Last updated: 2019-03-22 | 4347 จำนวนผู้เข้าชม |
ในบรรดาแหล่งของแคลเซียมที่เป็นวัสดุปรับปรุงดินทั้งสี่ชนิดคือ ยิปซัม ปูนขาว ปูนมาร์ล และปูนโดโลไมท์ มียิปซัมเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่ไม่ใช่สารประกอบพวกปูน ยิปซัมที่ใช้ทางการเกษตรได้มาจากธรรมชาติ ซึ่งเกิดจากการตกตะกอนของทะเลเก่า ในประเทศไทยพบมากในบริเวณพื้นที่จังหวัดพิจิตร นครสวรรค์ และพื้นที่ภาคใต้ เป็นแร่ยิปซัมที่มีความบริสุทธิ์ 96-98% ประกอบด้วยธาตุแคลเซียม 23% และกำมะถันที่อยู่ในรูปของซัลเฟต 17% ดังนั้น การใช้ยิปซัมจึงเป็นการเพิ่มธาตุกำมะถันลงไปในดินด้วย
รูปของแคลเซียมในดิน แคลเซียมที่อยู่ในดินจะอยู่ในรูปของส่วนประกอบของหิน และแร่ แคลเซียมที่เป็นส่วนประกอบของหินแคลเซียมเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ก็ต่อเมื่อหินและแร่สลายตัวผุพังและปลดปล่อยแคลเซียมออกสู่สารละลายดินเมื่อปลดปล่อยออกมาแล้วแคลเซียมจะถูกดูดยึดไว้ที่ผิวของอนุภาคดิน (soil colloids) และอยู่ในรูปของเกลือแคลเซียมอิสระ เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) และแคลเซียมซัลเฟต (CaSO4) เมื่อมีความชื้นเหมาะสม เกลือเหล่านี้จะละลายน้ำ และแตกตัวให้แคลเซียมไอออนที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก (Ca2+) ซึ่งพืชสามารถดูดไปใช้ได้
รูปของแคลเซียมในพืช แคลเซียมในพืชมีสองรูปแบบคือ แคลเซียมไอออน (Ca2+) ที่ถูกดูดยึดให้ติดกับอนุมูลต่างๆ และแคลเซียมที่อยู่ในรูปของสารประกอบ เช่น แคลเซียมออกซาเลท (CaC2O4.H2O) แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) และแคลเซียมฟอสเฟต (CaPO4) ซึ่งสารประกอบเหล่านี้ถูกเก็บสะสมไว้ในแวคิวโอล (vacuole) ที่อยู่ในเซลล์ แคลเซียมไอออนจะมีปริมาณมากในผนังเซลล์ เมื่อเทียบกับธาตุอาหารตัวอื่นๆ โดยความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนจะมีมากในบริเวณมิดเดิลลาเมลลา (middle lamalla) และผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ (plasma membrane) ทั้งสองส่วนนี้มีหน้าที่ควบคุมความสามารถในการให้สารผ่านเข้าออกเยื่อหุ้มเซลล์ และทำให้เยื่อหุ้มเซลล์มีความแข็งแรง Marschner (1997) ดังนั้น ถ้าพืชขาดแคลเซียมจะทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เสียหาย และกรณีที่ขาดอย่างรุนแรงจะทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ขาดได้ (Mengel and Kirkby, 1982)
ยิปซัม
ยิปซัมหรือแคลเซียมซัลเฟต ยิปซัมมีคุณสมบัติเป็นกลาง เมื่อใส่ลงไปในดินจะไม่ปรับสภาพ pH ของดินให้เพิ่มขึ้น ยิปซัมแตกตัวแล้วได้แคลเซียมไอออน (Ca2+) และอนุมูลของซัลเฟต (SO42-) (Chris, 2002) ยิปซัมเหมาะที่จะใช้กับดินเค็มและดินด่างที่มี pH สูงถึง 9 (สรสิทธิ์, 2527) ยิปซัมเป็นสารประกอบแคลเซียมที่เป็นเกลือของกรดแก่ ดังนั้น เมื่อใส่ลงไปในดินที่เป็นกรด จะไม่มีสมบัติเป็นด่าง ดังจะเห็นได้จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นดังสมการ
