ผลงานเรองท 2

ผลงานฉบบเตม

เรอง

ผลกระทบของการเปลยนแปลงการใชทดนทมตออนทรยคารบอนในดน ในประเทศไทย

Effects of Land-use Changes on Soil Organic Carbon in Thailand

ของ

นายสถาพร ใจอารย

ตาแหนงนกวชาการเกษตรชานาญการพเศษ ตาแหนงเลขท 302 สานกงานพฒนาทดนเขต 1 กรมพฒนาทดน

ขอประเมนเพอแตงตงใหดารงตาแหนงนกวชาการเกษตรเชยวชาญ ตาแหนงเลขท 302

ผเชยวชาญดานวางระบบการพฒนาทดน

สานกงานพฒนาทดนเขต 1 กรมพฒนาทดน กระทรวงเกษตรและสหกรณ

สารบญ

เรอง หนา บทคดยอ ง Abstract จ คานา 1 วตถประสงค 1 การตรวจเอกสาร 2 วธดาเนนการ 7 ผลและวจารณผลการทดลอง 12 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ 23 คาขอบคณ 24 เอกสารอางอง 25 ภาคผนวก 28

 

 

 

ข

สารบญตาราง

ตารางท หนา 1 คานาหนกของอะตอม (Atomic Weight) และ สดสวนทพบ 6

ในโลกของ ไฮโดรเจน (H) คารบอน(C) ไนโตรเจน (N) และ ออกซเจน (O)

2 การจาแนกดน และความหนาแนนรวมของดนในแปลงศกษา 13 3 ปรมาณอนทรยคารบอน และสมบตของดนบางประการในแตละ 14

10 เซนตเมตร ทความลก 1 เมตร (± คาเบยงเบนมาตรฐาน) 4 คาเดลตาคารบอน-13 (δ13C) ของดนตามระดบความลกแตละ 16

10 เซนตเมตร ของดนลก 1 เมตร ในแตละแปลง (± คาเบยงเบน มาตรฐาน, สมเกบ 5 ซาในแตละแปลง)

5 ประวตการใชทดนและการจดการดนในแปลงทดลองขาวโพดคด 21 พนธของศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน จงหวดฉะเชงเทรา

ตารางผนวกท

1 คาอธบายชนหนาตดดน (Soil profile description) 29 ของดนแปลงศกษาทง 4 แปลง ในอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา

2 คาปรมาณอนทรยคารบอนรวม (Cs) อนทรยคารบอนจากปา 33 (Cdf) และอนทรยคารบอนจากขาวโพด (Cdc) โดยคานวณจาก  เดลตาคารบอน-13 (δ 13Cs) ในดนของชวงเวลาทศกษา 12 ป หลงบกเบกปาอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา 3 ปรมาณอนทรยคารบอน ทระดบ 0-10, 40-50, 70-80 และ รวม 34 0-100 เซนตเมตร ในชวงเวลาทศกษา 12 ป หลงบกเบกปา อาเภอ ทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา (คาเบยงเบนมาตรฐาน)

 

 

 

ค

สารบญภาพ

ภาพท หนา 1 กราฟการเปลยนแปลงของ (1) ปรมาณคารบอน (2) คา เดลตาคารบอน-13 4 ของอนทรยวตถในดนทระดบความลก 20 เซนตเมตร โดยใชโมเดลแสดง การเปลยนแปลงของปา (เสนประหนา) ทงหญาเลยงสตว (เสนดาหนา) ปา ฟนฟคาโปเอยรา (Capoeira) ระบบเปด (เสนประเลก) และ ปาฟนฟคา โปเอยรา ระบบปด (เสนดาเลก) 2 ปรมาณของอนทรยคารบอนในดนและสดสวนของคารบอนทสลายตวยาก 5 และงายของพชปาและพชเกษตรหลงการเปลยนแปลงจากปาไปเปนทง หญาเลยงสตวและออยโดยสมาการการถดถอย(Fitted regression models) 3 แปลงศกษาการปลกขาวโพดหลงจากปาถกบกเบกในพนทอาเภอ 7 ทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา 4 ภาพถายดาวเทยมของ พ.ศ.2532 (1989), พ.ศ.2539 (1996) และ พ.ศ. 9 2545 (2002) เพอตรวจสอบการเปลยนแปลงการใชทดน ในแปลงปาไม (NFT), ขาวโพด 3 ป (AG3), 7 ป (AG7) และ 10 ป (AG10) 5 รปหนาตดดนของแปลงปาดงเดม ในอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา 15 6 คาปรมาณอนทรยคารบอนทเปลยนแปลงไปตามชวงเวลาหลงจากปาถกบก 17

เบก ในระดบความลกทชนดน 0-10, 40-50 และ 70-80 เซนตเมตร 7 การเปลยนแปลงปรมาณอนทรยคารบอนรวมในดน (Cs), ทสลายจากปา 18

(Cdf) และจากขาวโพด (Cdc) ในชวงเวลา 12 ป หลงจากถกบกเบก ในดนทระดบ 0-10 เซนตเมตรของแปลงศกษา 18

8 กราฟการคาดการณโดยใชสมการการสลายแบบเอกซโพเนนเชยล โดยการ 20 สมการการถดถอย ของปรมาณอนทรยคารบอนรวม (Cs) อนทรยคารบอน จากปา (Cdf) และ อนทรยคารบอนจาก ขาวโพด (Cdc) ใน ชวงเวลา 50 ปขางหนา 9 ปรมาณสดสวนของอนทรยคารบอนทยอยสลายงาย (Labile carbon); 20 (เสนดาประ) และยอยสลายยาก (Stable carbon); (แถบสดา) เปรยบ เทยบกบปรมาณอนทรยคารบอนในดนรวม (เสนลายดา) หลงจากการ เปลยนจากปามาเปนขาวโพดในชวงเวลา 50ป ของแปลงศกษาอาเภอทา ตะเกยบ 10 กราฟการสลายแบบเอกซโพเนนเชยลเชงเสนผสมผสาน เปรยบเทยบการ 22 เปลยนแปลงของอนทรยคารบอนภายใตการจดการทเขมขน (●) และการ จดการแบบทวไป (○) ในดน หลงจากปาถกบกรก (0 ป, พ.ศ.2510) ของ แปลงศกษาศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน อาเภอพนมสารคาม จงหวด ฉะเชงเทรา

 

 

 

ง

ผลกระทบของการเปลยนแปลงการใชทดนทมตออนทรยคารบอนในดนของประเทศไทย

สถาพร ใจอารย

สานกงานพฒนาทดนเขต 1 กรมพฒนาทดน

บทคดยอ

การศกษาผลกระทบของการเปลยนแปลงการใชทดนทมตออนทรยคารบอนในดน ทาการทดลองในพนท อาเภอทาตะเกยบและอาเภอพนมสารคาม จงหวดฉะเชงเทรา มจดประสงคเพอประเมนการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนในดนจากพนทปาไมมาเปนขาวโพด โดยใชวธการศกษาแบบตอเนองของเวลาและไอโซโทปเทคนค เรมทาการศกษาโดยเกบขอมลดนและพชใน พ.ศ.2548 จากแปลงศกษาทงหมด 4 แปลง คอ 1) แปลงปาไมธรรมชาต 2) แปลงปลกขาวโพดหลงจากถกบกรกระยะเวลา 3 ป 3) 7 ป และ 4)10 ป โดยทาการเกบขอมลตอเนองอก 3 ป ตงแต พ.ศ.2548 ถง พ.ศ. 2550 รวมเปนระยะเวลาตอเนอง 12 ป ตามลาดบ ผลการศกษาในพนท อาเภอทาตะเกยบ พบวาปรมาณอนทรยคารบอนในดนลดลงในอตรา 43.6 ตนคารบอนตอไรตอป โดยคดเปน 47 เปอรเซนตของปรมาณอนทรยคารบอนทลดลงเทยบจากดนปา การศกษาโดยใชโอโซโทปเทคนคพบวา ปรมาณอนทรยคารบอนทลดลงนสวนใหญเปนอนทรยคารบอนของพชปาไม ในขณะทอนทรยคารบอนในดนทมาจากการปลกขาวโพด มการเพมขนเพยง 10 เปอรเซนต (12.3 ตนคารบอนตอไร จากคารบอนทงหมด 151.4 ตนคารบอนตอไร) และเมอศกษาในดนภายใตการจดการดนดวยปยอนทรยอยางเขมขนในแปลงศนยศกษา พบวาเพมขนกวาเดมทเปนปาถง 2 เทา (จากดนปาดงเดม 64.6 ตนคารบอนตอไร เปน 103.2 ตนคารบอนตอไร) และ พบวา ปรมาณอนทรยคารบอนในดน จากพนทปาดงเดม 64.6 ตนคารบอนตอไรตอป เมอเวลาผานไป 40 ป พบวาพนททไมไดถกปรบปรงบารงดนนนลดลงเหลอ 15.4 ตนคารบอนตอไร ในขณะทมการจดการทเขมขน พบวามการเพมขน เปน 103.2 ตนคารบอนตอไร จากการศกษาครงนสามารถสรปไดวา การเปลยนแปลงการใชทดนจากปาไมมาเปนขาวโพดมผลตอการลดลงของอนทรยคารบอนอยางมาก ในขณะทระบบการปลกขาวโพดแบบทวไป หลงบกเบกปา มการเพมขนของอนทรยคารบอนในดนนอยมาก อยางไรกตาม เมอมการจดการดนอยางเขมขน พบวาอนทรยคารบอนในดนเพมขนกวาเดมทเปนปาถง 2 เทา

คาหลก : การเปลยนแปลงการใชทดน อนทรยคารบอน ขาวโพด ไอโซโทปเทคนค อตราการเปลยนแปลง ทะเบยนวจยเลขท : 49-53-13-15-010001-013-102-01-13

 

 

 

