132 351 Soil Fertility and Plant Nutritionความอุดมสมบูรณของดนิและโภชนาการพืช

อาจารยผูสอน

รศ. ดร. ปทมา วติยากร แรมโบ

ฟอสฟอรัส

(Phosphorus)

ธาตุฟอสฟอรัส (Phosphorus - P)

ธาตุฟอสฟอรัส เปนธาตุที่จําเปนตอพืช (essential element) ที่ถูกจัด

ใหอยูในกลุม macronutrient เพราะพืชตองการในปริมาณสัมพัทธที่คอนขางสูง

ฟอสฟอรัสในดินไดมาจากแรแอปปาไทต (apatite) ซึ่งเปนแร

ประกอบหิน ซึ่งเปนทรัพยากรที่ใชหมดได และไมมีการหมุนเวียนในชวง

ระยะเวลาสั้น ฟอสฟอรัสสวนใหญมักจะอยูที่เดิมในจุดหรือบริเวณที่ใสในดิน

เนื่องจากมันจะทําปฏิกิริยากับ Ca หรือ Fe และ Al ในสารละลายดิน ทําใหเกิด

เปนสารประกอบในรูปที่ไมเปนประโยชนตอพืช

โดยปกติธาตุ P ในธรรมชาติจะอยูในรูปที่เปนสวนหนึ่งของ phosphate

ions โดยรูปที่มีมากที่สุด คือ orthophosphate ซึ่งสวนใหญจะอยูในรูป H2PO4-

ในสภาพที่ดินเปนกรด และอยูในรูปของ HPO42- ในสภาพที่ดินเปนดาง

หินแรแอปปาไทต (apatite)

geology.com/minerals/apatite

Phosphate rock reserves

(thousands of metric tons)

Phosphorus reserves

82,000 Australia

260,000 Brazil

25,000 Canada

4,100,000 China

100,000 Egypt

180,000 Israel

900,000 Jordan

5,700,000 Morocco

200,000 Russia

50,000 Senegal

1,500,000 South Africa

100,000 Syria

30,000 Togo

100,000 Tunisia

1,200,000 U.S.

890,000 Other

ธาตุฟอสฟอรัส (ตอ)

ถึงแมวาเราจะใชปุยเคมีฟอสฟอรัส ซึ่งเปนรูปที่ละลายน้ําไดดี

แตเมื่อใสลงไปในดินแลวก็จะมีเพียงประมาณ 15-20% ของปุย

ฟอสฟอรัสที่ใสเทานั้น ที่สามารถเปนประโยชนตอพืชได

ดินที่มีการตรึงฟอสฟอรัสสูง (high P-fixing soil) ไดแก ดิน

ประเภท Ultisols และ Oxisols ซึ่งปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมดที่มีอยูใน

ดิน (total P) มีความสัมพันธนอยมากกับปริมาณฟอสฟอรัสที่เปน

ประโยชนตอพืช (available P)

เมื่อมีกระบวนการกําเนิดดิน ฟอสฟอรัสจากแอปปาไทตซึ่งเปนแร

ประกอบหินจะถูกปลดปลอยออกมา จากนั้น P อาจถูกพืชและจุลินทรีย

ดินดูดใชไป และซากของสิ่งมีชีวิตเหลานี้ที่เขามาสูดินก็จะกลายเปน

อินทรียวัตถุในดิน ซึ่งจะมี P อินทรียอยู หรืออาจเปลี่ยนรูปไปเปนรูปที่ไม

ละลายน้ําหรือละลายชา เชน แคลเซียม-, เหล็ก-, และอะลูมินัม-ฟอสเฟต

หรือรูปที่ P ถูกดูดยึดที่ผิวของ Al-, Fe-oxides และ clay minerals และรูป

P ที่ถูกหุม (coat) อยางแข็งแรงกับไฮดรัสออกไซดของเหล็กและอะลูมินัมที่

เรียกวา occluded P

วัฏจักรฟอสฟอรัสในดิน (Phosphorus cycle in soil)

