดินโดยไม่เผา แล้วให้ไม้ค่อยๆ ย่อยสลายไปอย่างช้าๆ ช่วยในการปรับปรุงดินมากกว่าหรือไม่ แนวคิดในการฝังไม้ลงในดินเพื่อปรับปรุงดินเรียกว่า "Hugelkultur" ซึ่งเป็นเทคนิคที่นิยมกันในกลุ่มเพอร์มาคัลเจอร์ทางโซนยุโรบ

ประเด็นเรื่องโลกร้อน

โดนปกติในอากาศจะประกอบด้วยก๊าซไนโตรเจน 78% ออกซิเจน 21% ที่เหลือจะเป็นไอน้ำ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซอาร์กอน และก๊าซอื่นๆ ถึงแม้นว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะคิดเป็นสัดส่วนน้อยมากในอากาศ แต่คาร์บอนไดออกไซด์มีคุณสมบัติในดูดพลังจากช่วง Wave Length ที่อยู่ในช่วงของรังสีอินฟราเรดซึ่งเป็นคลื่นความร้อน (ตามภาพด้านล่าง) นั่นหมายความว่าถ้าเรามีปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพิ่มขึ้น อากาศก็จะดูดความร้อนไว้ได้มากยิ่งขึ้น
โดยปกติโลกจะได้รับความร้อนจากแสงของดวงอาทิตย์ โดยจะมีความร้อนส่วนหนึ่งเก็บไว้ในอากาศ แต่ก็จะแผ่รังสีความร้อนส่วนที่เหลือกลับออกไปในห้วงอวกาศ การมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศมากขึ้นก็จะเพิ่มความจุความร้อนของอากาศ ทำให้ความร้อนที่เดิมจะแผ่ออกไปในอวกาศลดลง ทำให้อากาศในโลกร้อนมากยิ่งขึ้นกลายเป็นสภาวะโลกร้อนที่เรากำลังได้ยิน



ความพยายามในการแกปัญหาโลกร้อนหนทางหนึ่งคือ แนวคิดในการสะกดรอยตามเส้นทางของคาร์บอน (carbon footprint) ในการใช้ผลิตภัณฑ์และการทำกิจกรรมต่างๆ (หมายความว่ายิ่งค่า Carbon footprint ยิ่งน้อยยิ่งดี) รวมทั้ง การศึกษาวัฏจักรการไหลเวียนของคาร์บอน ในธรรมชาติ กระบวนการที่ทำให้เกิดการแปรรูปหมุนเวียน ได้แก่ การสังเคราะห์แสง ในพืช การหายใจ การเผาไหม้ การเน่าเปื่อยสลายตัวของซากพืชซากสัตว์ การไหลเวียนแปรรูปของคาร์บอนเหล่านี้มีทั้งการปล่อยและการดูดซับ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการดูดซับดึงกลับคาร์บอนจากปริมาณที่ปล่อยออกมามากเกินไป คือ แนวคิดที่อาจจะแก้ปัญหาโลกร้อนของเราได้ นอกเหนือจากการพยายาม ลดการปล่อยก๊าซที่องค์กรนานาประเทศเรียกร้อง ปัจจุบันมีรายงานการวิจัยที่น่าสนใจอยู่สองสามแนวคิด ดังนี้

1.ลดการทำลายแหล่งกักเก็บคาร์บอน

ปกติเราก็ตระหนักกันอยู่แล้วว่า ป่าไม้เป็นแหล่งดูดซับคาร์บอนที่สำคัญที่สุด แต่กระนั้น เราก็ยังคงรักษาป่าไม้ไว้ไม่ได้ ด้วยสาเหตุหลายประการ นับตั้งแต่จำนวนประชากรเพิ่มขึ้น ความต้องการทางเกษตรกรรมก็เพิ่มขึ้น ความต้องการที่ดินในการพัฒนาถนน เมือง เขื่อนผลิตไฟฟ้า และอะไรๆ อีกหลายอย่าง รวมทั้งการสร้างรีสอร์ต ทำสนามกอล์ฟ และแสวงหาผลประโยชน์ส่วนตัว ประเทศที่กำลังพัฒนาทั้งหลายรวมทั้งประเทศไทยจึงไม่เคยที่จะหยุดยั้งการตัดไม้ทำลายป่าได้เลย การทำเกษตรกรรมเชิงเดี่ยวก็เป็นอีกสาเหตุหนึ่งในการก่อให้เกิดปัญหาเมื่อเทียบกับพืชที่เติบโตหลายชั้นในป่า หรือวนเกษตร (ซึ่งจะทำให้มีจำนวนพืชต่อพื้นที่สูงกว่า) ในกรณีที่เราเลี่ยงการขยายตัวของเมืองไม่ได้ แต่เราจะชะลอการทำลายแหล่งดูดซับคาร์บอนได้อย่างไร แทนที่จะใช้วิธีการบุกรุกพื้นที่ป่าเราอาจจะต้องกลับมาพิจารณาวิธีการใช้พื้นที่ดินที่ถูกจัดสรรแล้วให้เหมาะสม