จ

Effects of Land-use Changes on Soil Organic Carbon in Thailand

Sathaporn Jaiarree

Office of Land Development Regional 1 Land Development Department

Abstract The study on the effects of land-use changes on soil organic carbon aims to investigate

changes in soil carbon stocks when tropical forest is converted to conventional corn plantation. The study was conducted during 2005-2007 at Tha Ta Kieb and Phanom Sara Kham district in Chachoengsao province, eastern Thailand. The impact of land-use and management on dynamics of soil carbon was studied using the stable carbon isotope technique and chronosequence study. Soil carbon and its components were examined by studying soil under corn cultivation and after deforestation at periods of 0, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 and 12 years. The results revealed that only small carbon inputs from conventional corn plantation were found over this time span, and thus soil carbon is still dominated by the forest-derived fraction The study found that soil carbon was reduced at the rate of 43.56 ton carbon per rai per year. Reduction was most pronounced in the top 10 cm soil layer, which after 12 years of cultivation, reduced by 47%. After 12 years of continuous corn cultivation, the corn-derived carbon fraction made up about 10% of total soil organic carbon (1.96 of the total 24.22 ton carbon per rai). However, when the soil was improved by intensive soil management program found that the amount of soil organic carbon was raised up more than the original forest soil 2 times (64.63 to 103.19 ton carbon per rai) From these results, it can be concluded that deforestation followed by conventional corn cultivation causes a rapid reduction of soil organic carbon, and represents a significant contributor to carbon emissions into the atmosphere. However, it found that soil organic carbon was raised up more than the original forest soil by intensive soil management program Keywords : Land-use change, soil organic carbon, corn, stable isotope, turnover rate Research number: 49-53-13-15-010001-013-102-01-13

 

 

 

1

คานา

ในรอบหลายทศวรรษ ภมภาคเอเชยตะวนออกเฉยงใตมการเปลยนแปลงสภาพการใชทดนอยางมากโดยเฉพาะการบกรกทาลายปา เพอเปลยนมาทาการเกษตร (Phat et al., 2004) พนทปาไมของภมภาคเอเชยตะวนออกเฉยงใตไดลดลงจาก 1,634 ลานไร ใน พ.ศ. 2533 เปน 1,597 ลานไร ในป พ.ศ. 2548 (FAO, 2005) ซงพนทการเกษตรเพมขนถง 350 เปอรเซนต ในชวงศตวรรษ (พ.ศ. 2423 ถง 2523) (Flint, 1994) ประเทศไทย หลงจากปาถกบกรกการไถดนและการเผาปาไมเปนกระบวนการหนง ในการเตรยมแปลงเพาะปลกการเกษตร ซงมผลตอการเพมการปลดปลอยกาซคารบอนไดออกไซคสบรรยากาศ สงตางๆ เหลานยอมจะมผลตอการหมนเวยนของอนทรยคารบอนในดนดวย (Brunn et al., 2009 ; Ziegler et al., 2009) อนทรยคารบอนในดน (Soil organic carbon) พบวามปรมาณเกบกกอยในสดสวนสงทสดในระบบการหมนเวยนของคารบอนในของโลก (Batjes, 1996) มการศกษาอยางหลากหลายเกยวกบการเปลยนแปลงการใชทดนจากปามาเปนพนทเกษตร ทมผลตออนทรยคารบอนในดน (Mendham et al, 2003 ; Cerri et al., 2007 ; Yimer et al., 2007 ; Reijneveld et al., 2009 ; Schulp and Verburg, 2009) อยางไรกตามการเปลยนแปลงนนอกจากจะมผลตออนทรยคารบอนในดนแลวยงมผลตอระบบนเวศอนๆ ดวย อาทเชน ระบบการหมนเวยนของธาตอาหารในดน ระบบความสมพนธของดนและนา ขบวนการชะลางพงทลายของดน และการเกบกกคารบอนในดน เปนตน ขอมลจากความสมพนธตางๆ เหลานยอมจะมผลตอการวางแผนการจดการระบบการเกษตรอยางยงยนในอนาคต (Wen et al., 2007) การศกษาอนทรยคารบอนจากการเปลยนแปลงการใชทดน สามารถประยกตใชวธการไอโซโทปเทคนคของไอโซโทปคารบอนทเสถยรตว(Stable carbon isotope) ทาการวเคราะหเพอมาใชประเมนของอนทรยคารบอนทอยในดนทสลายตวมาจากพชทตางชนดกนโดยการหาคาสดสวนของไอโซโทปคารบอนกบคารบอนปกต (13C/12C) และพชตวอยางและคานวณอยในรปเดลตาคารบอน-13 (δ13C)1 มหนวยเปนเปอรมล(Per mil - ‰ ) ทงนพชทมประสทธภาพในการสงเคราะหแสงสง เชน พชตระกลหญา ขาวโพด จะมคา เดลตาคารบอน-13อยในชวง -17 เปอรมล ถง -9 เปอรมล สวนพชประเภทไมยนตนตางๆ อาทเชน ปาไม ไมผล เปนตน จะมคาอยในชวง -33 เปอรมล ถง -22 เปอรมล (O’Leary, 1981)

งานวจยครงนมวตถประสงคเพอ 1) ศกษาผลกระทบของการเปลยนแปลงการใชทดนทมผลอนทรยคารบอนในดน 2) ศกษาสดสวนของอนทรยคารบอนในดนภายใตระบบการปลกขาวโพด หลงจากการเปลยนการใชทดนจากปามาเปนขาวโพด 3) ศกษาการประยกตใชสมการทดถอย (Regression model) ของอนทรยคารบอนในดนกบชวงเวลาภายใตการใชทดนทแตกตางกน หลงจากปาถกบกเบก

ซงจะสามารถศกษาแหลงทมาของอนทรยคารบอนทผสมอยในดนนนๆ ได (Staddon, 2004) สาหรบในประเทศไทยมการศกษาการเปลยนแปลงของพนทปามาปลกออยพบวา มการลดลงของอนทรยคารบอนอยางเหนไดชด (Yoneyama et al., 2006) และไดใชวธการไอโซโทปเทคนคในการประเมนผลกระทบของการเปลยนแปลงการใชทดนจากปาไมไปเปนขาวโพดทมผลตออนทรยคารบอนในดน อตราการเปลยนแปลงของ

                                                            1  เดลตาคารบอน-13 (δ13C) หมายถง คาบงบอกเฉพาะตวทางนเวศวทยา คานวณจากคาสดสวนของการ

เปรยบเทยบระหวางสดสวนของไอโซโทปคารบอนกบคารบอนปกต (13C/12C) ของตวอยางทศกษากบตวอยางมาตรฐาน มหนวยเปน เปอรมล (Per mil - ‰ ) (Craig, 1957)

 

 

 

2

อนทรยคารบอนในดนตลอดจนศกษาถงสดสวนของอนทรยคารบอนในดนทมาจากแหลงกาเนดของพชปาไมหรอขาวโพด โดยศกษาในลกษณะความสมพนธแบบตอเนองของเวลาหลงจากปาถกบกรกทาใหสามารถอธบายถงผลกระทบทเกดขนจากการใชทดนทไมเหมาสมเพอหาวธการจดการเพอบรรเทาสภาวะโลกรอนไดเปนอยางด

การตรวจเอกสาร

1. อนทรยคารบอนในดน แหลงสะสมคารบอนบนโลกหลกๆ ไดแก ดน บรรยากาศ และนา ดนเปนแหลงเกบกกทมบทบาทสาคญของวฎจกรคารบอนในโลก โดยพบวามอนทรยคารบอนเกบกกอยประมาณ 1,550 เพนตากรมคารบอน(Pg C) 2 และมอนนทรยคารบอนเกบกกอย 750 เพนตากรมคารบอน ทความลก 1 เมตร ซงรวมแลวดนเกบกกคารบอนทงหมด 2,300 เพนตากรมคารบอน ถง 3 เทา และมากกวาพชพรรณบนผวโลกทม 610 เพนตากรมคารบอน ถง 3.8 เทา (Batjes, 1996) 1 ใน 3 ของคารบอนเปนเชอเพลงฟอสซลซงพบใตดน และ 1 ใน 25 ของคารบอนจะอยในนา สาหรบการแลกเปลยนคารบอนระหวางพนดนและบรรยากาศนน ดนจะมการปลดปลอยคารบอนสบรรยากาศในปรมาณเทากบทพชใชในการสงเคราะหแสงและถาเปนการเปลยนแปลงปรมาณคารบอนในดนเนองมาจากการชะลางพงทลายของดน จะทาใหปรมาณคารบอนในดนลดลงได การสะสมอนทรยคารบอนมตนกาเนดมาจากการยอยสลายของอนทรยวตถซงเปนการยอยสลายของพชและสตวดวยจลนทรย การยอยสลายของพชหรอลาตนทถกไถกลบลงไปในดนหลงจากเกบเกยวแลว จะมลกษณะเชนเดยวกบการยอยสลายของสตวทตายลง ปยคอกทเตมลงไปในดนเพอชวยยกระดบความอดมสมบรณของดน หลงจากสงตางๆ เหลานนเขาสดนแลว อนทรยคารบอนจะสงผลตอโครงสรางของดน โดยเรมจากมวลชวภาพถกเปลยนสภาพในกระบวนการยอยสลายพรอมทงมจลนทรยในดนมายอยสลายมวลชวภาพ อนทรยคารบอนทมาจากแตละขนตอนนนมองคประกอบและคณสมบตแตกตางกน บางครงการแตกตวของอนทรยคารบอนจะเปนอนทรยคารบอนชนดเฉอยตอการทาปฏกรยาซงมาจากจลนทรยทอยใตดน และอาศยอยใตดนมาเปนเวลาพนป นอกจากนน คารบอนเขาสดนโดยพชสเขยวดดซบกาซคารบอนไดออกไซดโดยกระบวนการสงเคราะหแสงเปลยนใหเปนสารประกอบในรปคารบอนตางๆ เชน เซลลโลส และลกนน จากนนคารบอนในพชจะเขาสแหลงสะสมอนทรยคารบอนในดนโดยเศษซากพช รากพช และสารทซมออกมาจากรากพช หรอยอยสลายโดยสตวตางๆ สารทไดจากการทสตวยอยสลายขนาดของเศษซากพชทมขนาดเลกลง ซงกระบวนการเหลานสวนมากจะเกดขนใกลกบผวดน ดงนนคารบอนจงมการสะสม ในดนไดงายและจะสญเสยไดงายเชนเดยวกนถาเกดการกดกรอนดนหรอมการไถพรวนอยางรนแรงเพมขน ในบางครงคารบอนและธาตทจาเปนตอการเจรญเตบโตของพช (Essential elements) ไดกลายเปนแหลงอาหารของสตวทอาศยอยในดน รวมถงแบคทเรย เชอรา และสตวทอาศยอยในดน (Follent, 2001) 2. การเปลยนแปลงการใชทดนกบอนทรยคารบอนในดน อนทรยคารบอนในดนบนมการเปลยนแปลงจากปรมาณมากแลวลดนอยลงหลงจากมการใชประโยชนทดน ปรมาณคารบอนในดนทลดลงเกดจากการปฏบตในทางตรงขามกบการเพมคารบอนในดน                                                             2 เพนตากรมคารบอน (Pg C) = 1015 กรมคารบอน