Occluded P (within the matrix structures of amorphous

hydrated oxides of Fe and Al and amorphous aluminocilicates)

ปริมาณของฟอสฟอรัสในดิน

ในสภาพธรรมชาตปิริมาณ P ในดินแตกตางกัน ขึ้นอยูกับ

– สารตนกําเนิดดิน

– การผานกระบวนการกาํเนิดดินและววิัฒนาการของดิน

– ปริมาณ P ที่สญูเสยีไปจากการชะลาง

ปริมาณ P ในหินตนกําเนิดดินมีตั้งแตนอยมากประมาณ

0.01% (100 μg g-1)ในหินทราย ถึงมากกวา 0.2% (2000 μg g-1) ใน

หินปูนที่มีฟอสเฟตสูง ปริมาณทั้งหมดของ P ในดินจะอยูในชวง 500-

800 μg g-1 โดยน้ําหนัก หรือสวนในลานสวน (ppm)

ปริมาณฟอสฟอรัสในดิน (ตอ)

P ทั้งหมดมักจะสูงที่สุด

ที่สวนบนของดินชั้น A และต่ํา

ที่สุดที่สวนลางของชั้น A และ

สวนบนของชั้น B เนื่องจาก

การที่พืชหมุนเวียน P

ปริมาณฟอสฟอรัสในดิน (ตอ)ดินที่เกิดจากหินอัคนีกรด (acid igneous rocks) จะมี P ต่ํา ดินที่เกิด

จากหินอัคนีดาง (basic igneous rocks) จะมี P ระดับปานกลางถึงสูง

ดินดางที่ยังไมผานกระบวนการวิวัฒนาการดินมากนัก (unweathered

soil) จะมี P สูง เพราะมีการชะลางนอย และมี P ในรูปแอปปาไทต

ฟอสฟอรัสรูปที่ไมละลายน้ําหรือตกตะกอน และรูปที่ถูกดูดยึดมี

มากกวา 90% ของ P ทั้งหมดในดิน ไดแก แรฟอสเฟตปฐมภูมิ P ใน

ฮิวมัส สารประกอบฟอสเฟตที่ตกตะกอนของ Ca, Fe และ Al และ P ที่ถูก

ดูดยึดโดยคอลลอยดของพวกเซสควิออกไซด (sesquioxides) และแรซิลิ

เกต P ในดินที่อยูในเนื้อเยื่อของจุลินทรียดิน (microbial biomass) มี

ปริมาณ 1-2% ของ P ทั้งหมดในดิน สวน P รูปที่ละลายน้ําไดมีอยูนอย

มากประมาณ 0.1% ของ P ทั้งหมดในดิน โดยความเขมขนมักอยูในชวง

0.1-1 μg ml-1

รูปของฟอสฟอรัสในดิน

ฟอสฟอรัสในดินอยูในรูปของสารประกอบตางๆ ซึ่งสามารถ

แบงได ดังนี้

• ฟอสเฟตอินทรีย

• ฟอสเฟตอนินทรียที่ไมละลายน้ํา (insoluble P) หรือสารประกอบ

ฟอสเฟตที่ตกตะกอน (precipitated P)

• ฟอสเฟตอนินทรียที่ถูกดูดยึด (adsorbed P)

• ฟอสเฟตอนินทรียที่ละลายน้ําไดในสารละลายดนิ

ระบบคอลลอยดดินที่สัมพันธกับรูปตางๆ ของฟอสฟอรัส

สารละลายดิน

1 μm

คอลลอยดดิน

HPO42-

H2PO4-

HPO42-

HPO42-

H2PO4-

organic P

CaP FePAlPCaP

H3PO4

H3PO4

H2PO4-

HPO42-

HPO42-

HPO42-

HPO42-

ฟอสฟอรัสอินทรีย (organic phosphorus)

