ปัจจัยที่มีผลต่ออินทรียวัตถุและคาร์บอนอินทรีย์ส่วนต่าง ๆ ภายใต้ดินการเกษตรภาคเหนือตอนบนของไทย

Main Article Content

ศุภธิดา อํ่าทอง
ชาคริต โชติอมรศักดิ์
บัณฑิต สมจิตร

บทคัดย่อ

     การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการใช้ที่ดินทางเกษตรต่อปริมาณศึกษาปริมาณ อินทรียวัตถุ (Soil organic matter, SOM) และคาร์บอนอินทรีย์ (Soil organic carbon, SOC) และ คาร์บอนอินทรีย์ส่วนง่ายต่อการย่อยสลาย (Labile soil carbon fractions, LSCF) ตลอดจนอธิบาย ความสัมพันธ์ระหว่างคาร์บอนอินทรีย์ส่วนต่าง ๆ และ SOM และ SOC ในดินการเกษตรภาคเหนือตอนบน โดยทำการเก็บตัวอย่างดินที่ระดับความลึก 0-30 เซนติเมตร โดยใช้วิธีกริด (ขนาดพื้นที่ 10×10 km2) พื้นที่ปลูกข้าว ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ และลำไย จากพื้นที่ 8 จังหวัด ภาคเหนือตอนบนของประเทศไทย (ลำปาง แพร่ น่าน พะเยา ลำพูน เชียงราย แม่ฮ่องสอน และเชียงใหม่) ทำการวิเคราะห์อินทรียวัตถุในดิน (SOM), คาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมดในดิน (SOC) และคาร์บอนอินทรีย์ในส่วนที่ย่อยสลายได้ง่าย (Labile Organic Carbon) จากนั้นทำการวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้วิธี Two way ANOVA และ One way ANOVA และศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง LSCF ต่อ SOM และ SOC โดย Principal component analysis (PCA) การศึกษาพบว่าดินข้าวโพดเลี้ยงสัตว์มีปริมาณเฉลี่ย SOM และ SOC สูงกว่า เมื่อเปรียบเทียบดินที่ปลูกข้าว (P<0.05) และลำไย ขณะที่ SCF ได้แก่ WSC, C-FPSF และ C-LPSF ของดินลำไยมีค่าเฉลี่ย สูงสุด (P<0.05) สำหรับปริมาณสัดส่วนของ SFC/SOC (เปอร์เซ็นต์ของ SOC) พบว่าดินลำไยมีสัดส่วน ของ WSC, HWSC, CLPSF, CFPSF สูงสุด (P<0.05) สำหรับผลของพื้นที่พบว่าจังหวัดแพร่มีปริมาณ SOM สูงสุด ส่วนจังหวัดเชียงรายมีปริมาณ SOC สูงสุด นอกจากนี้ LSCF นั้นมีความสัมพันธ์กับปริมาณ SOC และ SOM ซึ่งจะแตกต่างกันตามรูปแบบของการปลูกพืชแต่ละชนิด อาจจะกล่าวได้ว่าระบบการปลูกพืช และสภาพพื้นที่มีผลต่อปริมาณSOM, SOC, LSCF จากการศึกษาพบว่าปริมาณ SOM, SOC, LSCF และ LSCF/SOC ในดินปลูกข้าวตํ่ากว่าดินปลูกลำไย เป็นผลมาจากการจัดดิน เช่น การไถพรวนและการใส่ปุ๋ยเคมีจึงมีผลให้ต่อ LSCF ตามระบบการปลูกพืชต่าง ๆ ดินปลูกข้าวมีการไถพรวนดิน อาจเป็นอัตราการย่อยสลายมีสูงอัตราการสร้าง SOM สำหรับดินข้าวโพดเลี้ยงสัตว์มีปริมาณของ LSCF สูงและสอดคล้อง กับปริมาณ SOM สูงด้วย โดยปลูกดินลำไยนั้นพบว่ามีสัดส่วนเปอร์เซ็นต์ของ LSCF/SOC สูงสุดและสอดคล้องกับปริมาณ SOM สูง เนื่องจากการจัดการทิ้งเศษซากพืชซํ้าไว้พื้นที่แปลงลำไย การรบกวนดินไม่มากเพราะไม่มีการไถพรวน รวมทั้งมีการใส่ปุ๋ยอินทรีย์ผสมปุ๋ยเคมีซึ่งการเกิดปรากฏการณ์ Negative Priming Effect อีกทั้งลักษณะและองค์ประกอบเศษชิ้นส่วน อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้ปริมาณ SOM และ SOC ในดินปลูกลำไยและดินปลูกข้าวโพดเลี้ยงสัตว์มีปริมาณสูงกว่าดินปลูกข้าว นอกจากนี้ข้อมูลดินที่ได้ เกิดจากการศึกษาเชิงพื้นที่ซึ่งได้ประเมินผลของพื้นที่ (จังหวัด) ซึ่งมาจาก ชนิดดิน ปริมาณและชนิดของ แร่ดินเหนียว สภาพพื้นที่ สมบัติของดินต่าง ๆ ภูมิอากาศ ธรณีสัณฐานวิทยา โดยปัจจัยต่าง ๆ เหล่านี้ มีผลต่อการเกิดและการย่อยสลายของ SOM, SOC และ LSCF นำมาใช้เป็นดัชนีประเมินคุณภาพดิน นอกจากนี้สามารถเป็นตัวขับเคลื่อนของวัฏจักรคาร์บอนที่มีผลต่อการเก็บกักคาร์บอนโดยดินเกษตรที่ส่งผลต่อการเก็บคาร์บอนไว้ในดินเกษตรซึ่งมีผลต่อคุณภาพดินและลดผลกระทบจากเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

