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 (PO43- หรือ HPO42- ) 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?
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น