ปริมาณของ P อินทรียในดินแตกตางกันไปในดินชนิดตางๆ ขึ้นอยู

กับคุณสมบัติและสวนประกอบของดินที่ทําใหมีปริมาณ P อินทรียแตกตาง

กัน พบ P อินทรียเปอรเซ็นตที่สูงในดินพรุ (peats) และดินปาไมที่ยังไมถูก

รบกวน แตในดินเขตรอนหลายๆ ชนิดและดินทุงหญาแพรรี่บางชนิดก็มี P

อินทรียอยูมาก สวนในดินที่ทําการเขตกรรมที่มีการใชปุย มักมี P อนินทรีย

มากกวา P อินทรีย

ปริมาณและปจจัยที่มีอิทธิพลตอปริมาณของฟอสฟอรัสอินทรีย

ปจจัยที่มีอิทธิพลตอปริมาณ P ในอินทรียวัตถุของดิน ไดแก สาร

ตนกําเนิดดิน, ภูมิอากาศ, การระบายน้ํา, การเขตกรรม, pH, และความลึก

ของดิน

สารประกอบฟอสฟอรัสอินทรีย

รูปหลักของ P อินทรียในดิน คือ inositol phosphates กรดนิวคลีอิก

(nucleic acids) หรือ สารที่เปนผลผลิตจากการสลายตัวของกรดนิวคลีอิก และ

phospholipids

สารประกอบ P อินทรียชนิดอื่นมีอยูปริมาณที่นอยมาก ไดแก sugar

phosphate และ phosphoproteins โดยทั่วไปรูปของ P อินทรียในดินมีปริมาณ

คิดเปนเปอรเซ็นตของ P อินทรีย ทั้งหมด ดังนี้

Inositol 10-50%

Phospholipids 1-5%

Nucleic acids 0.2-2.5%

Phosphoproteins นอยมาก

Metabolic phosphates นอยมาก

Inositol phosphatesinositol phosphates เปน esters ของ hexahydroxy benzene ซึ่ง

มักเรียกวา inositol (I) สามารถมีสารประกอบ esters ชนิดตางๆ เกิดขึ้นได

แตที่พบมากที่สุดคือ hexaphosphate พบ mono-, di, และ triphosphates

ในพืชปริมาณคอนขางมาก ในธัญพืช hexaphosphate ester หรือ phytic

acid (II) เกิดเปนเกลือของ Ca และ Mg เรียกวา phytin

Inositol (I) Phytic acid (II)

กรดนิวคลีอิก (Nucleic acids)

กรดนิวคลีอิก พบในเซลลสิ่งมีชีวิตทุกเซลล นอกจากนี้จุลินทรียดิน

ยังสามารถสังเคราะหกรดนิวคลีอิกระหวางการยอยสลายซากพืชและซาก

สัตวดวย

กรดนิวคลีอิกมี 2 ชนิด คือ กรดริโบนิวคลีอิก (ribonucleic acid-

RNA) และกรดดีออกซีริโบนิวคลีอิก (deoxyribonucleic acid- DNA) แตละ

ชนิดประกอบดวยนิวคลีโอไทด (nucleotide) ตอกันเปนสายโซ นิวคลีโอไทด

แตละหนวยประกอบดวยน้ําตาลเพนโทส (pentose sugar) 1 หนวย พิวรีน

หรือพีริมิดีน (purine or pyrimidine base) 1 หนวย และกรดฟอสฟอริก 1

หนวย ซึ่งตัวหลังทําหนาที่เปนตัวเชื่อมระหวางหนวยของเพนโทสที่อยูถัด

จากกัน ปริมาณของกรดนิวคลีอิกมีเพียงไมเกิน 3% ของ P อินทรียในดิน

ฟอสโฟลปิดส (Phospholipids)