Article Details

บท
บทความวิจัย

References

ศุภธิดา อํ่าทอง และปวีณ์นุช ปวงวงค์คำ. 2561. ปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ส่วนต่าง ๆ และการเก็บสะสมภายใต้ดินปลูกข้าว. วารสารวิจัยและส่งเสริมวิชาการเกษตร 34(2):1-13.

ศุภธิดา อํ่าทอง ทวี ชัยพิมลผลิน และชาคริต โชติอมรศักดิ์. 2562. ความสัมพันธ์ของคาร์บอนอินทรีย์โดยเพอร์แมงกาเนตออสซิไดร์เซเบิลกับอินทรียวัตถุเพื่อเป็นดัชนีคุณภาพของดินไร่และดินปลูกข้าว. วารสารวิจัยและส่งเสริมวิชาการเกษตร 36(1): 1-10.

ศุภธิดา อํ่าทอง ทวี ชัยพิมลผลิน และชาคริต โชติอมรศักดิ์. 2562. ศักยภาพการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนจากดินทำการเกษตรของภาคเหนือตอนบนของประเทศไทย. E–Proceeding ในการประชุมวิชาการดินและปุ๋ยแห่งชาติครั้งที่ 6 มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน นครปฐม. น. 392-403.

สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2559. พื้นที่ปลูกข้าว ข้าวโพด และลำไยของประเทศไทย. แหล่งข้อมูล https://www.oae.go.th/view/1/%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B9%83%E0%B8%8A%E0%B9%89%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%88%E0%B8%94%E0%B8%B4%E0%B8%99/TH-TH (25 สิงหาคม 2564).

สำนักงานส่งเสริมและพัฒนาการเกษตร. 2529. ข้อมูลพื้นฐานของภาคเหนือตอนบน. แหล่งข้อมูล http://www.ndoae.doae.go.th/zoning/data/2017/files/pdf4.pdf (25 สิงหาคม 2564).

Angst, G., K.E. Mueller, K.G.J. Nierop and M.J. Simpson. 2021. Plant-or microbialderived? A review on The molecular composition of stabilized soil organic matter. Soil Biology and Biochemistry (156): 108-189.

Aumtong, S., J. Magid, S. Bruun and A. Neergaard. 2009. Relating soil carbon fractions to land use in sloping uplands in northern Thailand. Agriculture, Ecosystems and Environment ( 131): 229-239.

Aumtong, S., A. Neergaard and J. Magid. 2011. Formation and remobilization of soil microbial residue. Effect of clay content and repeated additions of cellulose and sucrose. Biology and Fertility of Soils (47): 863-874.

Bekele, A., L. Kellman and H. Beltrami. 2013. Plot level spatial variability of soil organic carbon, nitrogen, and their stable isotopic compositions in temperate managed forest soils of Atlantic Canada. Soil Science Journal (178): 400-416.

Bertrand, I., B. Chabbert, B. Kurek and S. Recous. 2006. Can the Biochemical Features and Histology of Wheat Residues Explain their Decomposition in Soil?. Plant and Soil. (281): 291-307.

Blagodatsky, S., E. Blagodatskaya, T. Yuyukina and Y. Kuzyakov. 2010. Model of apparent and real priming effects: linking microbial activity with soil organic matter decomposition. Soil Biology and Biochemistry 42(8): 1275-1283.

Chambers, L.E., P. Barnard, E.S. Fzanska, A.J. Hobday, M.R. Keatley, N. Allsopp and L.G. Underhill. 2016. Southern Hemisphere biodiversity and global change: Data gaps and strategies. Austral Ecology 42(1): 20-30.

Chen, H., R. Hou, Y. Gong, H. Li, M. Fan, and Y. Kuzyakov. 2009. Effects of 11 years of conservation tillage on soil organic matter fractions in wheat monoculture in Loess Plateau of China. Soil and Tillage Research (106): 85-94.

Delgado-Baquerizo, M., S.B. Karunaratne, P. Trivedi and B.K. Singh. 2018. Climate, geography, and soil abiotic properties as modulators of soil carbon storage. Soil Carbon Storage. Modulators, Mechanisms and Modeling 137-165.