2.ลดการปลดปล่อยคาร์บอนที่ถูกกักเก็บไว้ใต้ดิน

ในความเป็นจริง การเกิดขึ้นของเชื้อเพลิงฟอสซิลต่างๆ เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติในทะเล ก็เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันนี้คือจากการสะสมทับถมของซากพืชซากสัตว์ในทะเลเป็นเวลาหลายล้านปี นับได้ว่าแหล่งน้ำมันใต้ดินเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่ใหญ่ที่สุดในโลกก็ว่าได้ และการที่เราขุดมันขึ้นมาใช้ก็เป็นการปลดปล่อยคาร์บอนออกไปในสัดส่วนที่มากที่สุด ปัจจัยที่ควบคุมการปลดปล่อยไว้ไม่ได้คือการเติบโตทางเศรษฐกิจนั่นเอง


การที่ธรรมชาติจะนำคาร์บอนกลับไปเก็บในชั้นใต้ดินลึกๆ แบบนี้อีกต้องใช้เวลาหลายล้านปีซึ่งอาจจะไม่ทันการ การที่มนุษย์ดำเนินนโยบายที่ไปผูกการขยายตัวทางเศรษฐกิจเข้ากับการใช้พลังงานฟอสซิสเหล่านี้ จึงเร่งการปลดปล่อยคาร์บอนใต้ดินออกมามากเช่นนี้ จึงไม่รู้ว่าจะเป็นประโยชน์หรือเป็นมหันตโทษต่อมนุษยชาติกันแน่! การค้นหาวิธีใช้พลังงาน Renewable Energy อื่น หรือ ลดกิจกรรมที่ต้องใช้พลังงานฟอสซิสลงน่าจะช่วยลดภาวะโลกร้อนลง

3.การกักเก็บคาร์บอนในดิน

แต่แนวคิดที่น่าสนใจไม่แพ้กันคือ การเพิ่มประสิทธิภาพการกักเก็บคาร์บอนไว้ในดิน ปกติการที่ซากพืชซากสัตว์ล้มตายลงบนดินก็จะถูกย่อยสลายไปในเวลาไม่นาน ปฏิกิริยาการย่อยสลายเกิดจากเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราในดินนั่นเอง โดยมีความชื้นและอุณหภูมิที่สูงกว่าบรรยากาศเล็กน้อยเป็นตัวช่วย แล้วทุกอย่างก็สลายกลายเป็นคาร์บอนอยู่ในดิน ช้าหรือเร็วแล้วแต่สภาพภูมิอากาศ สำหรับประเทศไทยที่ภูมิอากาศร้อนชื้นเอื้ออำนวย ทุกอย่างก็สามารถย่อยสลายไปภายในเวลาไม่นาน แนวคิดนี้จะสอดคล้องกับเทคนิค "Hugelkultur" ที่นิยมใช้กันในกลุ่มเพอร์มาคัลเชอร์ทางยุโรบ

เพื่อเพิ่มการดูดซับกักเก็บคาร์บอนให้มากขึ้นเร็วขึ้น นักค้นคว้าวิจัยหาวิธีการต่างๆ ขึ้นมา บ้างก็พัฒนา Microbes หรือ เชื้อจุลินทรีย์แบบใหม่ๆ ขึ้นมาให้ active ขึ้น บ้างค้นหาวัสดุที่ย่อยสลายเป็นคาร์บอนได้เร็ว เช่น ใบไผ่ ใบอ้อย บ้างก็จำลองสภาวะที่ช่วยเกิดปฏิกิริยาให้เร็วขึ้น ทั้งหมดนี้ยังมิได้ดำเนินการจริงจังในเมืองไทย ถ้าเราจะตั้งใจทำกันจริงๆ ก็เพียงแต่ฟื้นฟูดิน พลิกหน้าดิน ใส่ปุ๋ยอินทรีย์ แบบภูมิปัญญาดั้งเดิมของไทยแทนการใช้สารเคมีก็ช่วยได้มากแล้ว