 

 

 

3

คารบอนในดนเกษตรกรรมโดยทวไปลดลงประมาณรอยละ 20 ถง 50 เมอเทยบกบสภาพเดม เทาทผานมาผลผลตทตา การเกบเกยว การเคลอนยายซากพช การเตรยมพนทอยางเขมขนและการเตรยมดนโดยไมเพาะปลกเปนเหตทนาไปสการลดลงของปรมาณคารบอนในดน ในทานองเดยวกนการจดการทไมถกตองเปนสาเหตสาคญของการลดลงของคารบอนในดนอยางถาวรตอประสทธภาพในการผลตปาไม ทงหญา พนทเกษตรกรรม การระบายนาออกจากพนทชมนาแลวใชเปนพนทเพาะปลก ทงหญาหรอปาไม ทาใหมการยอยสลายอยางรวดเรวสญเสยอนทรยคารบอนจากดนดานลางทมคารบอนในปรมาณมาก ความเคมทเพมขนของดน ความเปนกรด การสญเสยนา ตลอดจนความเสอมสภาพอนๆ ของดน มผลทางลบตอคารบอนในดน การรบกวนสงคลมดนโดยมนษยทาใหเกดการสญเสยหนาดนโดยลม และนาในอตราทรวดเรวกวาอตราการเกดของดน ซงสงผลเสยอยางมากตอประสทธภาพในการผลต รวมทงคณภาพนา อากาศ และการพงทลายของดน ทาใหดนสวนทสมบรณดวยสารอนทรยไปอยผดท โดยลดปรมาณคารบอนของดนในบางพนท การพงทลายของดนอาจกระตนการยอยสลายดวยสาเหตจากการแยกสวน และการใสสารอนทรยเพอคมครองผลของการเสอมสภาพตอผลผลตสงผลไปถงสมดลคารบอนในดน สวนทชะลางบางสวนจะไปอยในพนทตา และสวนนอยจะไหลลงสทะเล การถกฝงในสภาพขาดอากาศอาจลดการยอยสลายของสารยอยสลายทอยเปนการเพมการดดซบคารบอน คารบอนทสญเสยจากพนทเกษตรเปนผลจากการชะลางของดน การนาดนทไถพรวนไปไวในทไมเหมาะสม การทาแรในอตราทรวดเรว การควบคมการชะลางและพงทลายของดนจงเปนสงจาเปนในการรกษาและเพมปรมาณคารบอนในดน (คณะสงแวดลอมและทรพยากรศาสตร, 2545) การเปลยนแปลงการใชทดนมผลกระทบตออนทรยคารบอนในดนอยางมาก โดยทวไปเมอปาถกบกเบกมาเปนพนทเกษตร อนทรยคารบอนในดนสวนใหญจะลดลงอยางรวดเรวถาอยภายใตการจดการดนทไมเหมาะสม โดยเฉพาะอยางยงระบบการปลกพชแบบผวถางในดนบนทดอน Van Noordwijk et al. (1997) รายงานวา เปอรเซนตของคารบอนทอยในดนภายใตการใชทดนทตางกนจะมคาแตกตางกนประมาณ 5 เปอรเซนต คารบอนในปาพร ปาทวไป ปาทรอฟนใหม ตลอดจนแปลงไมผลการเกษตรและพชไมพม เปนตน การศกษาผลกระทบของการเปลยนแปลงการใชทดนทมปรมาณอนทรยคารบอนในดนนนมตวอยางททาการศกษาโดย De Camargo et al. (1999) เปรยบเทยบระหวางปาในเขตคาโปเอยรา(Capoeira) ทถกทาลายในประเทศบราซล เมอถกเปลยนมาเปนทงหญาเลยงสตว และเมอถกปรบปรงและพฒนาใหมาเปนปาฟนฟ (Secondary forest) ทงระบบปดและระบบเปด พบวาในชวง 10 ป แรกของการบกรกปาอนทรยคารบอนลดลงอยางรวดเรว และเมอถกปรบปรงและพฒนา ปรมาณอนทรยคารบอนปรบเพมขนมาเกอบเหมอนเดมภายใน 7 – 8 ป ทงระบบปดและระบบเปด อยางไรกตามถายงปลอยเปนสภาพทงหญาเลยงสตวแบบทวไปนน อนทรยคารบอนยงคงลดลงจนเขาใกลจดสมดลคงททไมเปลยนแปลงมากนกเมอเวลาเกอบ 30 ป (ภาพท 1) และเมอศกษาคาเดลตาคารบอน-13 พบวาสอดคลองกบสภาพการใชทดน กลาวคอ คาเดลตาคารบอน-13 ของดนในปาเดมมคา – 28 เปอรมล (พชปาหรอไมยนตน) เปลยนเพมขนเปน – 20 เปอรมล ในดนทงหญาซงเปนคาประมาณของพชประเภททงหญา และเมอวเคราะหในดนของปาทฟนตวกลบมาใหมพบวาดนมคาเดลตาคารบอน-13 เทากบ – 27 เปอรมล ซงเปนการยนยนวา การศกษาไอโซโทปเทคนคสามารถอธบายผลของการเปลยนแปลงการใชทดนทมตออนทรยคารบอนในดนไดเปนอยางด

 

 

 

4

ภาพท 1 กราฟการเปลยนแปลงของ (1) ปรมาณคารบอน (2) คา เดลตาคารบอน-13 ของอนทรยวตถในดน

ทระดบความลก 20 เซนตเมตร โดยใชโมเดลแสดงการเปลยนแปลงของปา (เสนประหนา) ทงหญาเลยงสตว(เสนดาหนา) ปาฟนฟคาโปเอยรา (Capoeira) ระบบเปด (เสนประเลก) และ ปาฟนฟคาโปเอยรา ระบบปด (เสนดาเลก) (De Camargo et al., 1999)

มการศกษาเกยวกบการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนหลงจากปาบกรกในพนทปาเขตรอนของเกาะสมาตรา ประเทศอนโดนเซยโดย Cerri and Andreux (1990) ซงรายงานวา การเปลยนแปลงจากปาไปเปนทงหญาภายใตการจดการของดนอยางดเปรยบเทยบกบการเปลยนไปเปนออย พบวา ปรมาณอนทรยคารบอนในดนภายใตการปลกออยลดลงอยางมากจนถงจดสมดลยคงทระยะเวลา 40 ป ในขณะทแปลงทงหญาลดลงในชวงแรกหลงจากปาถกบกเบกแตใชเวลาเพยง 8 ป อนทรยวตถฟนกลบมาเทาในระดบเดม และเมอเปรยบเทยบชนดของอนทรยวตถภายใตการจดการทแตกตางกนทง 2 แปลง พบวา อนทรยคารบอนในแปลงทงหญาเลยงสตวมสดสวนทลงมากกวาแปลงปลกออยถง 2 เทา (ภาพท 2)

 

 

 

5

ภาพท 2 ปรมาณของอนทรยคารบอนในดนและสดสวนของคารบอนทสลายตวยากและงายของพชปาและ

พชเกษตรหลงการเปลยนแปลงจากปาไปเปนทงหญาเลยงสตวและออยโดยสมาการถดถอย(Fitted regression)

models (Cerri and Andreux, 1990) 3. การใชไอโซโทปคารบอน เพอศกษาการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนในดน ธาตคารบอนทเปนคาคงทเสถยรตวในโลกมอย 2 ชนด คอ คารบอนปกต (12C) และไอโซโทปคารบอน (13C) ซงพบอยเปนสดสวน 98.982 เปอรเซนต และ 1.108 เปอรเซนต ตามลาดบ (Walker et al., 1989) และคาสดสวนของ คารบอนปกต และ ไอโซโทปคารบอน นนมคาเฉพาะตวตามลกษณะของอนทรยสารนนๆ ในแหลงตางๆ ตามธรรมชาต เชน ดน พช เปนตน โดยทวไปอนทรยคารบอนทผสมรวมอยในดนสวนใหญมาจากการสลายตวของพช 2 กลม (Craig, 1957) คอ พชประเภทไมยนตนหรอปาไม ซงจะมคาสดสวน ไอโซโทปคารบอน ตอ คารบอนปกต ในรป เดลตาคารบอน-13 ประมาณ -40 เปอรมล ถง -20 เปอรมล (Per mil หรอ 1/1,000) และพชอกกลมหนงคอพชเขตรอน อาทเชน ขาวโพด ออย เปนตน จะมคา เดลตาคารบอน-13 ในชวง -17 เปอรมล ถง -9 เปอรมล ความแตกตางโดยเฉพาะของพช 2 กลมนทาใหนกวทยาศาสตรสามารถนามาใชแยกแยะสดสวนของอนทรยคารบอนในดนทมาจากการสลายตวของพช 2 กลม ในการอธบายการหมนเวยนของอนทรยคารบอนในดน (Staddon, 2004) นอกจากนอาจจะนาไปใชในแหลงอนๆ ทอนทรยคารบอนไปเปนองคประกอบ เชน ในวฏจกรหวงโซอาหาร เปนตน การใชเทคนคไอโซโทปคารบอนทเสถยรตว (Stable 13C) นสามารถอธบายในการศกษาพลวตรของคารบอนในดนไดเปนอยางด ตลอดจนศกษาถงอตราการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนตามชวงเวลาของการเปลยนแปลงสภาพการใชทดนไดเชนเดยวกน ทาใหเขาใจถงกลไกของวฏจกรคารบอนในแหลงเกบกกตางๆในโลก อยางไรกตามเทคนคการใชไอโซโทปทเสถยรตวไมไดมแคไอโซโทปคารบอนอยางเดยวยงมธาตอนๆ ทใชประโยชนไดเชนกน อาทเชน ไอโซโทปไฮโดรเจน (2H) ไอโซโทปไนโตรเจน(15N) และไอโซโทปออกซเจน (18O) เปนตน ดงแสดงในตารางท 1 อยางไรกตามคาไอโซโทปตางๆ เหลานจะผนแปรไปตามขบวนการทางวทยาศาสตรกายภาพและเคม ภายใตสงแวดลอมนนๆ (Blair et al., 1985; Galimov, 1985)