Gessesse, T.A., A. Khamzina, G. Gebresamuel and W. Amelung. 2020. Terrestrial carbon stocks following 15 years of integrated watershed management intervention in semi-arid Ethiopia. CATENA. (190): 104543.

Ghani, A., M.M. Dexter and K. Perrott. 2003. Hot-Water Extractable Carbon in Soil: A Sensitive Measurement for Determining Impacts of Fertilization, Grazing and Cultivation. Soil Biology and Biochemistry 35(9): 1231-1243.

Gmach, M.R, M.R. Cherubin, K. Kaiser and C.E.P. Cerri. 2020. Processes that influence dissolved organic matter in the soil: a review. Scientia Agricola 77(3).

Kalbitz, K., J. Schmerwitz, D. Schwesig and E. Matzner. 2003. Biodegradation of soil-derived dissolved organic matter as related to its properties. Geoderma (113): 273-291.

Kara, O. and I. Bolat. 2008. The effect of different land uses on soil microbial biomass carbon and nitrogen in Bartin Province. Turkish Journal of Agriculture and Forestry (32): 281-288.

Kogel-Knabner, I. and W. Amelung. 2021. Soil organic matter in major pedogenic soil groups. Geoderma (384): 114785.

Kooch, Y., M.A. Mehr and S.M. Hosseini. 2020. The effect of forest degradation intensity on soil function indicators in northern Iran. Ecology Indicator (114): 106324.

Kuzyakov, Y. and G. Domanski. 2000. Carbon Input by Plants into the Soil. Review. Journal of Plant Nutrition and Soil Science (163): 421-431.

Lehmann, J. and M. Kleber. 2015. The contentious nature of soil organic matter. Nature 528(7580): 60-68.

Liu, Y., H. Zang, T. Ge, J. Bai, S. Lu, P. Zhou, P. Peng, O. Shibistova, Z. Zhu, J. Wu and G. Guggenberger, 2018. Intensive fertilization (N, P, K, Ca, and S) decreases organic matter decomposition in paddy soil. Applied Soil Ecology (127): 51-57.

McLauchlan, K.K. and S.E. Hobbie. 2004. Comparison of Labile Soil Organic Matter Fractionation Techniques. Soil Science Society of America Journal (68): 1616-1625.

Nelson, D.W. and L.E. Sommer. (1982) Total Carbon, Organic Carbon and Organic Matter. Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties, 2nd Edition. ASA-SSSA, Madison, 595-579.

Qin, Z., X. Yang, Z. Song, B. Peng, L.V. Zwieten, C. Yu, S. Wu, M. Mohammad and H. Wang. 2021. Vertical distributions of organic carbon fractions under paddy and forest soils derived from black shales: Implications for potential of long-term carbon storage. Catena (198): 105056.

Rahmati, M., I. Eskandari, M. Kouselou, V. Feiziasl, G.R. Mahdavinia, N. Aliasgharzad and B. McKenzie. 2020. Changes in soil organic carbon fractions and residence time five years after implementing conventional and conservation tillage practices. Soil & Tillage Research (200): 104632.

Rovira, P., J. Romanya` and B. Duguy. 2012. Long-term effects of wildfires on the biochemical quality of soil organic matter: a study on Mediterranean shrublands. Geoderma (179-180): 9-19.

Singh, M., B. Sarkar, S. Sarkar, J. Churchman, N.S. Bolan, S. Mandal, M. Menon, T.J. Purakayastha and D.J. Beerling. 2018. Stabilization of soil organic carbon as influenced by clay mineralogy. Advanced Agronomy (148): 33-84.

Spohn, M., K. Diakov, F. Aburto, S. Doetterl and J. Borovec. 2022. Sorption and desorption of organic matter in soils as affected by phosphate. Geoderma (405): 115377.

Shahbaz, M., A. Nasir and D. Roubaud. 2018. Environmental Degradation in France: The Effects of FDI, Financial Development, and Energy Innovations. Energy Economics 74: 843-857.

Shahbaz, M., H. Shahzad, S. Alam, and N. Apergis. 2018. Globalization, Economic Growth, and Energy Consumption in the BRICS Region: The Importance of Asymmetries. Journal of International Trade & Economic Development 27(8): 985-1009.

Vos, C., A. Don, E.U. Hobley, R. Prietz, A. Heidkamp and A. Freibauer. 2019. Factors controlling the variation in organic carbon stocks in agricultural soils of Germany. European Journal of Soil Science (70): 550-564.

Walkley, A. and I.A. Black. 1934. Estimation of soil organic carbon by the chromic acid titration method. Soil Science 37(1): 29-38.

Weil, R.R., M.A. Islem, J.J. Stien, J.B. Gruver and S.E. Samson-Liebig. 2003. Estimate active carbon for soil quality assessment: a simplified method for laboratory and field use. American Journal of Alternative Agriculture 18(1): 1-17.