ลำดับการทำงานของธาตุอาหารพืช (Biochemical Sequence)

ลำดับการทำงานของธาตุอาหารพืช (Biochemical Sequence)
aroonwa งานวิจัย

ในระบบเกษตรกรรม การให้ปุ๋ยเป็นการเพิ่มปริมาณธาตุอาหารให้แก่พืช ในเกษตรแผนใหม่จะให้ปุ๋ยเคมีตามธาตุอาหารหลักได้แก่  NPK หรือ ไนโตรเจน (N) ฟอสฟอรัส (P) และโพแทสเซียม (K) เพื่อให้พืชนำไปใช้ในการเจริญเติบโตได้โดยตรง ซึ่งเป็นแนวคิดที่ต่างจากเกษตรธรรมชาติหรือเกษตรเชิงนิเวศซึ่งเน้นที่ปฏิสัมพันธ์ในระบบนิเวศ ซึ่งธาตุต่างๆ ก็มีทำงานกันเป็นลำดับขั้น โดยเริ่มจาก

โบรอน > ซิลิคอน > แคลเซียม > ไนโจรเจน > แมกนีเซียม > ฟอสฟอรัส > คาร์บอน > โพแทสเซียม 

ในระบบนิเวศเกษตร ปฏิสัมพันธ์ระหว่างธาตุจะเริ่มที่โบรอน ซึ่งธาตุโบรอน (Boron) จะกระตุ้นการทำงานของธาตุซิลิคอน (Silicon) ซึ่งเป็นธาตุที่สำคัญต่อการจับตัวกับสารอาหารอื่นๆ และจับกับธาตุแคลเซียม (Calcium) ซึ่งต่อมาจะจับกับธาตุไนโจรเจน (Nitrogen) โดยไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหลักของกรดอะมิโน รหัสทางพันธุกรรม และมีส่วนสำคัญต่อการแบ่งตัวของเซลล์ กรดอะมิโนเป็นองค์ประกอบหลักของโปรตีนและสารตั้งตนในการสร้างคลอโรฟิลล์ซึ่งพืชใช้ในการสังเคราะห์แสง การสร้างคลอโรฟิลล์เองก็ต้องใช้ธาตุแมกนีเซียม (Magnesium) ในการรับพลังงานของแสงและสะสมพลังงานจากแสงในอาหาร ไนโตรเจนที่อยู่ในกรดอะมิโนจึงเป็นธาตุที่จับกับแมกนีเซียมในการสร้างคลอโรฟิลล์ในพืช พลังงานที่ได้จากการสังเคราะห์แสงจะถูกนำไปใช้ในการสร้างแป้งและอาหารในพืชซึ่งพลังงานจะอาศัยธาตุฟอสฟอรัส (Phosphorus) ในการถ่ายทอดพลังงานไปยังส่วนต่างๆ ของเนื้อเยื้อพืชและปฏิกิริยาเคมีที่ข้องเกี่ยวกับการสร้างอาหารและสารชีวเคมีในเซลล์ อาหารและสารชีวเคมีเหล่านี้ต้องอาศัยธาตุคาร์บอน (Carbon) เป็นองค์ประกอบหลัก หลังจากอาหารและสารชีวเคมีถูกสร้างขึ้นแล้ว ก็จะอาศัยธาตุโพแทสเซียม (Potassium) ที่มีอยู่มากในน้ำยางหรือท่อลำเลียงอาหารในเนื้อเยื้อพืชช่วยในการขนส่งอาหารและสารชีวเคมีไปตามอวัยวะต่างๆ ในลำต้นพืช

ธาตุโบรอน (Boron – B) มีอยู่มากในมูลสัตว์ มีบทบาทเกี่ยวที่ช่วยให้รากพืชดูดเอาธาตุแคลเซียมและไนโตรเจนไปใช้ร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นนอกจากนี้ยังช่วยให้พืชใช้ธาตุโพแทสเซียมได้มากขึ้น มีบทบาทในการสังเคราะห์แสง การย่อยโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต และเพิ่มคุณภาพทั้งรสชาติ ขนาด และน้ำหนักของผลเพิ่มความสามารถในการเจริญเติบโตเพราะโบรอนจะควบคุมการดูดและคายน้ำของพืชในขบวนการปรุงอาหารอีกทางหนึ่ง

ธาตุซิลิคอน (Silicon – Si) พบได้ทั่วไปในทราย หรือ ดินปนทราย ซิลิคอนทำหน้าที่ช่วยให้พืชเจริญเติบโตได้ดีขึ้น โดยทำให้ลำต้นแข็งแรงและอ้วนขึ้น ช่วยให้ใบพืชหันเข้าหาแสงมากขึ้น และทำให้พืชทนทางต่อโรคที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรียและรา เช่น โรคราแป้ง  รวมถึงสร้างความทนทานต่อความร้อนหรือความเค็มจัดไปจนถึงความเป็นพิษของโลหะหนักและอลูมิเนียม

ธาตุแคลเซียม (Calcium – Ca) พบมากในกระดูก เปลือกไข่ ปูนขาว หรือ ยิปซัม แคลเซียมมีส่วนช่วยให้เนื้อเยื้อพืชแข็งแรงขึ้นได้เช่นเดียวกับการสร้างความแข็งแรงของกระดูก และเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ที่ช่วยในการทำงานเนื้อเยื้อพืช แม้ว่าพืชจะใช้แคลเซียมในปริมาณที่น้อยเมื่อเทียบกับธาตุอื่นๆ แต่หากพืชได้รับแคลเซียมไม่เพียงพอจะส่งผลให้พืชเจริญเติบโตผิดปกติ เช่น ผิวของมะเขือเทศเกิดอาการแห้งกรอบ ยอดใบอ่อนไหม้ หรือเกิดจุดด่างในใบผัก เป็นต้น

