เกษตรกรส่วนใหญ่ทำการเกษตรโดยคำนึงถึงเรื่องการจัดการธาตุอาหารพืชในดินเป็นสำคัญ โดยนักวิชาการมีความพยายามที่จะแนะนำให้เกษตรกรใส่ปุ๋ยให้ตรงกับค่าวิเคราะห์ดิน เนื่องจากปุ๋ยมีราคาแพง อย่างไรก็ตามผลผลิตพืชที่ได้ยังคงต่ำกว่าที่ควรจะเป็น ทั้งนี้อาจเป็นผลมาจากสมบัติทางกายภาพของดินที่เสื่อมลงจนกลายเป็นข้อจำกัดที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งสาเหตุส่วนใหญ่เกิดจากการปลูกพืชอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีการพักดิน การไถพรวนดินมากครั้งเกินไปทำให้อินทรียวัตถุในดินสลายตัวอย่างรวดเร็ว โครงสร้างของดินเสียไป เมื่อดินแห้งจะแน่นทึบและแข็งเป็นอุปสรรคต่อการเจริญเติบโตของพืช เช่นเดียวกับการเกิดชั้นดานไถพรวนซึ่งมีผลทำให้พืชตอบสนองต่อการใส่ปุ๋ยไม่ดีดั่งที่คาดหวังไว้

ความหมาย และการแจกกระจายของชั้นดานไถพรวนในประเทศไทย

           ชั้นดานไถพรวนเป็นชั้นดินล่างแน่นทึบ ซึ่งเป็นผลมาจากการใช้เครื่องมือกลขนาดใหญ่ในการเตรียมดินเป็นประจำ และการไถพรวนในขณะที่ความชื้นดินไม่เหมาะสม จึงทำให้เกิดการอัดตัวแน่นของชั้นดินที่อยู่ข้างใต้ชั้นไถพรวน ซึ่งชั้นดานนี้มีผลต่อการผลิตพืชอย่างมาก ดินที่มีแนวโน้มที่จะเกิดชั้นดานไถพรวนได้ง่ายส่วนใหญ่อยู่ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (ภาพที่ 1)

ลักษณะและปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดชั้นดานไถพรวนในดิน

         ชั้นดานไถพรวนจะเกิดได้ง่ายในดินมีปริมาณอนุภาคขนาดทรายละเอียดหรือทรายแป้งในปริมาณมาก ซึ่งได้แก่ กลุ่มดินที่มีเนื้อปานกลางถึงเนื้อค่อนข้างหยาบ (ดินร่วนปนทราย ดินร่วน ดินร่วนเหนียวปนทราย ดินร่วนปนทรายแป้ง ดินทรายปนดินร่วน)  ดินเหล่านี้ต้านทานแรงกดทับได้น้อย โครงสร้างของดินถูกทำลาย ส่งผลให้ถูกอัดตัวได้ง่าย   ซึ่งพบได้ทั่วไปในภาคตะวันออกเฉียงเหนือและภาคตะวันออก และส่วนใหญ่เป็นพื้นที่หลักที่ใช้สำหรับปลูกมันสำปะหลังในประเทศไทย

         การเกษตรที่ดอน การไถพรวนเพื่อปรับสภาพพื้นที่ให้สม่ำเสมอและกำจัดวัชพืชเป็นขั้นตอนที่สำคัญเพื่อให้ได้ผลผลิตสูง โดยเฉพาะการปลูกมันสำปะหลัง เกษตรกรส่วนใหญ่นิยมใช้รถแทรกเตอร์ติดด้วยชุดไถจานที่เป็นผาล 3 เปิดหน้าดินและกำจัดวัชพืช การพรวนดินโดยใช้ไถจานที่เป็นผาล 7 รวมถึงการไถยกร่อง การใช้รถไถขนาดเล็กเข้ากำจัดวัชพืชในแปลง การทำแนวสำหรับการใส่ปุ๋ยและกลบปุ๋ย และการเก็บเกี่ยวผลผลิต นอกจากนี้เกษตรกรส่วนใหญ่ไม่มีรถแทรกเตอร์เป็นของตนเอง จำเป็นต้องใช้วิธีการจ้างเหมาเป็นส่วนใหญ่ ผู้รับการจ้างวานก็จะทำการไถพรวนในระดับความลึกไม่มากนักในทุก ๆ ปี ทั้งนี้เพื่อเป็นการประหยัดค่าน้ำมันและเวลา ดังนั้น พื้นที่ส่วนใหญ่จึงไม่มีการไถลึกแต่อย่างใด จากการปฏิบัติข้างต้น ล้อของรถไถจะกดทับดินทำให้ดินบริเวณนั้น เกิดการถ่ายแรงลงไปยังชั้นดินที่ระดับความลึกต่าง ๆ ทำให้เกิดการอัดตัวกันแน่นของดินตั้งแต่ผิวดินจนถึงชั้นดินล่าง ซึ่งแปรผันตรงกับน้ำหนักของเครื่องจักรและสภาพความชื้นของดินขณะนั้น แต่ชั้นผิวดินมักจะถูกรบกวนจากการปฏิบัติในไร่นาต่าง ๆ ทำให้ร่วนซุย แต่ดินที่อยู่ด้านล่างที่ลึกเกินกว่าที่ผาลไถจะปฏิบัติงานถึง ยังคงเป็นบริเวณที่ถูกอัดแน่น และจะถูกอัดแน่นเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จึงทำให้เกิดชั้นดานไถพรวนขึ้น (ภาพที่ 2) ถึงแม้ว่าอาจจะมีบางพื้นที่ที่มีการใช้ผาลไถเพื่อระเบิดดินดานแต่ก็เป็นส่วนน้อยเท่านั้น