 

 

 

6

ตารางท 1 คานาหนกของอะตอม (Atomic Weight) และ สดสวนทพบในโลกของ ไฮโดรเจน (H) คารบอน(C) ไนโตรเจน (N) และออกซเจน (O)

ธาต ไอโซโทป นาหนกของอะตอม(amu)

สดสวนทพบ (%)

Hydrogen 1H 2H

1.007825 2.014102

99.985 0.015

Carbon 12C 13C

12.000 13.00335

98.90 1.10

Nitrogen 14N 15N

14.003047 15.000109

99.63 0.37

Oxygen

16O 17O 18O

15.994915 16.999131 17.999160

99.76 0.04 0.20

อยางไรกตามการศกษาพนทเสอมโทรม เพอฟนฟกลบมาเปนปากสามารถใชไอโซโทปเทคนคไดเชนกน (Schedlbauer and Kawanagh, 2008)

 

 

 

7

วธการดาเนนการ 1. พนทศกษา ทาการศกษาในพนทเกษตรกรในเขตอาเภอทาตะเกยบ และแปลงทดลองขาวโพดคดพนธของศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน อาเภอพนมสารคาม จงหวดฉะเชงเทรา โดยคาเฉลยของนาฝนรายปมปรมาณ 1,600 และ 1,240 มลลเมตรตอปตามลาดบ อณหภมเฉลย 28.2-27.9 องศาเซลเซยส ความสงจากระดบนาทะเลปานกลาง 100-140 เมตร ขอมลการใชทดนในพนททดลองไดมาจากการสอบถามประวตการใชพนทจากเกษตรกรและทาการวเคราะหแผนทภาพถายทางอากาศและภาพถายดาวเทยม ใน พ.ศ. 2532 พ.ศ.2539 และ พ.ศ.2545 เพอนามายนยนความถกตองของขอมลประวตการใชทดน

ภาพท 3 แปลงศกษาการปลกขาวโพดหลงจากปาถกบกเบกในพนทอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา 2 แปลงทดลองศกษา 2.1 อาเภอทาตะเกยบ

ทาการคดเลอกพนทศกษาในพนทเกษตรกรในเขตอาเภอทาตะเกยบ เปน 4 แปลง ตามสภาพการใชทดนโดยการสอบถามประวตพนท เพอนามาใชศกษาแบบวธการตอเนองของเวลา (Chronosequence study) ประกอบดวย (1) แปลงปาธรรมชาต (NFT) เปนพนทปาธรรมชาตโดยมพกด UTM ท 47PQR 801203m.E, 1495709 m.N พนทเปนปาประเภทปาดบแลง มตนไมหลก อาทเชน ตะแบก (Lagerstroemia floribunda Jack.) เปนตน (2) แปลงปลกขาวโพดเปนระยะเวลา 3 ป หลงจากปาถกบกเบก (AG3) มพกดทางภมศาสตร UTM ท 800765 m.E, 149567 m.N มพนทประมาณ 10 ไร โดยพนททาการปลกขาวโพดตงแต พ.ศ.2545 หลงถก

 

 

 

8

บกรกและเรมเกบตวอยางดนใน พ.ศ.2548 พ.ศ.2549 และ พ.ศ.2550 ตามลาดบของจานวนปหลงจากปาถกบกรกท 3 4 และ 5 ป (AG3)3 (3) แปลงปลกขาวโพดระยะเวลา 7 ป หลงจากปาถกบกเบก ซงไดทาการเกบตวอยางตอเนองอก 3 ป เชนเดยวกนใน 7 8 และ 9 ปตามลาดบ (AG7)3

(4) แปลงปลกขาวโพดระยะเวลา 10 ป หลงปาถกบกเบกและทาการเกบตวอยางท 10 11 และ 12 ป ตามลาดบเชนเดยวกน (AG10)3

โดยแตละแปลงศกษามระยะหางกนในชวง 100 – 150 เมตร (ภาพท 4) 2.2 ศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน

สมการการสลายแบบเอกโพเนนเชยล ทไดจากการศกษาในพนทอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา ไดถกนามาประยกตใชศกษาในพนทศนยศกษาพฒนาเขาหนซอน อาเภอพนมสารคาม จงหวดฉะเชงเทรา เพอเปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนภายใตการจดการทเขมขน (Intensive soil management) และการจดการแบบทวไป (Conventional soil management) ในดน หลงจากปาถกบกรกใน พ.ศ. 2510 และกอตงศนยฯใน พ.ศ. 2522 จนถง พ.ศ. 2550 3. การจดการดน การจดการดนสาหรบปลกขาวโพดของเกษตรในแปลงอาเภอทาตะเกยบในชวง 3 ปแรกหลงการจากบกเบกปาแลวปลกขาวโพดเกษตรกรจะไมใสปยใดๆทงสนเมอเรมปท 4 เกษตรกรจงเรมใสปยหลงจากนน สวนใหญใสปยเคม 16-20-0 ในอตรา 50 กโลกรมตอไร รองพนและใสปยยเรย 46-0-0 อกครง เมอขาวโพดอายประมาณ 30 วน ในอตรา 25 กโลกรมตอไร และเรมปลกประมาณเดอนมถนายนทงนขนอยกบการเรมตกของฝนเปนสาคญ และจะเกบเกยวในชวงประมาณเดอนกนยายน โดยหลงจากเกบเกยวผลผลตขาวโพดแลวจะทาการทงซากขาวโพดไว จนกระทงถงฤดกาลปลกใหมจงจะทาการเผาตอซงขาวโพดแลวทาการเตรยมดนในฤดปลกใหม

                                                            3 (AG3) หมายถงแปลงทดลองทปลกพชขาวโพดมา 3 ปหลงจากปาถกทาลายและศกษาตอเนอง ปท 4และ 5

(AG7) หมายถงแปลงทดลองทปลกพชขาวโพดมา 7 ปหลงจากปาถกทาลายและศกษาตอเนอง ปท 8และ 9 (AG10) หมายถงแปลงทดลองทปลกพชขาวโพดมา10 ปหลงจากปาถกทาลายและศกษาตอเนองปท 11และ 12

 

 

 

9

ภาพท 4 ภาพถายดาวเทยมของ พ.ศ.2532 (1989), พ.ศ.2539 (1996) และ พ.ศ.2545 (2002) เพอ

ตรวจสอบการเปลยนแปลงการใชทดน ในแปลงปาไม (NFT), ขาวโพด 3 ป (AG3), 7 ป (AG7) และ 10 ป (AG10)

การใชทดนในป พ.ศ.2545 

การใชทดนในป พ.ศ.2539 

การใชทดนในป พ.ศ.2532 

 

 

 

10

4. การเกบตวอยางดนและการวเคราะห ทาการสารวจและจาแนกดนในแปลงศกษาโดย คณะอนกรมวธานดนสหรฐอเมรกา (Soil Survey

Staff, 1990) ตวอยางดนจะถกสมมา 5 จด ในแตละแปลงศกษาเพอหาคาความหนาแนนรวมของดน (Bulk density) ทระดบความลก 15 เซนตเมตร. และ 45 เซนตเมตร โดย Steel core 100 ลกบาศกเซนตเมตร (Blake, 1965) การศกษาทางเคมของดน จะทาการสมเกบตวอยางดน 5 จด โดยวธการสมรวม (Composite sample) จาก 3 จด ซาผสมกนในแตละจดของแตละแปลง ตวอยางดนจะถกเกบในทกระดบ 10 เซนตเมตร ในความลก 1 เมตร กอนการเตรยมดนเพอปลกขาวโพดเพอวเคราะหหาคาความเปนกรดเปนดาง ไนโตรเจนทงหมด อนทรยคารบอน ความเปนประโยชนของฟอสฟอรส โปแตสเซยมทแลกเปลยนไดและลกษณะเนอดน โดยตวอยางดนทงหมดจะถกทาใหแหงทอณหภมหอง และรอนผานตะแกรง 2 mesh sieve อนทรยคารบอนและไนโตรเจนทงหมดจะถกวเคราะหดวยเครองวเคราะหคารบอน ไฮโดรเจน ออกซเจน ไนโตรเจน ซลเฟอร (CHONS analyzer), รน Flash EA 1112 series ดวย เครองตรวจวดโดยเหนยวนาความรอน (Thermal conductivity detector-TCD detector (กาซพา(Carrier gas), ฮเลยม (Helium) : อตราการไหล (flow rate) = 130 ml mm-1 อณหภม 900 องศาเซลเซยส : อณหภมในทอ (Column) 50 องศาเซลเซยส ) การวเคราะหหาคาความเปนกรดเปนดางของดน(pH) โดยวธดนตอนา (1:1) คาโปแตสเซยมทแลกเปลยนไดจะถกสกดดวยแอมโมเนยมอะซเตท 1 M(NH4OAC) ท pH 7 (Jackson, 1958) สาหรบคาความเปนประโยชนของฟอสฟอรส จะถกวเคราะหดวยวธ Bray II (Bray and Kurty, 1945)

5. การวเคราะหหาปรมาณอนทรยคารบอนจากพชกลมปาไมและไมยนตน (C3) และ กลมพชเขตรอน (C4) ในดน