4. การดูดซับคาร์บอนในมหาสมุทร

แนวคิดอีกอย่างหนึ่งคือ การกักเก็บคาร์บอนไว้ในมหาสมุทร ปกติท้องน้ำจะดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ หากความเข้มข้นของก๊าซในบรรยากาศสูงกว่าความเข้มข้นในน้ำ และคาร์บอนที่ละลายอยู่ในน้ำก็จะถูกดึงไปใช้ในกระบวนการชีวภาพ โดยมี phytoplankton หรือแพลงก์ตอนพืชเป็นสำคัญ ซึ่งแพลงก์ตอนพืชก็จะเป็นอาหารของปลาและสัตว์น้ำอื่นๆ สร้างผลผลิตทางชีวภาพในท้องน้ำ เมื่อมีปริมาณคาร์บอนในน้ำเพิ่มขึ้น ผลผลิตก็เพิ่มขึ้นด้วย เพียงเท่านี้ นักค้นคว้าวิจัยคงยังไม่พอใจ จึง มีความพยายามในการพัฒนาแพลงก์ตอน พืชที่ดูดซับคาร์บอนและเสริมสภาวะให้เหมาะสมขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับคาร์บอน

อย่างไรก็ตาม กระบวนการเร่งรัดนี้ก็มีขีดจำกัด เมื่อน้ำทะเลดูดซับคาร์บอนไว้มากก็ทำให้กลายเป็นกรดมากขึ้น ค่าความเป็นกรดที่สูงขึ้นนี้จะลดการละลายของคาร์บอนไดออกไซด์ลง ฉะนั้นนักวิจัยจึงต้องศึกษาปัจจัยของกระบวนการนี้อย่างละเอียดลออ ทุกวันนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถควบคุมกระบวนการได้

ในความพยายามที่จะศึกษา เมื่อไม่กี่ปีมานี้ นักวิจัยกลุ่มหนึ่งได้ทดลองเอาผงเหล็กจำนวนมาก โปรยลงไปในทะเลแปซิฟิกเขตร้อนแห่งหนึ่ง แล้วติดตามผลการเปลี่ยนแปลงในทางเคมีและชีวภาพในทะเล ผลปรากฏว่า เกิดการขยายตัวของแพลงก์ตอนพืชและสัตว์น้ำต่างๆ เพิ่มขึ้นอย่างน่าพอใจ แสดงว่าการกักเก็บคาร์บอน เข้าไปอยู่ในวงจรชีวิตของสัตว์น้ำแทนที่จะละลายอยู่ในน้ำเฉยๆ แต่การกักเก็บมิได้เคลื่อนตัวลงไปยังห้วงน้ำที่ลึกลงไป จึงไม่ได้ประโยชน์เท่าที่ควร ทั้งนี้ เป้าหมายที่แท้ จริงของนักวิจัยคือ การเคลื่อนย้ายคาร์บอน จากบรรยากาศไปกักเก็บไว้ที่พื้นโลกก้นทะเลให้มากที่สุด เพราะต้องการเก็บไว้ในระยะยาว เมื่อเป็นดังนี้ วิธีการนี้จึงให้ผลเป็นเพียงความสำเร็จส่วนหนึ่งเท่านั้น

โดยสรุปเรื่องนี้ยังอยู่ในระหว่างการทดลองแต่สิ่งที่เราพอจะทำกันได้ทุกวันนี้คือลดการปล่อยสารพิษและขยะลงในแหล่งน้ำ เนื่องจากสุดท้ายแล้วก็จะไหลไปลงทะเลซึ่งจะมีผลกับแพลงก์ตอนพืช และพืชในทะเล (เช่น สาหร่าย) การช่วยกันรักษาสิ่งแวดล้อมจึงจะช่วยรักษาพืชที่ทำหน้าที่ดูดซับคาร์บอนในน้ำให้กับเรา

วัฏจักรชีวธรณีเคมี (อังกฤษ: Biogeochemical cycle) คือวงจรหรือแนวกระบวนการที่เกี่ยวกับการที่ธาตุหลักทางเคมีหรือโมเลกุลเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของระบบนิเวศทั้งที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (ธรณีภาพ) โดยหลักการแล้ว วัฏจักรทุกวัฏจักรย่อมซ้ำกระบวนการเสมอ แม้ว่าในบางวัฏจักร จะใช้เวลาซ้ำกระบวนการนานมาก โดยการเปลี่ยนรูปนี้จะเกิดผ่านทั้งบรรยากาศ น้ำ และบนบก รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีส่วนร่วมในวัฏจักร