ฟอสโฟลิปดส เปนกลุมของสารอินทรียที่ มีความสําคัญทาง

ชีวภาพ โดยฟอสโฟลิปดสในดินมีกําเนิดมาจากจุลินทรีย มีคุณสมบัติไม

ละลายในน้ํา แตละลายในสารละลายไขมัน เชน เบนซีน คลอโรฟอรม หรืออี

เธอร

ฟอสโฟลิปดส ไดแก glycerophatides เชน phosphatidyl

serine, phosphatidyl chlorine เปนตน

ฟอสโฟลิปดสในดินมีปริมาณนอย ปกติมีนอยกวา 5 μg P g-1 ถา

คิดเปนเปอรเซ็นตมีประมาณ 0.5-7.0% ของ P อินทรียในดิน โดยคิดเปน

คาเฉลี่ย 1%

ฟอสฟอรสัในมวลชีวภาพของดิน

ปริมาณของ P ในมวลชีวภาพของดินจะมีประมาณ 2-5% ของ

P อินทรียในดินที่มีการไถพรวน และ 20% ของ P อินทรียในดินทุงหญา

ปริมาณ P ในเนื้อเยื่อจุลินทรียอยูในชวง 1.5-2.5% ในแบคทีเรีย

และ 4.8% ในเชื้อรา และเมื่อเปรียบเทียบกับ P ในพืช ซึ่งมีปริมาณ

0.1-0.5% โดยน้ําหนัก จะเห็นวา P ในมวลชีวภาพจุลินทรียจะสูงกวาใน

พืช

ดังนั้นมวลชีวภาพจุลินทรีย P จะเปนประโยชนตอพืช

มากกวา P อินทรียสวนอื่นๆ ทั้งนี้เพราะมวลชีวภาพจุลินทรียเปน

สวนของอินทรียวัตถุในดินที่เปลี่ยนแปลงงายกวาอินทรียวัตถุสวนอื่นๆ

การเปลี่ยนรูปของฟอสฟอรสัในดิน โดยกระบวนการ

mineralization และ immobilization

การเปลี่ยนรูป P ในดินโดยกระบวนการเปลี่ยนรูป P อินทรียใหเปน P

อนินทรีย (mineralization) และเปลี่ยนรูป P อนินทรียใหเปน P อินทรีย

(immobilization) เกิดขึ้นพรอมๆ กัน ดังนั้นการรักษาปริมาณฟอสฟอรัสที่

ละลายน้ําไดในสารละลายดิน จึงขึ้นอยูในระดับหนึ่งกับกระบวนการทั้งสอง

กระบวนการที่มีทิศทางตรงขามกันนี้

อินทรีย P PO43-

mineralization

immobilization

ปจจัยที่มีอิทธิพลตอการ mineralization ของอินทรีย P ในดิน ไดแก

อุณหภูมิ, ความชื้น, การระบายอากาศ, pH ของดิน, การไถพรวน, พืชที่กําลัง

เจริญเติบโต และการใสปุย P การที่ดินอยูในสภาพเปยกและแหงสลับกัน

กระตุนการ mineralization ของ P การใสปุย P ทําใหอินทรีย P ในดินมีเพิ่มขึ้น

จากการเกิด net immobilization ทําใหอัตราสวน C/P ลดลง

การเปลี่ยนรูปของฟอสฟอรัสในดิน โดยกระบวนการ mineralization

และ immobilization (ตอ)

ปริมาณ P ในสารอินทรียที่กําลังสลายตัว เปนปจจัยหลักที่ควบคุม

ปริมาณของ P ที่ละลายน้ําไดในดินที่ชวงเวลาหนึ่ง net immobilization เกิดเมื่อ

อัตราสวน C/อินทรีย P = 300 หรือมากกวา สวน net mineralization เกิดเมื่อ

อัตราสวน C/อินทรีย P = 200 หรืออยกวา ถาสารอินทรีย P นอยกวา 0.2-0.3%

จะเกิด net immobilization การเกิดผลสัมฤทธิ์ของการปลดปลอย P (net P

release) จะเกิดที่ปริมาณ P สูงกวานี้

ฟอสฟอรัสอนินทรียในดิน (inorganic phosphorus)