ตวอยางดนและพชจะถกแยกมาเพอทาการวเคราะหหาคาสดสวนของ ไอโซโทปคารบอน ตอ คารบอนปกต (เดลตาคารบอน-13, δ13C) การวเคราะหหา เดลตาคารบอน-13 จะใชเครองวเคราะหหามวลนาหนกธาต (Mass spectrometer analyzer) มหนวยเปนเปอรมล (Per mil -‰) หรอหนงสวนในพนสวนดงสมการท (1)

δ13C = [(Rsample - Sstandard)/ Rstandard]*100 (1) โดยท Rsample = คาสดสวนของ ไอโซโทปคารบอน ตอ คารบอนปกต ในตวอยางดนและพช Rstandard = คาสดสวนของ ไอโซโทปคารบอน ตอ คารบอนปกต ของคาตวอยางมาตรฐานของอนทรยคารบอน (คาคารบอนมาตรฐานจากหอย Belemnitella americana จากยค ครเทเชยส (Cretaceous) ของ Pee Dee formation4; คามาตรฐาน RPDB = 0.0112372) (Craig, 1957) ในการศกษาชนดของอนทรยคารบอนทผสมอยในดนโดยใชคา เดลตาคารบอน-13 มาคานวณในสมการ (1) ปรมาณอนทรยคารบอนจากแหลงตนกาเนดประเภทพชกลมปาไมและไมยนตน หรอกลมพชเขตรอน (ขาวโพด-C4) ไดจากการคานวณในสมการท (2) และ (3) ดงตอไปน (Cerri et al., 1991)

Cs = Cdf x Cdc (2) Cs δ13Cs = (Cd5 δ13Cdg) + (Cdc δ

13Cdc) (3)                                                             4 Pee Dee formation อยในพนทเขตหนปนในรฐคาโรไลนาตอนใตของสหรฐอเมรกา

 

 

 

11

โดยท Cs คอ คาปรมาณอนทรยคารบอนรวมทงหมดในดน Cdf คอ ปรมาณอนทรยคารบอนจากปาไม Cdc คอ ปรมาณอนทรยคารบอนจากพชขาวโพด

δ13Cds คอ คาสดสวนของ 13C/12C จากตวอยางดนรวมในแปลงทศกษา δ13Cdf คอ คาสดสวนของ 13C/12C จากตวอยางพชปาไมในแปลงศกษา δ13Cdc คอ คาสดสวนของ 13C/12C จากพชขาวโพดในแปลงศกษา อยางไงกตามการศกษาถงองคประกอบของอนทรยคารบอนในแงของการยอยสลายของอนทรยคารบอนทยอยสลายยากและงาย ไดถกศกษาเพอประเมนการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนในดนตามการตอเนองของเวลา ตามสมการท (4) และ (5) (Bernoux et al., 1998)

Cdf,t = Cdfs + Cdfl,t =0 e(-kft) (4) Cdc,t = Cdc (1-e(-kc,t) 5)

โดยท Cdf,t คอ ปรมาณอนทรคารบอนทสลายตวมาจากปาไมในชวงเวลาทศกษา(t) Cdc,t คอ ปรมาณอนทรคารบอนทสลายตวมาจากขาวโพดในชวงเวลาทศกษา(t) Cdfs คอ ปรมาณอนทรคารบอนทสลายตวมาจากปาไมชนดสลายตวยาก (Stable fraction) Cdfl คอ ปรมาณอนทรคารบอนทสลายตวมาจากปาไมชนดสลายตวงาย (Labile fraction) kf คอ คาคงทของการสลายตวของพชปาไม kc คอ คาคงทของการสลายตวของพชขาวโพด อนทรยคารบอนชนดสลายตวยากโดยเฉลยจะมคาการสลายตวอยชวงเวลา 50 – 100 ป ดงนนในการศกษาครงนเปนชวงเวลาสน (12 ป) จงถอไดวาคา Cdf (พชปาไมชนดสลายตวยาก) จงถอวาเปนคาคงท (ไมมคา k) (Jenkinson and Rayner, 1977 ; Cerri et al., 1991) และคาเวลาของการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอน (Turnover time) ทยอยสลายงายจะทาการคานวณจากคา 1/kf ในพชปาไม และ 1/kc ในพชขาวโพด (Balesdent et al., 1988) 6. การวเคราะหทางสถต ทาการวเคราะหทางสถตหาความแตกตางของอนทรยวตถในดนจากการเปลยนแปลงการใชทดนดวยการวเคราะหหาความแปรปรวน (ANOVA posthoc testing with Fisher’s least significant difference: ANOVA – LSD) ท P = 0.05 (P<0.05)

 

 

 

12

ผลการทดลองและวจารณ 1. ลกษณะดน

การจาแนกดนโดยคณะอนกรมวธานดนสหรฐอเมรกา พบวา ดนจดอยใน Subgroups Typic Paleustults - ชดดนโพนพสย, Pp: Aeric Endoaqualfs-ชดดนนครปฐม, Np: Kanhaphic Haplustults - ชดดนทายาง, Ty และ Typic Paleustults - ชดดนบานจอง, Bg ในแปลงปาไม, แปลง 3 ป, แปลง7 ป และ แปลง10 ป ตามลาดบ (ตารางท2) การศกษาปรมาณอนทรยคารบอนในดนในทกๆ 10 เซนตเมตร ความลก 1 เมตร ในแตละแปลงทดลองพรอมทงสมบตทางเคมของดนและเนอดน ไดแสดงไวในตารางท 3 ผลการศกษาพบวา ปรมาณของอนทรยคารบอนในดนชนบนของแปลงปาไม มความแตกตางอยางมนยสาคญ กบ แปลงขาวโพดในปท 7 เปนตนไป อยางไรกตามพบวาในดนชนลางทลกมากกวา 70 เซนตเมตร ปรมาณอนทรยวตถ ไมมความแตกตางอยางมนยสาคญ ในทกแปลงทดลอง สามรถอธบายไดวา ในดนบนมกจกรรมของการยอยสลายอนทรยคารบอนสง ดงนนเมอปาถกบกเบก ดนชนบนจะมการยอยสลายของอนทรยคารบอนมากขนทาใหมการลดลงมากอยางเหนไดชด ในขณะทดนชนลางมการยอยสลายของอนทรยคารบอนนอยนาจะมาจากสาเหตจากการมกจกรรมการยอยสลายของอนทรยคารบอนโดยจลนทรยนอยในดนชนลาง ประกอบกบดนชนลางสวนใหญพบวาจะเปนอนทรยคารบอนทยอยสลายยาก เมอเทยบกบดนชนบนทมอนทรยคารบอนทยอยสลายงายอยเปนสวนใหญ และเมอเปรยบเทยบปรมาณอนทรยคารบอนรวมของความลกตลอด 1 เมตร พบวา มคาปรมาณอนทรยคารบอนลดลงจากแปลงปาไม 1062.4 ตนคารบอนตอไร เปน 857.1, 680.7 และ 559.7 ตนคารบอนตอไร ในแปลงขาวโพด 3 ป, 7 ป และ 10 ป ตามลาดบ และมความแตกตางกนอยางมนยสาคญ ในแปลง ปาไม, แปลง 3ป และ แปลง 7ป ตามลาดบ (ตารางท3)

 

 

 

13

ตารางท 2 การจาแนกดน และความหนาแนนรวมของดนในแปลงศกษา

แปลง การจาแนกดน (กระทรวงเกษตรสหรฐอเมรกา)

ชน ความลก (เซนตเมตร)

ความหนาแนนรวมของดน (กรมตอลกบาศกเซนตเมตร)

NFT

Kaolinitic,

Typic Paleustults ชดดนโพนพสย, Pp

A1

0-17

1.39±0.061

BA 17-40 Bt1 40-75 1.60± 0.04 Bt2 75-100

AG3 Mixed, Aeric Endoaqualfs ชดดนนครปฐม, Np

Ap 0-16 1.61± 0.07 Btg1 16-28 Btg2 28-54 1.80± 0.05 Btg3 54-75

AG7 Silicious, Kanhaphic Haplustults

ชดดนทายาง, Ty

A1 0-12 1.67± 0.03 Bt1 12-32 Bt2 32-60 1.84± 0.04

AG10 Kaolinitic, Typic Paleustults ชดดนบานจอง, Bg

Ap 0-11 1.62± 0.04 AB 11-25 Bt1 25-62 1.70± 0.03 Bt2 62-100

1 ความหนาแนนรวมของดน ± คาเบยงเบนมาตรฐาน (คานวณจาก 5 ซาในแตละแปลงศกษา)

 

 

 

14

ตารางท 3 ปรมาณอนทรยคารบอน และสมบตของดนบางประการในแตละ 10 เซนตเมตร ทความลก 1 เมตร (± คาเบยงเบนมาตรฐาน)

ความลก

แปลง อนทรยคารบอน OC Total N

Avai. P

Exch. K

pH Texture2

ซม. ตนคารบอนตอไร % % ppm ppm 0-10 NFT 377.38(±25.63)a1) 3.83(±1.60) 0.39 32.91 153.40 7.0 SL

AG3 339.94(±11.50) a 3.26(±1.10) 0.22 73.82 59.77 7.2 L AG7 164.19(±18.57) b 1.57(±0.18) 0.12 14.75 34.86 6.0 CL AG10 189.63(±8.38) b 1.82(±0.80) 0.20 14.08 34.86 6.6 CL

10-20 NFT 164.69(±7.00) a 1.75(±0.20) 0.19 9.70 59.77 6.3 L AG3 123.63(±43.75) a 1.14(±0.40) 0.11 17.82 37.85 7.1 SL AG7 150.31(±1.07) a 1.39(±0.01) 0.12 12.95 38.85 6.1 CL AG10 79.31(±18.63) b 0.73(±0.17) 0.08 11.71 39.84 7.1 C

