การอัดแน่นของดินทรายแป้งในไร่อ้อย

 การอัดแน่นของดินทำให้สภาพดินเปลี่ยนแปลงไปไม่เหมาะต่อการเจริญเติบโตของพืช ดินจะมีลักษณะการอัดตัวเป็นชั้นแข็งเมื่อมีความชื้นลดลง ซึ่งจะทำให้การระบายน้ำและการถ่ายเทอากาศของดินลดลง ส่งผลให้ผลผลิตทางการเกษตรลดลงด้วย

  การอัดตัวแน่นของดิน (soil compaction) เป็นกระบวนการที่เกิดการลดลงของความพรุน และการไหลซึมผ่านของน้ำในดิน มีผลทำให้ความแข็งแรงของดินเพิ่มขึ้น มีความเปลี่ยนแปลงหลายอย่างเกิดขึ้นในโครงสร้างดิน อนุภาคของแข็งถูกบีบให้ชิดกันหรือการลดลงของช่องว่างระหว่างอนุภาค  หรือมีอิทธิพลจากการเกิดการจัดเรียงตัวกันใหม่ของของแข็งในโครงสร้างดิน  การอัดตัวอาจเป็นผลที่เกิดตามธรรมชาติ เช่นการตกกระทบของเม็ดฝน การมีน้ำขังในช่องว่างในดิน หรือจากผลของการอัดตัวที่มีน้ำหนักมากระทำ เช่นการถูกเหยียบย่ำ การใช้เครื่องจักรกลการเกษตรในแปลงเกษตรกรรม

  ในทางวิศวกรรมเกษตร โดยทั่วไปดินที่บดอัดนั้นปริมาตรจะลดลงและมีการเปลี่ยนรูปร่างของดิน โดยมีสาเหตุสำคัญมาจากการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ในแปลง ซึ่งอาจไม่เหมาะสมกับชนิดของดิน โครงสร้างและสภาพปริมาณน้ำในดิน ในระยะแรกปริมาตรของดินจะลดลงเนื่องจากการสูญเสียอากาศในดิน หรือการกดของน้ำหนักบนดิน น้ำในดินจะไม่เข้าไปแทนที่ในช่องว่างขนาดใหญ่ แต่อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงศักย์ของน้ำ อนุภาคของแข็งจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร แต่จะจัดเรียงตัวใหม่ กลศาสตร์ของดินทางด้านเกษตรกรรม มีความสัมพันธ์กับกิจกรรมที่ทำบนดิน เช่นการไถดิน การสัญจรการใช้เครื่องจักรภายในแปลงเกษตรกรรม

                                      วิธีเก็บตัวอย่างดินในแปลงไร่อ้อย

    การเกิดการอัดตัวแน่นของดินนับว่าเป็นปัญหาสำคัญที่ต้องตระหนักถึงอย่างมากในการทำการเกษตร ด้วยเหตุนี้  รศ.ดร.ประเทือง อุษาบริสุทธิ์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์   จึงทำการวิจัยเพื่อศึกษาสมบัติดินทรายแป้งในแปลงเพาะปลูกอ้อยของเกษตรกรในบริเวณภาคตะวันตกของประเทศไทย ศึกษาส่วนประกอบและผลของชนิดดินทรายแป้งในเนื้อดิน ความชื้นและปริมาณอินทรียวัตถุที่มีต่อสมบัติการบดอัดของดินทรายแป้ง ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการอัดแน่นของดินทรายแป้ง ด้วยการวัดค่าความชื้น ค่าความหนาแน่น ค่าความต้านทานการแทงทะลุของดินทรายแป้ง ศึกษาถึงกลไกการเกิดการอัดแน่น และแนวทางแก้ไขปัญหาหรือการบรรเทาการอัดแน่นของดินประเภททรายแป้งในไร่อ้อย  โดยใช้แนวทางจัดการด้านการปรับโครงสร้างดิน คือ ขนาดของก้อนดินหลังปรับโครงสร้าง ความชื้น ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นและความต้านทานการแทงทะลุของดิน และแนวทางการเติมอินทรียวัตถุเพื่อช่วยปรับโครงสร้างดิน คือ ปริมาณของอินทรียวัตถุ โครงสร้างดิน ความชื้น ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นและความต้านทานการแทงทะลุของดิน   โดยดินที่นำมาศึกษาครั้งนี้ มีองค์ประกอบของทรายแป้งแตกต่างกัน 3 ชนิด คือ ดินร่วน ดินร่วนเหนียวปนทรายแป้ง และดินร่วนปนทรายแป้ง