วัฎจักรหลักที่เราสนใจศึกษาสำหรับเกษตรธรรมชาติ คือ วัฏจักรของธาตุอาหารหลักของพืช ได้แก่ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) คาร์บอน(C) ไนโตรเจน(N) ฟอสฟอรัส(P) โพแทสเซียม (P) แคลเซียม(Ca) และกำมะถัน(S) ซึ่งความเข้าใจในวัฏจักรเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานในความพยายามที่จะรักษาสมดุลให้มีแร่ธาตุต่างๆ หมุนเวียนในธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับพืชที่เราปลูก โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปแทรกแซงมากจนเกินไป ผมจึงได้รวบรวมเรื่องราวของวัฏจักรสำคัญๆ ไว้ดังนี้ :

• วัฏจักรของน้ำ
• ฝนเอย..ทำไมจึงตก?
• ต้นไม้สายฝน - บทบาทของต้นไม้กับสายฝน
• แกะรอยน้ำฝน...น้ำฝนหายไปไหนเมื่อตกมาถึงพื้น?
• การระเหยของน้ำ
• ทำไมต้องเก็บน้ำลงใต้ดิน?
• วัฏจักรออกซิเจน (O)
• วัฏจักรไนโตรเจน (N)
• วัฏจักรแคลเซียม (Ca)
• วัฏจักรฟอสฟอรัส (P)
• วัฏจักรโพแทสเซียม (K)
• วัฏจักรกำมะถัน (S)
• วัฏจักรไฮโดรเจน (H)
• Dynamic Accumulator ผู้ช่วยในการหมุนเวียนของวัฏจักร
• เรากำลังคุกคามการอยู่รอดในอนาคตของพวกเราเองหรือไม่?

การต่อเติมโรงรถ

ขอบคุณข้อมูลจาก http://www.scghomesolution.com

ปัจจุบันคนเรามีรถยนต์ส่วนตัวกันมากขึ้นทำให้พื้นที่จอดรถในบ้านพักอาศัยไม่เพียงพอ หลายคนใช้วิธีการจอดทับสนามหญ้าหน้าบ้าน นานเข้าหญ้าก็ตาย กลายเป็นลานดินสำหรับจอดรถไปโดยปริยาย ดังนั้นคนจึงหันมาต่อเติมโรงรถ เพื่อให้รถมีที่จอดเป็นที่เป็นทางและมีหลังคากันแดดกันฝนกันมากขึ้น ในการต่อเติมโรงรถนั้นต้องพิจารณาถึง 2 ปัจจัย คือ ขนาดพื้นที่จอดรถ รูปแบบการต่อเติม



ในกรณีที่มีโรงรถอยู่แล้วและต้องการขยายเพิ่มเติมสามารถทำได้หลายแบบ


แบบที่ 1.1และ1.2
ต่อเติมหลังคาทรงจั่วหรือปั่นหยาและทรงเพิงหมาแหงน สำหรับบ้านที่มีที่จอดอยู่แล้ว1-2คัน และมีทางวิ่งพื้นปูนซึ่งเพียงพอสำหรับใช้เป็นที่จอดรถเพิ่มเติม1-2คันได้ จึงต้องการเพียงต่อเติมหลังคาเข้าไปชนกับตัวบ้านเดิม หรือเลือกทำเป็นหลังคาดาดฟ้าเข้าไปชนกับตัวบ้านเดิม


แบบที่ 2
ต่อเติมหลังคาทรงจั่วหรือปั่นหยาบนพื้นที่สนามหญ้าด้านข้าง สำหรับบ้านที่ต้องการใช้พื้นที่สนามหญ้าด้านข้างต่อเติมเป็นที่จอดรถ โดยจัดทำเป็นพื้นปูนและคลุมด้วยหลังคาหรือดาดฟ้า

แบบที่ 3
ต่อเติมสำหรับการสร้างโรงจอดรถแยกออกจากตัวบ้านบนพื้นที่ดินว่างที่ห่างออกจากตัวบ้านและเป็นอิสระจากกัน ซึ่งสามารถทำได้ 4 รูปแบบ




แบบที่ 4
ต่อเติมแบบลานจอดรถโล่งๆ แบบประหยัดสำหรับบ้านที่ต้องการเทพื้นปูนเป็นลานจอดรถ