20-30 NFT 116.69(±10.44) a 1.38(±0.23) 0.12 11.33 28.89 6.1 SCL AG3 111.56(±23.69) a 1.02(±0.22) 0.09 13.55 27.89 7.0 SC AG7 101.38(±5.07) a 0.93(±0.05) 0.08 10.57 36.96 6.4 CL AG10 68.56(±17.50) b 0.63(±0.16) 0.05 10.93 29.88 6.6 C

30-40 NFT 85.13(±11.69) a 0.94(±0.20) 0.10 10.16 24.90 5.8 SCL AG3 96.25(±24.19) a 0.91(±0.23) 0.07 10.70 30.88 6.9 C AG7 69.75(±2.44) ab 0.66(±0.02) 0.07 10.75 37.85 6.3 L AG10 51.69(±15.13) b 0.49(±0.14) 0.04 9.85 22.91 6.5 C

40-50 NFT 79.81(±13.13) a 0.76(±0.12) 0.06 11.51 23.91 6.1 C AG3 46.75(±6.38) b 0.44(±0.06) 0.04 8.77 20.92 6.6 C AG7 67.44(±14.32) b 0.63(±0.19) 0.03 7.18 37.85 5.7 SCL AG10 37.88(±5.44) b 0.36(±0.05) 0.03 9.66 39.84 6.5 C

50-60 NFT 73.38(±17.19) a 0.90(±0.77) 0.05 9.44 33.87 6.1 C AG3 23.38(±5.44) b 0.20(±0.05) 0.04 12.38 10.96 6.6 SCL AG7 37.94(±2.32) b 0.33(±0.02) 0.03 9.10 40.84 5.8 SCL AG10 36.81(±19.63) b 0.32(±0.17) 0.01 6.86 35.86 6.5 C

60-70 NFT 50.19(±10.19) a 0.39(±0.11) 0.04 8.49 28.89 5.7 C AG3 34.13(±4.07) b 0.30(±0.04) 0.10 10.87 10.96 6.5 CL AG7 23.00(±2.00) b 0.20(±0.02) 0.05 6.91 35.86 6.1 CL

70-80

80-90

AG10 NFT AG3 AG7 AG10 NFT AG3 AG7 AG10

27.63(±11.38) b 37.94(±6.88) a 33.31(±7.38) a 30.63(±1.75) a 25.19(±21.82) a 41.31(±6.07) a 35.25(±5.75)ab 20.56(±6.38) b 20.13(±15.82) b

0.24(±0.10) 0.36(±0.03) 0.29(±0.06) 0.26(±0.02) 0.22(±0.19) 0.33(±0.05) 0.30(±0.05) 0.18(±0.06) 0.17(±0.14)

0.01 0.02 0.04 0.04 0.01 0.04 0.04 0.02 0.01

6.66 8.38 14.78 8.59 7.31 7.30 2.0 3.00 2.00

37.85 31.88 11.95 37.85 49.81 29.88 9.96 40.84 36.86

6.5 6.1 6.3 6.1 6.3 6.1 6.3 6.0 6.2

C C

SCL C C C

SCL C C

 

 

 

15

ตารางท 3 (ตอ) ปรมาณอนทรยคารบอน และสมบตของดนบางประการในแตละ 10 เซนตเมตร ทความลก 1 เมตร (± คาเบยงเบนมาตรฐาน)

หมายเหต: 1) คาเฉลยในคอลมนเดยวกนทตามดวยอกษรเหมอนกน ไมแตกตางกนทระดบความเชอมน

95 เปอรเซนต 2) Sl = Sandy loam, L = Loam, CL = Clay loam, SCL = Sandy clay loam, SC = Sandy clay, C = Clay

ความลก

แปลง อนทรยคารบอน OC Total N

Avai. P

Exch. K

pH Texture2

90-100 NFT 35.88(±8.13) b 0.23(±0.02) 0.05 7.17 33.87 6.3 C AG3 12.81(±5.07) b 0.11(±0.04) 0.03 2.0 9.96 6.6 SL AG7 15.50(±1.32) b 0.13(±0.01) 0.01 2.00 31.88 6.0 C AG10 22.88(±8.88) b 0.20(±0.08) 0.01 2.00 37.85 6.0 C

รวม NFT 1,062.38 a AG3 857.07 b AG7 680.69 c AG10 559.69 c

 

 

 

16

ภาพท 5 รปหนาตดดนของแปลงปาดงเดม ในอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา 2. ไอโซโทปของอนทรยคารบอน

คาสดสวนโซโทปคารบอนทเสถยรตว หรอคาเดลตาคารบอน-13 สามารถนาไปหาปรมาณของอนทรยคารบอนทสลายตวมาจากพชปาไม และพชขาวโพด สามารถนาไปหาความสมพนธของอนทรยคารบอนทเปลยนแปลงไปตามระยะเวลาทเปลยนแปลงหลงปาไมถกบกเบก โดยวธการการศกษาแบบตอเนองของระยะเวลา ซงผลทไดจะทาใหทราบอตราการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอน และระยะเวลาของการฟนตวกลบ (Turnover time) ของอนทรยคารบอน จากผลการศกษาพบวา คาเดลตาคารบอน-13 ของแปลงปา ในชนผวดนมคา -26.9 เปอรมล ในดนระดบ 0–10 เซนตเมตร และมคา -26.1,-23.8 และ -25.8 เปอรมล ในดน แปลง AG3, AG7 และ AG10 ตามลาดบ เหตผลของการเพมขนของคาเดลตาคารบอน-13 ของดนแปลงขาวโพดเมอเทยบกบแปลงปาไมอธบายไดวาดนในแปลงขาวโพดมการผสมของเศษซากพชจากขาวโพดลงไปในดน ซงคาเดลตาคารบอน-13 ของพชขาวโพดในการศกษามคาเทากบ -10.8 เปอรมล เมอผสมลงไปหลงจากดนถกบกเบก ทาใหคาของดนทเปลยนไปเปนขาวโพดมคาเพมขน เชน -23.8 เปอรมล ในแปลงขาวโพด AG7 ผลการศกษานสอดคลองกบการศกษาของ Cerri (1986) และ Balesdent et al. (1987) ทาการทดลองในประเทศบราซล โดยอธบายวา คาเดลตาคารบอน-13 ของดนในปา จะมคาเดลตาคารบอน-13 ตากวาดนในแปลงเกษตรทมพชกลมเขตรอนทปลกอย อาทเชน ออย ขาวโพด เปนตน เพราะเหตผลวาพชเหลานจะมคาเดลตาคารบอน-13 ทสงกวาพชไมปาหรอไมยนตน ตารางท 4 คาเดลตาคารบอน-13 (δ13C) ของดนตามระดบความลกแตละ 10 เซนตเมตร ของดนลก 1 เมตร

ในแตละแปลง (± คาเบยงเบนมาตรฐาน, สมเกบ 5 ซาในแตละแปลง) แปลง (ป)

เดลตาคารบอน-13 (เปอรมล , ‰) ของดนตามระดบความลก (เซนตเมตร) 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100

NFT -26.9

(±0.1) -26.1 (±0.1)

-26.1 (±0.2)

-25.6 (±0.2)

-25.6 (±0.1)

-25.1 (±0.2)

-25.0 (±0.2)

-25.5 (±0.3)

-26.1 (±0.2)

-25.8 (±0.3)

3 -26.1 (±0.1)

-26.0 (±0.1)

-25.8 (±0.1)

-26.0 (±0.1)

-26.6 (±0.2)

-26.6 (±0.3) - - -26.5

(±0.1) -27.3 (±0.1)

7 -23.8 (±0.2)

-24.9 (±0.1)

-25.7 (±0.3)

-26.2 (±0.4)

-26.4 (±0.4) - -24.7

(±0.2) -26.7 (±0.3)

-26.2 (±0.3)

-26.8 (±0.4)

10 -25.8 (±0.1) - -25.3

(±0.4) -25.2 (±0.3)

-25.4 (±0.3)

-25.8 (±0.4) - -25.4

(±0.2) -25.0 (±0.4)

-24.6 (±0.3)

 

 

 

17

3. การเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนในดนตามระดบความลกของดน การศกษาการเปลยนแปลงอนทรยคารบอนในดนจากการเปลยนแปลงการใชทดนจากปามาเปนขาวโพดในดนชนบนทระดบ 0 – 10 เซนตเมตรโดยดความสมพนธตามชวงเวลาทเปลยนไปในชวง 12 ป พบวา อนทรยคารบอนรวมของดน (Cs) นนมการลดลงอยางรวดเรวจาก 377.4 ตนคารบอนตอไร ในดนปา (เรมตนท 0 ป) มาเปน 189.6 ตนคารบอนตอไร ในปท 12 ของการปลกขาวโพด เมอทาการวเคราะหความสมพนธโดยวธการตามการตอเนองของเวลา พบวามความสมพนธเปนการสลายแบบเอกโพเนนเชยล มคา Cs = 73.81 + 315.8 e-0.115t โดยท t หมายถงเวลาและมคาสมประสทธการตดสนใจ (R2 ) = 0.824 โดยมคาชวงเวลาของการเปลยนแปลง (Turnover time) ของอนทรยคารบอนเทากบ 8.7ป และมอตราเฉลยการลดลงของอนทรยคารบอนเทากบ 43.4 ตนคารบอนตอไรตอป (ภาพท 6) เมอทาการศกษาในชนดนท 50 เซนตเมตร พบวาอนทรยคารบอนไมมการเปลยนแปลงมากนกจาก 0 ป ถง 12 ป หลงจากปาถกบกเบกและเชนกนในดนทความลก 80 เซนตเมตร กพบวามการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนทนอยมาก ซงคาความสมพนธของอนทรยคารบอนกบเวลาทเปลยนแปลงไปมคาตามากซงแสดงวา อนทรยคารบอนในดนชนลางทลกดงกลาวแทบไมมการเปลยนแปลงตามเวลา โดนมความสมพนธในรปสมการ C 50 ซม. = 64.2 e -0.03t, คาสมประสทธการตดสนใจ 0.116 และ C 80 ซม. = 4,620 – 4,587 e -0.00005t, คาสมประสทธการตดสนใจ 0.005 ในดนความลก 50 เซนตเมตรและ 80 เซนตเมตร ตามลาดบ โดยมคาอตราการเปลยนแปลงและชวงเวลาของการเปลยนแปลงเทากบ 2.39 ตนคารบอนตอไรตอป และชวงเวลา 33.33 ป ในดนลก 50 เซนตเมตร และ 0.002 ตนคารบอนตอไรตอป และมากกวา 100 ป ในดนทระดบ 80 เซนตเมตร จากผลการศกษาดงกลาวสามารถอธบายไดวา ในดนชนบนมอนทรยคารบอนในรปของการสลายตวงาย ทาใหการสลายตวมความสมพนธกบชวงเวลาทเปลยนแปลงไปอยางชดเจนในขณะทในดนชนลางอนทรยคารบอนจะอยในรปทสลายตวยากเปนสวนใหญ ซงอตราการสลายตวใชเวลานานมาก 50–100 ปขนไป ผลการศกษานสอดคลองกบงานวจยของ Bernoux et al. (1998) ซงอธบายวาในดนชนลางสวนใหญจะเปนอนทรยคารบอนประเภทสลายตวยาก

 

 

 

18

กราฟแสดง ปรมาณอนทรยคารบอน ทความลก 0-10, 10-50 และ 70-80 ซม.