ฟอสฟอรัสรูปอนินทรีย ไดแก

• สารประกอบฟอสเฟตที่ไมละลายน้ํา หรือตกตะกอน (insoluble

/precipitated P)

• ฟอสเฟตที่ถูกดูดยึดโดยสวนประกอบตางๆของคอลลอยดดิน

(sorbed P)

• ไอออนฟอสเฟตที่ละลายน้ํา (P in soil solution)

ฟอสฟอรัสรูปที่ตกตะกอน (precipitated P)

อะลูมินัม-, เหล็ก-, และแคลเซียมฟอสเฟต เปนสารประกอบหลักของ

ฟอสเฟตที่ตกตะกอนในดิน สารประกอบเหลานี้มีการละลายน้ําที่ต่ําจึงละลาย

น้ําอยางชาๆ เมื่อละลายน้ําแลวก็จะเปนประโยชนตอพืช

สารประกอบฟอสเฟตที่ตกตะกอนเปนผลมาจากการสลายตัวของแร

แอปปาไทต ซึ่งเปนสารประกอบแคลเซียมฟอสเฟตชนิดหนึ่ง และเปนผลผลิต

ของปฏิกิริยาของปุยเคมี P ในดิน

สารประกอบฟอสเฟตตกตะกอนที่เกิดจากปฏิกิริยาของปุย P ในดินมี

ลักษณะโมเลกุลประกอบดวยสวนประกอบที่เปนอนุมูลฟอสเฟตชนิดตางๆ กับ

แคทไอออนที่เปนสวนประกอบของดิน ไดแก Ca Al Fe Mg และ K เปนตน

ตัวอยางเชน AlPO4.2H2O (variscite), FePO4.2H2O (strengite), CaHPO4

(dicalcium phosphate), MgHPO4.3H2O (newberryite) เปนตน

ฟอสฟอรัสรูปที่ถูกดูดยดึ (sorbed P)

ฟอสฟอรัสที่ถูกดูดยึด หมายถึง ไอออนฟอสเฟตที่ถูกนําออกจาก

สารละลายดิน โดยนํามาอยูที่ผิวของคอลลอยดดิน กระบวนการนี้มีชื่อ

ทางเทคนิควา adsorption และเมื่อเวลาผานไป P ที่ถูกดูดยึดที่ผิว

(adsorbed P) เคลื่อนที่แทรกเขาไปในโครงสราง (สวนที่เปนของแข็ง) ของ

คอลลอยดดิน เรียกกระบวนการนี้วา การยึดภายในโครงสรางคอลลอยด

ดิน (absorption)

เนื่องจากการดูดยึด P ที่พื้นผิว (adsorption) หรือภายใน

โครงสราง (absorption) ไมสามารถทําการแยกแยะไดงาย เราจึงเรียก

รวมกันวา การดูดยึด (sorption)

ฟอสฟอรสัรูปที่ถูกดูดยึด (ตอ)

ปริมาณของ P ที่ถูกดูดยึดในดิน ขึ้นอยูกับปจจัยหลัก 2 ปจจัย คือ

1. ความสามารถที่ดินจะดูดยึด P ซึ่งความสามารถนี้ขึ้นกับ

สวนประกอบของดินที่ทําหนาที่ดูดยึด P ได สวนประกอบที่ทําหนาที่นี้เปน

ตัวหลักคือ hydrous oxides ของเหล็กและอลูมินัมที่เปนอสัณฐาน

(amorphous) และเปนผลึก (crystalline) และแรอลูมิโนซิลิเกตอสัณฐาน

ปริมาณของสวนประกอบดินเหลานี้เปนตัวกําหนดจํานวนตําแหนง (site)