ภาพที่ 1 พื้นที่ที่มีศักยภาพในการเกิดชั้นดานไถพรวน (ที่มา: ดัดแปลงจากกรมพัฒนาที่ดิน, 2550)

ภาพที่ 2  นํ้าหนักจากเครื่องจักรกลที่ทับบนผิวดินอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการจัดเรียงตัวใหม่
ของอนุภาคดินให้ใกล้ชิดและแน่นมากขึ้นจึงทำให้เกิดชั้นดานไถพรวนขึ้นในดิน

ภาพที่ 3 การใช้เครื่องวัดความแน่นของดินเพื่อตรวจสอบชั้นดานไถพรวนในพื้นที่ปลูกมันสำปะหลังในจังหวัดนครราชสีมาและขอนแก่น (ก) และลักษณะดินที่พบชั้นดานไถพรวน โดยชั้น Btd มีความหนาแน่นรวมสูงต่ำกว่าชั้นดินตอนบนและด้านล่าง (ข)

ลักษณะบ่งชี้ของการมีชั้นดานไถพรวน

              การใช้เครื่องวัดความแน่นของดินในสนาม (ภาพที่ 3)โดยบริเวณที่พบชั้นดินดานไถพรวนจะมีค่าแรงต้านทางการแทงทะลุมากกว่า 4 เมกะพาสคัล และตั้งแต่ 2 เมกะพาสคัล แสดงว่าชั้นดินนั้นเริ่มอัดตัวแน่น และจะมีผลทำให้การเจริญเติบโตของรากพืชลดลงครึ่งหนึ่ง นอกจากนี้ พื้นที่เหล่านี้จะพบการท่วมขังของน้ำที่ผิวดินภายหลังจากที่ฝนตกใหม่ ๆ (ภาพที่ 4) เนื่องจากน้ำไม่สามารถซึมผ่านชั้นดานดังกล่าวลงสู่ส่วนลึกภายในหน้าตัดดินได้
นอกจากนี้ยังสามารถพิจารณาจากค่าความหนาแน่นรวมของดิน โดยหากมีค่าสูงกว่า 1.65 และ 1.9 เมกะกรัมต่อลูกบาศก์เมตรสำหรับดินเนื้อหยาบและดินเนื้อละเอียดตามลำดับ แสดงว่า บริเวณนั้นเป็นชั้นดินอัดแน่นซึ่งมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นชั้นดานไถพรวน และชั้นดังกล่าวมักมีค่าความหนาแน่นรวมสูงกว่าชั้นดินตอนบนและชั้นดินที่อยู่ข้างใต้ชั้นนี้

