เคมีในสวน

องค์ประกอบและคุณสมบัติทางเคมีของดิน

ดินเป็นชั้นผิวด้านนอกของเปลือกโลก ส่วนใหญ่องค์ประกอบของมันขึ้นอยู่กับประเภทของข้อเท็จจริงที่อยู่ระหว่างกระบวนการสร้างดิน ธาตุและสารประกอบเคมีหลายชนิดสามารถพบได้ในดิน องค์ประกอบของดินเกือบครึ่งหนึ่งเป็นแร่ธาตุ แบ่งออกเป็นธาตุหลัก ได้แก่ โพแทสเซียม โซเดียม แคลเซียม อลูมิเนียม ซิลิคอน คาร์บอน เหล็ก ฟอสฟอรัส ไนโตรเจน และไฮโดรเจน และธาตุรอง เช่น โบรอน แมงกานีส โมลิบดีนัม และสังกะสี โดยทั่วไปแล้วองค์ประกอบขนาดเล็กจะมีอยู่ในดินในรูปของแร่ธาตุ ดินยังรวมถึงก๊าซด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีอยู่ในอากาศ ซึ่งรวมถึงคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และ แอมโมเนีย ในบรรดาองค์ประกอบทั้งหมดในองค์ประกอบของดิน ออกซิเจนมีส่วนแบ่งมวลมากที่สุด รองลงมาคือซิลิคอนและอะลูมิเนียม คุณสมบัติทางเคมีอย่างหนึ่งของดินคือค่า pH ในทางปฏิบัติ เราพูดถึงเรื่องนี้โดยอ้างอิงถึง ระดับ pH พืชส่วนใหญ่ชอบค่า pH ที่เป็นกลางระหว่าง 6.5 ถึง 7.5 แต่พืชบางชนิดจะเติบโตได้ดีในช่วงที่กว้างกว่า (5.5 ถึง 8) เมื่อดินมีสภาพเป็นกรดหรือด่างเกินไป ส่วนประกอบทางเคมีบางชนิดจะไม่สามารถใช้ได้กับพืช นั่นคือเหตุผลว่าทำไมค่า pH จึงมีความสำคัญมาก ปฏิกิริยาของดินมีผลกระทบโดยตรงต่อความอุดมสมบูรณ์ของดินและส่งผลต่อผลผลิตด้วย แคลเซียมไอออนมีอิทธิพลอย่างมากต่อค่า pH ของดิน ส่วนใหญ่มาจาก แคลเซียมคาร์บอเนต เมื่อใช้ร่วมกับกรดคาร์บอนิก พวกมันจะสร้าง ระบบบัฟเฟอร์ ที่ป้องกันการเปลี่ยนแปลงค่า pH อย่างรวดเร็ว ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับพืชเนื่องจากรากมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH อย่างรวดเร็ว ความสามารถของดินในการรักษาค่า pH ให้คงที่ (แม้ว่าจะมีปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงค่าของมัน) เรียกว่าคุณสมบัติบัฟเฟอร์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อดินมีส่วนผสมของระบบบัฟเฟอร์ เช่น กรดอ่อนและเกลือ สิ่งเหล่านี้อาจทำให้ขาดการเปลี่ยนแปลง pH แม้ว่าจะใช้ปุ๋ยลดความเป็นกรดหรือทำให้เป็นกรดอย่างเหมาะสมก็ตาม ศักยภาพรีดอกซ์เป็นคุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของดิน พารามิเตอร์นี้เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความชื้น ยิ่งดินมีความชื้นมาก ปริมาณออกซิเจนก็จะน้อยลง ดินที่มี O ₂ จำนวนมากถือว่ามีสภาวะแอโรบิกที่ดี นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเจริญเติบโตของพืช เพราะในดินดังกล่าว กระบวนการออกซิเดชั่นของแร่ธาตุและสารประกอบอินทรีย์สามารถเกิดขึ้นได้อย่างต่อเนื่อง เมื่อศักยภาพรีดอกซ์ที่วัดได้ต่ำเกินไป อาจเป็นสัญญาณว่ามีความชื้นในดินมากเกินไป จากนั้น ประการแรก มีการสังเกตปรากฏการณ์การลดลง เช่น ไนเตรต ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียไนโตรเจนอันมีค่าจากดิน