ของการดูดยึด P

2. ปริมาณ P ที่ใสลงในดิน สําหรับดินที่มีความจุในการดูดยึด P

เทาๆ กัน เมื่อใส P ลงไปเปนปริมาณมาก ปริมาณ P ที่ถูกดูดยึดจะมากขึ้น

ดวย

ฟอสฟอรสัในสารละลายดิน (P in soil solution)

ฟอสฟอรัสในสารละลายดินเปนแหลงของ P ที่เปนประโยชนทันที

แกพืช โดยทั่วไปจะหมายถึง P อนินทรียในสารละลายดิน

การกระจายของไอออนฟอสเฟตในสารละลายดิน ขึ้นอยูกับ

ความสามารถในการแตกตัว (dissociation) ของฟอสเฟตแตละชนิด

(species) ซึ่งตัวชี้ที่ชัดเจนถึงการแตกตัวของฟอสเฟตแตละ species คือ

คา pH ของสารละลายดิน

คา pH ของสารละลายดินเปนตัวชี้วาจะเกิดฟอสเฟตไอออนชนิด

ใดเปนตัวเดน กลาวคือ ที่ pH 5 จะมี H2PO4- มากในสารละลายดิน ที่ pH

7 โดยประมาณจะมี H2PO4- และ HPO4

2- ที่ความเขมขนใกลเคียงกัน และ

ที่ pH 9 โดยประมาณจะมี HPO42- มาก

ฟอสฟอรสัในสารละลายดิน (ตอ)

ความเขมขนของ P ในสารละลายดินจะขึ้นอยูกับกระบวนการ

เปลี่ยนรูป P ตางๆ ในดิน ไดแก

- กระบวนการที่ทําให P ตกตะกอน (precipitation) และ

กระบวนการที่ทําละลาย P ที่ตกตะกอน (dissolution)

- กระบวนการดูดยึด-ปลดปลอย P (sorption-desorption)

- กระบวนการ mineralization-immobilization ของ P อินทรีย

ดังนั้นความเขมขนของ P ในสารละลายดินจึงมีการเปลี่ยนแปลง

อยางรวดเร็วและอยางตอเนื่อง และมีความผันแปรในดินตางๆ

กระบวนการเปลี่ยนรูปฟอสฟอรสัในดิน

(P transformation process in soils)

- กระบวนการตกตะกอน-ละลาย (precipitation-dissolution)

การตกตะกอนมีความหมายวา ความเขมขนของ P ในสารละลายถูก

ควบคุมโดย solubility product ของสารประกอบ P ที่ละลายน้ํานอยที่สุด

สารประกอบฟอสเฟตที่ตกตะกอนในดินที่ทําการเกษตรที่มีการใสปุยเปน

ผลผลิตของปฏิกิริยาของปุย P ในดิน เมื่อใสเม็ดปุยซึ่งละลายน้ําไดลงในดิน

ชื้นจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีตอเนื่องกันในเม็ดปุยและดินที่อยูลอมรอบ เมื่อเม็ด

ปุยละลายเนื่องจากน้ําในดินเคลื่อนเขาสูเม็ดปุย จะทําใหเกิดสารละลายที่

อิ่มตัวในบริเวณเม็ดปุย สารละลายปุยที่มีความเขมขนสูงจะแพรออกมาจาก

บริเวณเม็ดปุยออกมายังสารละลายดิน

ในขณะนั้น pH ของสารละลายที่แพรออกมาจากเม็ดปุย (ซึ่งมักเปน

โมโนแคลเซียมฟอสเฟตจากปุยซุปเปอรฟอสเฟตและแอมโมเนียม

ฟอสเฟต) จะประมาณ 1.5 ระหวางการแพรของสารละลายที่มี pH ต่ํานี้

ก็จะมีการละลาย Fe, Al และไอออนประจุบวกอื่นๆ ในดิน และสราง

สารประกอบฟอสเฟตขึ้น ชนิดของสารประกอบที่เกิดจากปฏิกิริยาของ

สารละลายปุยกับดินนี้ จะขึ้นกับชนิดและปริมาณของไอออนประจุบวก

และไอออนประจุลบในปุยและดิน pH ความชื้นดิน

กระบวนการตกตะกอน-ละลาย (ตอ)