ธาตุไนโตรเจน (Nitrogen – N) จะสะสมอยู่มากในพืชตระกูลถั่ว ซึ่งปมรากพืชตระกูลถั่วจะมีแบคทีเรียที่ช่วยดึงไนโตรเจนที่สะสมในดินมาใช้ในการเจริญเติบโต ดังนั้น เราจึงนิยมปลูกปอเทืองเพื่อช่วยปรับปรุงดินและช่วยไนโจรเจนสะสมในดินมากขึ้น ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของโปรตีนและสารพันธุกรรมทั้งในพืชและสัตว์ และเป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์ซึ่งทำหน้าที่ในการสังเคราะห์แสงในพืช ดังนั้น ดินจึงเป็นหัวใจสำคัญต่อการปลูกพืช โดยแบคทีเรียในปมรากถั่วหรือในดินจะช่วยตรึงก๊าซไนโตรเจนในอากาศและเปลี่ยนรูปไนโตรเจนให้อยู่ในรูปของไนเตรทซึ่งพืชสามารถดูดมาใช้ได้ดังภาพด้านล่าง ดินที่มีปริมาณอินทรีย์วัตถุมากจึงถือเป็นดินที่มีชีวิต

ธาตุแมกนีเซียม (Magnesium – Mg) เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของคลอโรฟิลล์เพราะแมกนีเซียมจะรับพลังงานแสงและช่วยเปลี่ยนรูปให้เป็นพลังงานให้รูปของอาหารจากกระบวนการสังเคราะห์แสงและช่วยให้ใบพืชมีสีเขียว พืชที่ขาดแมกนีเซียมจึงเกิดอาการใบสีซีด ดินที่ขาดธาตุแมกนีเซียมมักเป็นดินที่มีอินทรีย์วัตถุน้อย ดินที่มีทรายมากหรือเป็นกรด ในกรณีที่ใส่ปุ๋ยที่มีโพแทสเซียมมากเกินไปก็ทำเกิดอาการขาดแมกนีเซียมในพืชเช่นกัน เนื่องจากพืชจะดูดซับโพแทสเซียมแทนการดูดซับแมกนีเซียม

ธาตุฟอสฟอรัส (Phosphorus – P) เป็นธาตุที่เป็นองค์ประกอบหลักของสารพันธุกรรมและสารชีวเคมีที่ช่วยเก็บพลังงานในสิ่งมีชีวิตซึ่งถูกสร้างจากกระบวนการสังเคราะห์แสง มีส่วนสำคัญต่อพัฒนาการของรากและช่วยรากพืชดูดซับสารอาหารในดินได้หลายชนิด การขาดฟอสฟอรัสจะทำให้พืชหยุดชะงักการเติบโตได้ เนื่องจากฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่จับเม็ดดินได้แข็งแรง จึงแนะนำให้ขุดหน้าดินขึ้นมาเพราะจะทำให้ดินถูกน้ำกัดเซาะได้ง่าย จึงแนะนำให้ปลูกหญ้าหรือพืชคลุมดินเพื่อรักษาหน้าดินและฟอสฟอรัสให้สะสมอยู่ในดินมากขึ้น

ธาตุคาร์บอน (Carbon – C) สารอินทรีย์ทุกชนิดล้วนมีธาตุคาร์บอนในปริมาณที่สูง รวมถึงดิน ซากพืชซากสัตว์ หรือปุ๋ยหมักต่างๆ ล้วนมีคาร์บอนในปริมาณสูง อีกทั้งในบรรยากาศเองก็มีคาร์บอนในรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่มากอยู่แล้ว จึงมักไม่มีปัญหาธาตุคาร์บอนขาดแคลนในการเพาะปลูก

ธาตุโพแทสเซียม ( Potassium – K) เป็นธาตุที่สะสมอยู่ทั่วไปในดินและมักละลายในน้ำหรือของเหลวในเนื้อเยื้อได้ดี หน้าที่ของโพแทสเซียมจะต่างจากไนโตรเจนและฟอสฟอรัสตรงที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตโดยตรง แต่ทำหน้าที่ในการรักษาสมดุลน้ำในเนื้อเยื้อพืชซึ่งป้องกันไม่ให้เกิดใบเหี่ยวและช่วยให้การคายน้ำของใบพืชเป็นไปอย่างปกติ

จากหลักการของเกษตรธรรมชาติ ธาตุที่อยู่ในธรรมชาติก็มีการทำงานเป็นลำดับขั้นร่วมกับสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืช แบคทีเรียหรือเชื้อรา จนเกิดการหมุนเวียนสารอาหารภายในระบบนิเวศ การใส่ปุ๋ย NPK เพียงอย่างเดียวเพื่อเร่งให้พืชเจริญเติบโตนั้นเป็นการตัดวงจรการไหลเวียนสารอาหารในธรรมชาติและทำลายความหลากหลายทางชีวภาพในดิน  ดังนั้น การทำให้ดินมีชีวิตจึงเป็นหัวใจหลักของการทำเกษตรเชิงนิเวศ

References