ชั้นดานไถพรวน...ปัญหาต่อการปลูกมันสำประหลัง

          ผลผลิตมันสำปะหลังเฉลี่ยในปัจจุบันยังคงต่ำกว่าศักยภาพของพันธุ์มันสำปะหลังที่สามารถให้ผลผลิตสูงถึง 5-10 ตันต่อไร่ โดยการเสื่อมโทรมทางกายภาพของดินเป็นปัญหาอันดับหนึ่งที่ทำให้ผลผลิตต่ำ จากการศึกษาที่ผ่านมา พบว่า ดินที่ใช้ในปลูกมันสำปะหลังในภาคตะวันออกเฉียงเหนือซึ่งได้แก่ ชุดดินวาริน สตึก โคราช ยโสธร และน้ำพอง จำนวน 28 บริเวณ พบชั้นดานไถพรวนในทุกบริเวณที่ระดับความลึกระหว่าง 15-40 เซนติเมตร โดยในชั้นดังกล่าวจะมีค่าความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้น และความพรุนรวมมีค่าลดลงอย่างชัดเจน เมื่อเปรียบเทียบกับชั้นดินตอนบนและชั้นดินด้านล่าง และค่าสภาพนำน้ำขณะดินอิ่มตัวก็มีค่าลดลงอย่างชัดเจน (<น้อยกว่า 2 เซนติเมตรต่อชั่วโมง) แสดงให้เห็นว่าน้ำไหลซึมลงในทางดิ่งได้ช้า ส่งเสริมให้เกิดการกร่อนดินได้ง่าย และชั้นดังกล่าวจะจำกัดการแทงหัว การดูดกินธาตุอาหารและน้ำของมันสำปะหลัง ทำให้หัวมันที่ได้มีขนาดเล็กและคอด (ภาพที่ 4) เนื่องจากรากจะอยู่เหนือชั้นดาน และกั้นไม่ให้น้ำด้านล่างซึมขึ้นมาทำให้ขาดน้ำได้ นอกจากนี้อาจทำให้เกิดชั้นน้ำใต้ดินชั่วคราวขึ้นในฤดูฝนส่งผลให้หัวมันสำปะหลังเน่า ปัญหาเหล่านี้มีผลทำให้ผลผลิตหัวมันสำปะหลังสดที่ได้ต่ำ

แนวทางการแก้ไขชั้นดานไถพรวน

         การใช้ไถระเบิดดินดานเพื่อให้ชั้นดานแตกตัวมีแนวโน้มที่จะเพิ่มผลผลิตมันสำปะหลัง แต่เป็นการแก้ไขได้เพียงช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น เนื่องจากชั้นดินเหล่านี้สามารถกลับมาอัดตัวแน่นเหมือนเดิมได้อีกหลังจากการไถระเบิดดานเพียง 2-3 ปี หญ้าแฝกซึ่งเป็นพืชที่มีระบบรากลึกสามารถนำมาใช้แก้ไขได้เช่นกัน เนื่องจากรากหญ้าแฝกชอนไชเข้าไปในชั้นดานทำให้ชั้นดานเกิดช่องว่างและแตกได้ แต่อย่างไรก็ตามยังไม่รายงานถึงผลการใช้แฝกร่วมกับพืชเศรษฐกิจอื่น ๆ ในการทำลายชั้นดาน ดังนั้น วิธีการที่เหมาะสมน่าจะเเป็นการใช้วัสดุปรับปรุงดินร่วมกับการไถลึก โดยวัสดุที่ใช้ควรมีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบ เช่น ยิปซัม หินฝุ่น เนื่องจากแคลเซียมจะไปช่วยจับเม็ดดิน ทำให้เกิดช่องว่างในดิน ส่งเสริมให้ดินเกาะตัวกันเป็นโครงสร้าง ความหนาแน่นรวมลดลง ความพรุนรวม และความคงทนของเม็ดดินเพิ่มขึ้น ดินจะมีการซาบซึมดีขึ้นทำให้น้ำสามารถเคลื่อนที่ลงไปในยังดินล่างได้ง่ายขึ้น และจากการที่ช่องว่างมีความเสถียรมากขึ้น ก็จะส่งผลให้รากพืชแทงลงไปในดินได้ลึกขึ้นด้วย

        ดังนั้นการแก้ไขหรือทำลายชั้นดานจึงเป็นวิธีการจัดการสำคัญที่จะช่วยส่งเสริมให้ดินโปร่ง ร่วนซุย น้ำใช้ประโยชน์ได้ในดินเพิ่มขึ้น รากพืชสามารถชอนไชลงไปหาอาหารและน้ำในดินได้ลึกขึ้น และช่วยส่งเสริมให้พืชสามารถดูดใช้ปุ๋ยที่ใส่ลงไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งก็จะส่งผลให้พืชสามารถเจริญเติบโตได้ดี ได้ผลผลิตเพิ่มสูงขึ้น นอกจากนี้ การจัดการดังกล่าวยังเป็นการช่วยส่งเสริมให้ดินรักษาระดับหรือทำให้ผลิตภาพดินดีขึ้น เพื่อประโยชน์ในการจัดการการปลูกพืชอย่างยั่งยืนต่อไป รวมถึงช่วยลดปัญหาการสูญเสียดินออกจากพื้นที่ที่จะก่อให้เกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมด้วย

ภาพที่ 4 การขังน้ำที่ผิวดินภายหลังจากฝนตกใหม่ ๆ ในดินที่พบชั้นดานไถพรวนในบริเวณ อ. ดานขุนทด จ. นครราชสีมา
ซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตของมัน (ก) หัวมันที่ได้มีขนาดเล็กและคอด (ข)