สารประกอบฟอสเฟตที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาดังกลาวซึ่งมี

มากมายหลายชนิด สารประกอบเหลานี้ไมมีเสถียรภาพ จะคอยๆ

ละลาย และจะเกิดเปนสารประกอบใหมที่มีเสถียรภาพมากขึ้นและ

ละลายน้ําไดนอยลง ซึ่งรวมถึง variscite (AlPO4.2H2O) และ

strengite (FePO4.2H2O) ในดินกรดถึงดินที่เปนกลางและ

hydroxyapatites และ fluorapatites ในดินดาง (alkaline และ

calcareous soils)

กระบวนการตกตะกอน-ละลาย (ตอ)

กระบวนการดูดยึด-ปลดปลอย (sorption-desorption)

ฟอสฟอรัสเปนธาตุอาหารที่ถูกดูดยึดมาก การดูดยึด P ทําให

P อยูในรูปที่ไมเปนประโยชนตอพืชโดยทันที อยางไรก็ตาม P ที่ถูกยึด

เหลานี้ สามารถถูกปลดปลอยออกมาสูสารละลายดินไดอีก และจะ

กลับเปนประโยชนตอพืช กระบวนการดูดยึด (sorption) ของ P

หมายถึงการนํา P ออกจากสารละลายดิน และ P เหลานี้จะมาสะสม

กันอยูที่สวนที่เปนของแข็งของดิน สวนการปลดปลอย (desorption)

หมายถึง การที่ P ที่ถูกดูดยึดถูกปลดปลอยออกมาสูสารละลายดิน

กระบวนการดูดยึด-ปลดปลอย (ตอ)

ปฏิกิรยิาทีฟ่อสเฟตถูกตรึงโดยผิวที่เปนเหล็ก oxide ของคอลลอยดดินที ่pH ตางๆ

+ H2PO4-

Fe

OH

OH

OH

O

Fe

O

Fe

O

Fe

Fe

OH

O

OH

O

Fe

O

Fe

O

Fe

P

OH

O

OH + OH-

1. ปรมิาณและลักษณะของสวนประกอบทางแรธาตุของดินที่ทําหนาที่ดูด

ยึดฟอสฟอรสั

-ตําแหนงของการถูกดูดยึด P คือที่กลุมไฮดรอกซิลที่ผิวของคอลลอยดดิน

คุณสมบัติของดินบางประการที่มีอิทธิพลตอกระบวนการดูดยึด-ปลดปลอย

- desilicated amorphous materialsสูงมาก>1000

- crystalline oxides,

moderately weathered ash

สูง500-1000

- 1:1 clays, oxidesปานกลาง100-500

- 2:1 clays, quartz, 1:1 clays ต่ํา10-100

- quartz, organic materialsต่ํามาก<10

Mineralogy ที่พบP sorption groupP sorbed* (μg P/g)

* P sorbed นี้วัดที่ เมือ่ม ีP concentratin ใน soil solution = 0.2 μg P/mlปทมา (2533)

ความสามารถในการตรึงฟอสเฟตในดินที่มีแรธาตุตางๆ

อิทธิพลของคุณสมบัติของดินตอกระบวนการดูดยึด-ปลดปลอย (ตอ)

2. pH ของดิน

- อิทธิพลของ pH ของดินตอการดูดยึด P เกิดกับผิวของการดูดยึดที่มีประจุ

ผันแปร (variable charges) ซึ่งไดแกผิวของคอลลอยดดิน ที่มีกลุมไฮดรอกซิล (OH-)