จากสมการจะเห็นว่า H+ จากไมเซลล์เคลย์ซึ่งเป็นตัวควบคุมระดับ pH ของดิน เมื่อทำปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนกับ Ca++ จะไม่สูญหายเพียงแต่ออกมาอยู่กับสารละลายดินเท่านั้น ดังนั้น การใส่ยิปซัมลงไปในดินมาก ๆ แทนที่จะเป็นการเพิ่ม pH ให้กับดินแต่กลับทำให้ pH ของดินลดลง ดังนั้นการใช้ยิปซัมสำหรับการผลิตถั่วลิสงในพื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือจึงเป็นทั้งวัสดุปรับปรุงดินที่ให้ทั้งแคลเซียมและกำมะถันแคลเซียมที่อยู่ในรูปของยิปซัมยังเป็นแคลเซียมที่สามารถละลายน้ำได้ง่าย การใช้ยิปซัมจะไม่เหมาะสมหากจะนำมาใช้เพื่อปรับระดับ pH ของดินให้สูงขึ้น เนื่องจากยิปซัมไม่มีคุณสมบัติในการปรับระดับ pH ได้แต่อย่างใดและหากใช้ในปริมาณมากเกินความจำเป็นอาจจะส่งผลให้ระดับ pH ของดินนั้นลดลงด้วย
โบรอน
ปริมาณของโบรอนทั้งหมดที่มีอยู่ในดินจะมีค่าอยู่ระหว่าง 20-200 ppm ส่วนใหญ่จะไม่เป็นประโยชน์ต่อพืช ปริมาณของโบรอนที่เป็นประโยชน์ต่อพืชจะมีค่าอยู่ระหว่าง 0.4-5 ppm พืชสามารถใช้ประโยชน์จากโบรอนในรูปของกรดบอริก (H3BO3) โดยอาจพบโบรอนอยู่ในพืชทั่ว ๆ ไปอยู่ในช่วง 15-40 ppm ของน้ำหนักแห้ง กรดบอริกเป็นกรดอ่อนและเมื่อสารละลายมี pH ต่ำกว่า 7 จะเป็นโมเลกุลกรดที่ไม่แตกตัว แต่ถ้า pH สูงขึ้นกรดนี้จะรับไฮดรอกซิลไอออนจากน้ำกลายเป็นเททราฮีดราลโบเลตแอนไอออนดังนี้
ในสารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลายและโบรอนมีความเข้มข้นต่ำกว่า 25 มิลลิโมลาร์ จะมีรูปโมโนเมอริกซึ่งได้แก่ B(OH)3 และ B(OH)-4 รูปพอริเมอริกจะไม่มีในพืช ยกเว้นขณะที่พืชเป็นพิษจากโบรอน
การดูดโบรอนของพืชสัมพันธ์กับ pH และความเข้มข้นของธาตุนี้ในสารละลายเมื่อพืชดูดแล้วก็เคลื่อนย้ายสู่ส่วนเหนือดินทางไซเลมจากนั้นก็เคลื่อนย้ายทางโฟลเอ็มได้ด้วย จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางสรีระเมื่อพืชขาดโบรอนความบกพร่องด้านสรีระและชีวเคมีที่พบได้แก่เรื่อง 1) การเคลื่อนย้ายน้ำตาล 2) การสังเคราะห์ผนังเซลล์ การสังเคราะห์ลิกนินและโครงสร้างผนังเซลล์ 3) เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเครต,RNA,IAA,ฟีนอลและวิตามินซี 4) การหายใจ 5) บูรณภาพของเยื่อ บทบาทที่เด่นชัดของโบรอนมีสองด้านคือ 1) การสังเคราะห์และสร้างความสมบูรณ์ให้ผนังเซลล์อันเนื่องจากการสังเคราะห์สารเชิงซ้อนโบรอน-เพคติน 2) บูรณภาพของเยื่ออันเกี่ยวข้องกับการรวมตัวของโบรอนกับไกลโคลิปิดในเยื่อ
โบรอนในผนังเซลล์
ผนังเซลล์เป็นส่วนซึ่งสะสมสารที่มีโครงแบบซีส-ไดออลไว้มาก จึงพบโบรอนอยู่ในผนังเซลล์เป็นส่วนใหญ่โบรอนในผนังเซลล์เกือบทั้งหมดรวมอยู่กับสารเพคตินเมื่อขาดโบรอนผนังเซลล์จะขาดบูรณภาพและสภาพยืดหยุ่น(Hu et al., 1996)
โบรอนในสารเพกทิก
เนื่องจากโบรอนเป็นสารประกอบของสารเชิงซ้อนในผนังเซลล์จึงแยกมา ตรวจสอบได้ภายหลังพบว่าโบรอนส่วนใหญ่อยู่ในสารเชิงซ้อนชื่อแรมโนกาแลกทูรอแนน (rhamnogalacturonan II, RGII)ซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีในสารแพกทิก (pectic substance) อันเป็นองค์ประกอบของผนังเซลล์ประถมภูมิทั้งเชื่อว่าสารเชิงซ้อน RGII/บอเรต จะมีในผนังเซลล์ของพืชชั้นสูงทั่วไป สำหรับบทบาทของบอเรตในการเชื่อมโยงสารเชิงซ้อนในผนังเซลล์เข้าด้วยกัน