 (ก) สภาพดินที่เก็บตัวอย่างมาทดสอบ (ข) การร่อนดินผ่านตะแกรงขนาด 2 มิลลิเมตร (3)ดินที่ผ่านการร่อนแล้ว

              อุปกรณ์และการทดค่าความต้านทานการแทงทะลุ                     การทดสอบบดอัดดิน

            กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นแห้งของดินกับความชื้นของดินทั้งสามชนิด

  จากการศึกษาพบว่า การบดอัดดินโดยการประยุกต์ใช้วิธี Modified Proctor Test ได้ค่าความหนาแน่นสูงกว่าจากการทดสอบด้วย oedometer ที่ 200 กิโลปาสคาล ผลการวิเคราะห์ทางสถิติพบว่าชนิดของดินและปริมาณความชื้นของดินมีผลกระทบทั้งต่อความหนาแน่นและความต้านทานการแทงทะลุของดินอย่างมีนัยสำคัญ ส่วนปริมาณอินทรียวัตถุในดิน มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญกับความหนาแน่นดินเท่านั้น โดยพบว่า มีค่าความหนาแน่นของดินจะเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น และความหนาแน่นของดินจะสูงขึ้นเรียงตามลำดับชนิดดินคือ ดินร่วน ดินร่วนปนทรายแป้ง และดินร่วนเหนียวปนทรายแป้ง

   สำหรับการทดสอบค่าความต้านทานการแทงทะลุของดินนั้น พบว่ามีค่าเพิ่มขึ้นตามปริมาณของอนุภาคทรายแป้ง และดินที่มีองค์ประกอบของดินทรายแป้งมากกว่าจะมีค่าลดลงมากกว่าดินที่มีองค์ประกอบของดินทรายแป้งน้อยกว่าเมื่อมีค่าความชื้นลดลง ความแตกต่างของความหนาแน่นและความต้านทานการแทงทะลุของดินทั้ง 3 ชนิด มีค่าลดลง เมื่อดินมีความชื้นเพิ่มขึ้น

  การทดสอบเพิ่มอินทรียวัตถุลงไปในดิน(ที่ 5% โดยน้ำหนักดิน) พบว่าส่งผลให้ความหนาแน่นของดินที่มีค่าความชื้นเดียวกัน ของดินร่วน ดินร่วนเหนียวปนทรายแป้ง และดินร่วนปนทรายแป้ง มีค่าลดลง และทำให้ค่าความต้านทานการแทงทะลุมีค่าลดลงที่ความชื้นต่ำและมีค่าสูงขึ้นที่ความชื้นสูง

  ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของรากพืช เมื่อทำงานด้วยเครื่องจักรกลทางการเกษตรที่มีความดันลมยาง 200 กิโลปาสคาล จากการทดสอบดินทั้งสามชนิด ได้ข้อสรุปว่า เครื่องจักรกลควรเข้าไปปฏิบัติงานในแปลงไร่อ้อยในช่วงที่ความชื้นในดินไม่เกิน18.74 % สำหรับดินร่วนปนทราย และในช่วงความชื้นของดินไม่เกิน 17.88 % สำหรับดินร่วนเหนียวปนทรายแป้งและช่วงความชื้นของดินไม่เกิน 20.27 %สำหรับดินร่วน และเมื่อเพิ่มอินทรียวัตถุลงไปในดิน ทำให้ความชื้นที่เครื่องจักรสามารถเข้าไปทำงานได้เพิ่มขึ้นเป็น 23.65 %  สำหรับดินร่วนปนทรายแป้ง และในช่วงความชื้นของดินไม่เกิน 19.43 %สำหรับดินร่วนเหนียวปนทรายแป้ง และช่วงความชื้นของดินไม่เกิน 21.97 % สำหรับดินร่วน และเมื่อลดภาระกระทำของดินลงจาก 200 กิโลปาสคาล เป็น 170กิโลปาสคาล และ150กิโลปาสคาล ทำให้การทำงานของเครื่องจักรสามารถทำงานได้ที่ความชื้นในดินร่วนปนทรายเพิ่มขึ้นแต่ไม่เกิน 19.60% และ20.65 %ตามลำดับ

	ที่มาข้อมูล : โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก. หัวหน้าโครงการ : รศ.ดร.ประเทือง อุษาบริสุทธิ์ ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เรียบเรียง : ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th
รศ.ดร.ประเทือง อุษาบริสุทธิ์