โดยเฉพาะสวนประกอบที่เปนแรธาตุประเภทไฮดรสัออกไซดของเหล็กและอลมูินัม

และแรอลูมิโนซิลิเกตอสัณฐาน (allophane) ซึ่งมี OH- ที่ผิวอยูมาก เชน pH สูงกวา

ZPC ผวิที่มีประจุผันแปรจะมปีระจุสทุธิเปนลบ ทําใหการดูดยึด P ลดลง

3. ความอิ่มตัวของแหลงของการดูดยึด

- ความสามารถที่ดินจะดูดยึด P สวนใหญมีความสัมพันธกับการอิ่มตัวของ

แหลงของการยึด หรือจํานวนตําแหนงของการยึดที่ยังคงมีอยูสําหรับการดูดยึดตอไป

การปลดปลอย P (P desorption) ไดรบัอิทธิพลอยางมากจากปริมาณความอิ่มตัว

ของแหลงของการดูดยึด นอกจากนี้ยังขึ้นอยูกับความยาวนานของปฏิกิริยาระหวาง

P ที่ใสกับดิน

กลไกของการดูดยึดและปลดปลอยฟอสฟอรสั

การที่ดินดูดยึด P มีลักษณะเปนปฏิกิริยาที่รวดเร็วเมื่อเริ่มตน แลวจึง

ตามมาดวยปฏิกิริยาที่เชื่องชาซึ่งจะดําเนินตอเนื่องไปเปนเวลานาน จึงมีการกลาววา

ปฏิกิริยาของฟอสเฟตกับดินไมถึงสมดุล (disequillibrium)

สําหรับปฏิกิริยาการดูดยึด P ที่เชื่องชา (slow reaction) ซึ่งเกิดขึ้นหลัง

ปฏิกิริยาแบบรวดเร็วนั้น Sorn-srivichai (1985) ไดสรุปกลไกที่มีผูเสนอไววา

1. การตกตะกอนของสารประกอบ P

2. การเปลี่ยนแปลงการที่ P ถูกยึดจากแบบ monodentate (VI) เปน

bidentate (VII) ซึ่งจะมีจํานวนพันธะดูดยึดมากขึ้น

3. การที่ P ที่ถูกดูดยึดแทรกตัวจากพื้นผิวเขาไปในโครงสรางของคอลลอยด

ดินที่เราเรียกวา การ absorption

4. การเปลี่ยนแปลงการที่ P ถูกดูดยึดแบบหลวม (การดูดยึดทางกายภาพ)

เปนถูกดูดยึดอยางแข็งแกรงขึ้น (การดูดยึดทางเคมี)

การที ่P ถูกยึดจากแบบ monodentate เปน bidentate

monodentate(VI)

bidentate(VII)

Fe

Fe

PO

OH

OH

OH

OH

O

OH

O

Fe

Fe

P

O

OH

O

OH

OH

OH

O

เอกสารอางอิงและอานเพิ่มเติม

ปทมา วิตยากร. 2533. ดิน: แหลงธาตุอาหารของพืช. ภาควิชาปฐพีศาสตร

คณะเกษตรศาสตร มหาวิทยาลัยขอนแกน. 215 หนา.

ปทมา วิตยากร. 2547. ความอุดมสมบูรณของดินขั้นสูง. ภาควิชา

ทรัพยากรที่ดินและสิ่งแวดลอม คณะเกษตรศาสตร

มหาวิทยาลัยขอนแกน. 423 หนา.

การมีสวนรวมในวันพฤหัสฯ 15 ก.ค. 53

กลุม 1

กลุม 2

กลุม 3

แขงขันความเรว็และความสามารถในการนําเสนอรูปตางๆของ

ธาตอุาหาร K ในระบบคอลลอยดดิน โดยการวาดรูประบบ

คอลลอยดดินและแสดงรูปตางๆของ K ในระบบนั้น

กลุม 4

กลุม 5

กลุม 6

แขงขันความเรว็และความสามารถในการนําเสนอรูปตางๆของ

ธาตอุาหาร S ในระบบคอลลอยดดิน โดยการวาดรูประบบ

คอลลอยดดินและแสดงรูปตางๆของ S ในระบบนั้น