พืชที่ขาดโบรอนมีลักษณะผิดปกติอย่างเด่นชัด เช่น ผนังเซลล์คอลเลงคิมา ส่วนความหนาของผนังเซลล์ก็ไม่สม่ำเสมอด้วย จึงเชื่อว่าโบรอนมิได้มีบทบาทในการสังเคราะห์สารที่เป็นผนังเซลล์แต่ช่วยให้สารเหล่านั้นจัดเรียงกันอย่างเหมาะสมและแน่นเพื่อให้โครงสร้างผนังเซลล์แข็งแรงพอที่จะควบคุมรูปทรงของเซลล์ไว้ได้ (Matoh, 1997)
เมแทบอริซึมของกรดนิวคลีอิกและการเจริญของเซลล์
Marschner (1995) สรุปบทบาทของโบรอนต่อเมแทบอริซึมของกรดนิคลีอิก การยืดตัวของเซลล์ (cell elongation) และการแบ่งเซลล์ดังนี้
1. เมื่อหยุดให้โบรอนจนมีผลให้รากไม่เจริญด้านการยืดตัวแล้วแต่พืชยังสามารถสังเคราะห์ DNA ได้อีกหลายวัน ต่อมาจึงลดปริมาณลง แสดงว่าโบรอนมีอิทธิพลทางอ้อมต่อการสังเคราะห์ DNA
2. การขาดโบรอนมีผลให้การสังเคราะห์ยูราซิล (uracil) ลดลง เนื่องจากนิวคลีโอไทด์ชนิดนี้เป็นองค์ประกอบของ RNA จึงถือได้ว่าโบรอนมีบทบาทในการสังเคราะห์ RNA ได้ โดยตรง นอกจากการขาดธาตุนี้ยังทำให้ RNA สลายเร็วขึ้นด้วย
3. โบรอนมีบทบาทในทางใดทางหนึ่งต่อการแบ่งเซลล์ของพืช แต่ข้อมูลส่วนนี้ ยังมีความขัดแย้งกัน
4. บทบาทเด่นที่สุดของโบรอนต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ คือ ช่วยให้เซลล์ยืดตัวเนื่องจากรากพืชทีขาดโบรอนจะสั้นมาก
5. สังเคราะห์โปรตีน
6. สร้างฮอร์โมน
7. ส่งเสริมการสุกแก่ของพืชทั้งใบและดอก
8. ช่วยย่อยสลายไนโตรเจนและแป้ง
9. ช่วยควบคุมการดูดน้ำของพืช
บทบาทของโบรอนในระยะเจริญพันธ์
การขาดโบรอนของพืชมีผลกระทบต่อระยะเจริญพันธ์ (reproductivestage)มากกว่าระยะวัฒนภาค (vegetative stage) ดังนั้นผลผลิตอาจลดลงมากโดยที่พืชมิได้แสดงอาการขาดโบรอน เนื่องจากการขาดแคลนธาตุนี้ก่อให้เกิดผลเสียหายในช่วง การออกดอก ติดผล และการพัฒนาของเมล็ดมากเป็นพิเศษ
ความสัมพันธ์ระหว่างแคลเซียมและโบรอนในช่วงการสร้างผไม้
แคลเซียมทำหน้าที่ควบคุมการหายใจของพืชสร้างน้ำตาลและแป้ง โบรอนควบคุมการเคลื่อนที่จากใบไปสู่ผลดังนั้นถ้าพืชได้รับแคลเซียมและโบรอนไม่เพียงพอในช่วงที่พืชใกล้สุก แก่ พืชจะแสดงอาการไส้กลวงหรือไส้ด้าน แคลเซียมและโบรอนจึงมีความสำคัญที่จะต้องทำงานไปด้วยกันกล่าวคือ แคลเซียมสร้างน้ำตาลและโบรอนช่วยเคลื่อนย้ายน้ำตาลและแป้งไปยังผลถ้าในพืชมีโบรอนมากแคลเซียมมีน้อยไม่เพียงพอ พืชจึงไม่สร้างน้ำตาลแป้งและแป้ง ก็จะทำให้มีโบรอนมากเกินไปจนเป็นพิษ ในทาง กลับกันถ้ามีแคลเซียมมาก แต่มีโบรอนน้อยเกินไปพืชสร้างน้ำตามและแป้งแต่ไม่สามารถเคลื่อนย้ายไปสู่ผลได้
ทั้งแคลเซียมและโบรอนต่างเป็นธาตุที่ไม่เคลื่อนย้ายในพืช ดังนั้นการที่จะทำให้พืชมีความสมบูรณ์ได้จำเป็นต้องให้แคลเซียมและโบรอนความคู่กันไปตลอดระยะเวลาการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งจากการทดสอบในเนื้อเยื่อพืชแล้วพอสรุปได้ว่าพืชทั่วไปต้องการแคลเซียมและโบรอน ในอัตราส่วน 200:1 (ห้างหุ้นส่วนจำกัด ทีม-เกษตร, 2547)
Oct 26, 2018