ป , ภายใตการจดการด นหลงบกเบกปา

0 2 4 6 8 10 12 14

ปรมาณอนทรยคารบอนในดน

(ตนคารบอนตอไร)

0

100

200

300

400

500

0-10 cm. depth40-50 cm. depth70-80 cm. depth

ภาพท 6 คาปรมาณอนทรยคารบอนทเปลยนแปลงไปตามชวงเวลาหลงจากปาถกบกเบก ในระดบความลกทชนดน 0-10, 40-50 และ 70-80 เซนตเมตร 4. สดสวนของอนทรยคารบอนในดนทมาจากปาและขาวโพด การศกษาชนดของอนทรยคารบอนในดนทมาจากปาหรอขาวโพดสามารถคานวณไดจากการใชคาสดสวนของไอโซโทปคารบอน ตอ คารบอนปกต ในรปของเดลตาคารบอน-13 ทมหนวยเปนเปอรมล (หนงตอหนงพน) โดยทคา เดลตาคารบอน-13 ในดนตางกนจะมคาเฉพาะทตางกน เนองจากอนทรยคารบอนนนๆ เกดจากการสลายตวผพงของพชปา และพชขาวโพด ซงใหคาเดลตาคารบอน-13 ทแตกตางตามสมการท (1) (2) (3) และ (4) และเมอนามาวเคราะหหาความสมพนธของอนทรยคารบอนตามความตอเนองของชวงเวลาทศกษา จะทาใหทราบปรมาณของอนทรยคารบอนรวมของดน (Total soil carbon- Cs) อนทรยคารบอนทมาจากปา(Carbon derived from forest- Cdf) และอนทรยคารบอนทมาจากขาวโพดมเปลยนแปลงไปอยางไร ในชวงเวลาทศกษาหลงจากปาทถกบกรก โดยจากการศกษาในดนบน 0–10 เซนตเมตร พบวาการเปลยนแปลงอนทรยคารบอนทมาจากปา มรปแบบความสมพนธในลกษณะการสลายแบบเอกโพเนนเชยล มสมการ Cdf = 70.25 + 319.4 e-0.134t มคาสมประสทธการตดสนใจ 0.833 มอตราการลดลงของอนทรยคารบอน 50.57 ตนคารบอนตอไรตอป และมคาชวงเวลาของการเปลยนแปลง 7.46 ป สาหรบในสวนของอนทรยคารบอนทมาจากการปลกขาวโพดหลงจากเปลยนแปลงมาจากปา พบวามความสมพนธ Cdc = 2.02 – 2.02 e0.378t มคาสมประสทธการตดสนใจ 0.433 อตราการเปลยนแปลงของอนทรยคารบอนทเพมขน 0.74 ตนคารบอนตอไรตอป โดยมชวงเวลาของการเปลยนแปลง 2.65 ป เมอนามาเปรยบเทยบกนระหวางอนทรยคารบอนในสวนของพชปาไมกบในสวนของพชขาวโพดทอยในดน ชใหเหนชดวา หลงจากปาถกบกรกอนทรยคารบอนของพชปาไมไดลดลงไปอยางรวดเรว ในขณะทอนทรยคารบอนภายใตการปลกขาวโพดเพมขนเลกนอย (ภาพท7)

Cs = 73.81 + 315.8 e-0.115t

C 50 ซม. = 64.2 e-0.03t

Cs = 73.81 + 315.8 e-0.115t

 

 

 

19

การใช Chronosequence study ศกษาปรมาณอนทรยคารบอน

ในดนทงหมด (Cs) จากพชปา (Cdf) และขาวโพด (Cdc) ทระดบ 0-10 ซม.

ป , ภายใตการจดการด นหลงบกเบกปา

0 2 4 6 8 10 12 14

ปรมาณอนทรยคารบอนในดน

(ตนคารบอนตอไร)

0

100

200

300

400

500

Cs (total SOC)Cdf (derived forest)Cdc (derived corn)

ภาพท 7 การเปลยนแปลงปรมาณอนทรยคารบอนรวมในดน (Cs), ทสลายจากปา (Cdf) และจากขาวโพด (Cdc) ในชวงเวลา 12 ป หลงจากถกบกเบก ในดนทระดบ 0-10 เซนตเมตรของแปลงศกษา

5. การคาดการณปรมาณอนทรยคารบอนในดน โดยใชรปแบบสมการการสลายแบบเอกซโพเนนเชยล จากผลการศกษาการลดลงของอนทรยคารบอนในดนชนบน 0–10 เซนตเมตร หลงจากปาไมถกบกเบกเปลยนมาเปนขาวโพดในชวงเวลา 12 ป และไดสมการซงเปนความสมพนธของปรมาณอนทรยคารบอนในดนตามชวงเวลาของการเปลยนแปลงตอเนอง Cs = 73.81 + 315.8 e-0.115t; คาสมประสทธการตดสนใจ 0.824 (ภาพท 8) เมอศกษาถงชวงเวลาทขยายตอเปนเวลานานหลงจากปาถกบกเบกเวลา 40 ป พบวา ปรมาณอนทรยคารบอนจะเรมเขาในลกษณะคงทหรอมการเปลยนแปลงเลกนอยในชวงเวลาเขาใกล 40 ป คาคงทในจดสมดลนอยท 73.81 ตนคารบอนตอไร อนทรยคารบอนในดนนสวนใหญจะเปนพวกอนทรยคารบอนทสลายตวยาก ซงเปนแหลงถกเกบกกของอนทรยคารบอนทสาคญของโลกในดน จากภาพท 9 ชใหเหนวา อนทรยคารบอนทสลายตวงายนจะสลายตวลดลงอยางรวดเรวและจะหมดไปหรอเหลอนอยมากในชวงเวลาไมถง 40 ป ถายงคงมการจดการดนในรปแบบเดมอย อยางไรกตามมการศกษาถงการเปลยนแปลงการจดการดนทดจะมผลตอการเพมขนของอนทรยคารบอนในดนอยางเหนไดชด (Cerri and Andreux, 1990) ซงไดทาการศกษาในประเทศบราซลในพนทหลงจากปาถกบกเบกแลวมการเปลยนแปลงการใชทดนมาเปนทงหญาเลยงสตวพบวา ใชเวลาเพยง 8 ป อนทรยคารบอนในดนสามารถเพมกลบมาอยในระดบเดมทเคยเปนปามากอน แตเมอเปลยนมาเปนออย ปรมาณอนทรยคารบอนในดนยงคงลดลงตอเนองมาเขาสสมดลคงททชวงเวลา 50 ป

Cdf = 70.25 + 319.4 l-

Cdc = 2.02 – 2.02 l0.378t

Cs = 73.81 + 315.8 l-0.115t

 

 

 

20

กราฟคาดการณใน 50 ป ของดนทาตะเกยบ

ป , ภายใตการจดการด นหลงบกเบกปา

0 20 40 60

ปรมาณอนทรยคารบอนในดน

(ตนคารบอนตอไร)

0

100

200

300

400

500

Cs ทงหมดในดนCdf (จากพชปาไม)Cdc (จากพชขาวโพด)

ภาพท 8 กราฟการคาดการณโดยใชสมการการสลายแบบเอกซโพเนนเชยล โดยการสมการการถดถอยของปรมาณอนทรยคารบอนรวม (Cs) อนทรยคารบอนจากปา (Cdf) และ อนทรยคารบอนจากขาวโพด (Cdc) ใน ชวงเวลา 50 ปขางหนา

กราฟคาดการณใน 50 ป ของดนทาตะเกยบ

ป , ภายใตการจดการด นหลงบกเบกปา

0 10 20 30 40 50

ปรมาณอนทรยคารบอนในดน

(ตนคารบอนตอไร)

0

100

200

300

400

500

C รวมทงหมดในดน C ในดนจากพชปา (Labile C)C ยอยสลายยาก(stable C)

ภาพท 9 ปรมาณสดสวนของอนทรยคารบอนทยอยสลายงาย (Labile carbon); (เสนดาประ) และยอยสลาย ยาก (Stable carbon); (แถบสดา) เปรยบเทยบกบปรมาณอนทรยคารบอนในดนรวม (เสนลายดา)

หลงจากการเปลยนจากปามาเปนขาวโพดในชวงเวลา 50ป ของแปลงศกษา อาเภอทาตะเกยบ 6. การประยกตใชสมการในพนทศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน อาเภอพนมสารคาม จงหวดฉะเชงเทรา สมการการสลายแบบเอกซโพเนนเชยล ทไดจากการศกษาในพนทอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา ไดถกนามาประยกตใชศกษาในพนทศนยศกษาพฒนาเขาหนซอน อาเภอพนมสารคาม จงหวดฉะเชงเทรา โดยนาขอมลผลวเคราะหทางดนจากขอมลสมดประจาแปลงทดลองของศนยฯในแปลงทดลองปลก

 

 

 