กระบวนการทางเคมีในสวน

พืชและดินเป็นเสาหลักของสวน เนื่องจากเป็นองค์ประกอบตามธรรมชาติ จึงเป็นที่ตั้งของกระบวนการทางเคมีที่สำคัญที่สุด

• กระบวนการที่รู้จักกันดีที่สุดในกรณีของพืชคือ การสังเคราะห์ด้วยแสง ช่วยให้สามารถผลิตสารประกอบและสารโครงสร้างของพืชที่จำเป็นซึ่งจำเป็นต่อการทำงานที่เหมาะสม การสังเคราะห์ด้วยแสงคือการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นกลูโคสและออกซิเจน ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเมื่อมีพลังงานจากแสงของดวงอาทิตย์ การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดในการดำรงชีวิตบนโลก
• การทำปุ๋ยหมัก เป็นวิธีที่ได้รับความนิยมในการจัดการขยะสีเขียวในสวน การรีไซเคิลแบบอินทรีย์นี้ประกอบด้วยการสลายตัวของอินทรียวัตถุโดยจุลินทรีย์ ขั้นตอนสำคัญของมันคือการทำให้เป็นแร่ของอินทรียวัตถุจากซากพืชและสัตว์ ซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของสารประกอบแร่ธาตุอย่างง่าย การทำให้เป็นแร่เกี่ยวข้องกับสองกระบวนการ: การเน่าเปื่อยและการเน่าเปื่อย ครั้งแรกเกิดขึ้นในสภาวะไร้ออกซิเจน สารประกอบแร่ที่เกิดจากการเน่าเปื่อย ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ แอมโมเนีย และไฮโดรเจนซัลไฟด์ ในทางกลับกัน การเน่าเปื่อยเกิดขึ้นเมื่อมีออกซิเจน เอื้อต่อการก่อตัวของออกไซด์ ฟอสเฟต หรือซัลเฟตไอออน สารประกอบที่ย่อยสลายได้ง่าย เช่น น้ำตาล แป้ง หรือโปรตีน มีความไวต่อการเกิดแร่ธาตุเป็นพิเศษ เป็นแหล่งธาตุคาร์บอนและไนโตรเจนที่มีคุณค่าสำหรับจุลินทรีย์
• กระบวนการทางเคมีหลายอย่างที่พบในสวนเกี่ยวข้องกับ การไหลเวียนของธาตุต่างๆ ตัวอย่างหนึ่งคือ ไนโตรเจน ซึ่งก๊าซประกอบด้วยอากาศประมาณ 78%และในดิน ไนโตรเจนก็เป็นสารอาหารหลักสำหรับพืชส่วนใหญ่ สิ่งมีชีวิตดึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศผ่านแบคทีเรีย พวกเขามีความสามารถในการดูดซับโมเลกุลไนโตรเจนและเปลี่ยนเป็นแอมโมเนีย แบบฟอร์มนี้สามารถนำไปใช้โดยพืชและใช้ในการผลิตโมเลกุลอินทรีย์ เมื่อพืชถูกสัตว์กินเข้าไป ธาตุนี้จะเข้าสู่ร่างกายของมัน ไนโตรเจนที่มีอยู่ในพืชและยังคงอยู่ในสัตว์ซึ่งจะตายไป และผลจากปฏิกิริยาเคมีที่ตามมาก็ถูกเปลี่ยนเป็นแอมโมเนียและโมเลกุลไนโตรเจน ซึ่งกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอีกครั้ง

ปุ๋ยและผลิตภัณฑ์อารักขาพืช

สภาพภูมิอากาศและกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในสวนหมายความว่าเมื่อเวลาผ่านไปสารอาหารจะลดลง กระบวนการนี้เรียกว่าการพร่องของดิน ในสวนธรรมชาติ สารอาหารกลับคืนสู่ดินเมื่อพืชตายและเน่าเปื่อย แต่กระบวนการนี้ถูกรบกวนในดินที่ปลูกพืชแล้วจึงเก็บเกี่ยว ยิ่งดินได้รับอาหารไม่ดีเท่าไร พืชก็ยิ่งอยู่รอดได้ยากเท่านั้น ปุ๋ยถูกนำมาใช้เพื่อเสริมการขาดธาตุในดิน ที่สำคัญวิธีการใส่ปุ๋ยและการเลือกปุ๋ยที่เหมาะสมนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายและขึ้นอยู่กับสภาพความต้องการธาตุอาหารของดินและพืชโดยสิ้นเชิง ปัจจุบันมีการใช้ปุ๋ยทางการเกษตรสองประเภท:

