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(SO42-) 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(SO42-) 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?
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น