• ธรรมชาติ (อินทรีย์) – ประการแรกคือปุ๋ยจากพืชและสัตว์ ที่ใช้กันมากที่สุดคือปุ๋ยหมัก มันทำจากซากพืชและสิ่งของต่างๆ เช่น หญ้าหรือใบไม้ที่ตัดหญ้า มันเกิดขึ้นจากการสลายตัวของแบคทีเรียแบบแอโรบิก ปุ๋ยหมักอุดมไปด้วยไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ แต่ยังอยู่ในฟอสฟอรัส (V) ออกไซด์และโพแทสเซียมออกไซด์ด้วย ประเมินคุณภาพของปุ๋ยตามเนื้อหาขององค์ประกอบที่กล่าวมาข้างต้น ปุ๋ยธรรมชาติอื่นๆ ได้แก่ ปุ๋ยคอกที่ได้มาจากสิ่งขับถ่ายของสัตว์ในฟาร์ม และชีวฮิวมัสที่ได้มาจากสิ่งขับถ่าย (‘การหล่อ’) ของไส้เดือนแคลิฟอร์เนีย ควรสังเกตว่าปุ๋ยธรรมชาติไม่ได้มีองค์ประกอบทางเคมีที่จำเป็นทั้งหมดเสมอไป
• ปุ๋ยสังเคราะห์ (แร่ธาตุ) – ปุ๋ยเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงและออกฤทธิ์เร็วกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับปุ๋ยธรรมชาติ ปุ๋ยสังเคราะห์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม ส่วนประกอบรอง เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม โซเดียม และซัลเฟอร์ ตลอดจนสารอาหารรอง เช่น โบรอน โคบอลต์ ทองแดง และเหล็ก ปุ๋ยเทียมจัดอยู่ในประเภทง่าย ๆ (โดยระบุปริมาณของส่วนผสมหลัก ได้แก่ ปุ๋ยไนโตรเจน ฟอสฟอรัส หรือโพแทสเซียม) และสารประกอบ (ประกอบด้วยสารอาหารอย่างน้อยสองชนิดที่ได้รับระหว่างปฏิกิริยาเคมี) ปุ๋ยเทียมที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่: ซุปเปอร์ฟอสเฟตสามเท่า, คาลลิมาเนเซีย, แอมโมเนียมซัลเฟต, แมกนีเซียมซัลเฟตและโพลีฟอสเฟต

ชมกลุ่ม ผลิตภัณฑ์เคมีเกษตร จากกลุ่ม PCC ไม่ต้องสงสัยเลยว่า ผลิตภัณฑ์อารักขาพืชที่ใช้สารเคมี เป็นตัวอย่างที่ดีของการมีอยู่ของสารเคมีในสวน เป้าหมายหลักคือการป้องกันศัตรูพืช เช่น แมลง หอยทากและทาก วัชพืชและเชื้อรา เป็นสารออกฤทธิ์หรือการเตรียมการที่มีส่วนผสมออกฤทธิ์หนึ่งหรือหลายชนิด ผลิตภัณฑ์ป้องกันพืชเคมีส่วนใหญ่จัดประเภทเป็นสารฆ่าเชื้อรา สารกำจัดวัชพืช ยาฆ่าแมลง สารเสริม และสารควบคุมการเจริญเติบโต ประกอบด้วยสารเคมีหลายชนิด ได้แก่ ฟอสฟอรัสออกซีคลอไรด์ ฟอสฟอรัสไตรคลอไรด์ กรดโมโนคลอ โรอะซิติก และ พาราดิคลอโรเบนซีน ข้อควรระวังเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับสารเหล่านี้