21

ขาวโพดหวาน เพอคดพนธพระราชทาน “ฉตรทอง” มาทาการศกษาการเปรยบเทยบภายภายใตการใชทดนและการจดการดนทแตกตางกนตามความตอเนองของชวงเวลาโดยดนททาการศกษาทงในแปลงปาดงเดมและแปลงทดลองปลกขาวโพดหวาน เพอคดพนธ เปนดนชดจนทก (Typic Ustipsaments) ผลการศกษาพบวา คาอนทรยคารบอนในดน จากพนทปาดงเดม (0 ป เมอปาถกบกเบกป พ.ศ. 2510) 64.63 ตนคารบอนตอไรตอป เมอเวลาผานไป 40 ป พบวาพนททไมไดถกปรบปรงบารงดนนนคาอนทรยคารบอนในดนลดลงเหลอ 15.35 ตนคารบอนตอไร (ภาพท10) และเมอเกบขอมลจากแปลงทดลองปลกขาวโพดหวาน เพอคดพนธพระราชทานฉตรทองของศนย (ศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน, 2531) แลวนามาคานวณคาอนทรยคารบอนในดนในชวงเวลาตอเนองหลงจากมการจดการดนอยางดพบวา สมการความสมพนธของการสลายแบบเอกโพเนนเชยล ไดเปลยนมาเปนรปแบบ การสลายแบบเอกโพเนนเชยลเชงเสนตรงผสมผสาน (Exponential linear combination) กลาวคอ มการเพมขนของปรมาณอนทรยคารบอนในดนหลงจากมการปรบปรงบารงดนในชวงหลงการกอตงศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอนในป พ.ศ. 2522 (12 ป หลงจากปาถกบกเบก) ซงปรมาณอนทรยคารบอนในดนมคา 27.37 ตนคารบอนตอไร ในป 2544 และเพมขนเปน 103.19 ตนคารบอนตอไร ในป 2548 (38 ป หลงจากปาถกบกเบก) ทงนประวตของการใชทดนและการจดการดนดงแสดงในตารางท 5 ตารางท 5 ประวตการใชทดนและการจดการดนในแปลงทดลองขาวโพดคดพนธของศนยศกษาการพฒนา

เขาหนซอน จงหวดฉะเชงเทรา1

พ.ศ. ชวงเวลา (ป) การใชทดน

การจดการดน (ตนคารบอนตอไรตอป) ตนตอไรตอป อนทรยคารบอน 46-0-0 15-15-15 18-24-24 ปยหมก

2510 0 ปาถกบกเบก 64.63 - - - - 2522 12 เรมตงศนยฯ 27.37 - - - - 2523-2530

13-20 ไมผลละมด พรอมพชคลม Centrocema

23.71 มข2 มข มข 60-80

2531-2537

21-27 ขาวโพดฝกออนและคด

พนธ

17.65 4-6 6-8 3-4 60-80

2538-2548

28-38 ขาวโพดหวาน คดพนธและขยายพนธ

103.19 6-8 8-10 4-6 180-200

1 ขอมลไดจากสมดบนทกประจาแปลงของศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอนและรายงานการสารวจดนศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน (กรมพฒนาทดน, 2526) 2 มข = ไมมขอมล

 

 

 

22

ศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน

Cimprove=-511.3+576*exp(-0.029t)+11.03t

Coriginal= 14.85+49.78*exp(-0.115*t)

ป , ภายใตการจดการด นหลงบกเบกปา

0 10 20 30 40 50

ปรมาณอนทรยคารบอนในดน

(ตนคารบอนตอไร)

0

20

40

60

80

100

120

ดนถกจดการภายใตโครงการของศนยฯดนภายใตการจดการแบบเกษตรกรทวไป

ภาพท 10 กราฟการสลายแบบเอกโพเนนเชยลเชงเสนผสมผสาน เปรยบเทยบการเปลยนแปลงของอนทรย

คารบอนภายใตการจดการทเขมขน (●) และการจดการแบบทวไป (○) ในดน หลงจากปาถกบกรก (0 ป, พ.ศ.2510) ของแปลงศกษาศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน อาเภอพนมสารคาม จงหวดฉะเชงเทรา

 

 

 

23

สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

จากผลการศกษาสามารถสรปไดวา 1. ปรมาณอนทรยคารบอนจะมการเปลยนแปลงลดลงอยางรวดเรว หลงจากปาไดถกบกเบกเพอ

เปลยนมาเปนขาวโพด โดยใชเวลาเพยง 12 ป สามารถลดลงถง 47 เปอรเซนต ในขณะทการจดการดนปลกขาวโพดหลงจากปาถกบกรกมการเพมของอนทรยคารบอนเพยง 10 เปอรเซนตเทานน

2. การศกษาสดสวนของอนทรยคารบอนในดนภายใตระบบการปลกขาวโพด หลงจากการเปลยนการใชทดนจากปามาเปนขาวโพด ซงปรมาณอนทรยคารบอนในดนรวมทลดลงอยางรวดเรวนน พบวาอนทรยคารบอนทมอยในดนสวนใหญเปนอนทรยคารบอนทสลายมาจากไมปากอนถกบกรก ในขณะทมอนทรยคารบอนทมาจากการปลกขาวโพดในรปแบบเกษตรกรทวไปมสดสวนเพยง 10 เปอรเซนต 3. การศกษาระยะยาวโดยใชสมการการถดถอยรปแบบการสลายแบบเอกซโพเนนเชยล สามารถสรปไดวา ปรมาณอนทรยคารบอนในดน เมอลดลงอยางรวดเรวนนจะเขาสสมดลคงทในชวงระยะเวลา 40 – 50 ป โดยทอนทรยคารบอนทเหลออยนนสวนใหญจะเปนอนทรยคารบอนทสลายตวยาก และอยในสวนของดนชนลางและเมอศกษาเปรยบเทยบการจดการดนทแตกตางกนระหวางการจดการแบบเขมขนกบแบบทวไปหลงจากปาถกบกเบกมาทาการเกษตร พบวาถามการจดการทดแลว ปรมาณอนทรยคารบอนสามารถเพมมากขนกวาเดมไดในชวงระยะเวลา 20 ถง 50 ปเมอเทยบกบปรมาณอนทรยคารบอนในปาดงเดม ขอเสนอแนะ แนวทางทเหมาะสมในการพฒนาทดน คอ การใชทดนใหถกตองตามสมรรถนะทดน ซงเปนปจจยทสาคญปจจยหนง ในการวางระบบการพฒนาทดน โดยเฉพาะอยางยง การเปลยนแปลงการใชทดนทไมเหมาะสมตอสมรรถนะทดนนนๆ ทงนเกดจาก ความตองการของประชากรในการใชทรพยากรทดนอยในสภาวะถกกดดนทางดานเศรษฐกจ และสงคม ตวอยางทเหนไดชดคอ การเปลยนแปลงพนทจากปาไม ไปเปนพนทเกษตร ซงการใชทดนลกษณะนมผลกระทบอยางมากตอความสญเสยความอดมสมบรณของดน ทาใหดนเสอมโทรมเรวขน สาหรบ พนทในเขตภาคกลางนน ยงพบวามการบกรกทาลายปาอย โดยเฉพาะพนทในบรเวณจงหวดอทยธาน สระบร ลพบร และนครนายก เปนตน

แนวทางการวจยครงน ชใหเหนถงผลกระทบของการเปลยนแปลงการใชทดน ทมตออนทรยคารบอน ซงเปนสวนหนงของอนทรยวตถในดน เปนททราบกนอยวา อนทรยวตถในดนเปนตวชวดความอดมสมบรณของดนตอการปลกพชทางการเกษตร ผลสรปของงานวจยครงนชชดวา การบกรกทาลายปา มผลกระทบใหญหลวงตอการสญเสยอนทรยคารบอน หรออนทรยวตถในดน ซงจะสงผลตอการเสอมโทรมของดน และจากการศกษาเพมเตมพบวา ถามการจดการดนทด มการวางระบบการพฒนาทดนทถกตอง เชน ตวอยางของศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน สามารถนามาปรบใชในพนทเกษตรในเขตพนทภาคกลางดวยเชนกน อยางไรกตามการศกษาผลกระทบตอการเปลยนแปลงการใชทดน ควรจะศกษาใหครอบคลมในดานตางๆใหครบถวน อาท ผลกระทบทมตอธาตอาหารในดน ความชนในดน ตลอดจนการชะลางพงทลายของดน เปนตน นอกจากนการเปลยนแปลงการใชทดน จากพชลมลกไปเปนพชยนตนขามป อาทเชน การเปลยนแปลงการใชทดนจากการปลกพชไรไปเปน ยางพารา เปนตน

 

 

 

24

คาขอบคณ

ผเขยนขอขอบคณ กรมพฒนาทดน ทใหการสนบสนนงบประมาณในการศกษา และวเคราะหตวอยาง ดน และพช จากงานทดลอง

 

 

 

25

เอกสารอางอง

กรมพฒนาทดน. 2526. รายงานการสารวจดนศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน. รายงานการสารวจดนฉบบท 358 กองสารวจและจาแนกทดน, กรมพฒนาทดน. 412 น.

ศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอน. 2531. โครงการสรางพนธลกผสมสองชนในพชผกรบประทานผลในศนยศกษาการพฒนาเขาหนซอนและศนยศกษาการพฒนาหวยทราย. กรมพฒนาทดน. 33 น.

คณะสงแวดลอมและทรพยากรศาสตร มหาวทยาลยมหดล. 2545. การศกษาและจดทารายงานแหงชาต วาดวยการเปลยนแปลงสภาพภมอากาศ. กรงเทพฯ: เอส พ เอส พรนตง จากด. (โครงการศกษาแหลงกกเกบกาซเรอนกระจกจากภาคปาไมและกจกรรมการเปลยนแปลงการใชประโยชนทดน ภายใตพธสารเกยวโต เสนอสานกงานนโยบายและแผนสงแวดลอม. กมภาพนธ 2545). 220 น.

Batjes, N.H. 1996. Total C and N in soils of the world. Eur.J. Soil Sci. 47, 151-163. Balesdent, J., G.H. Wagner and A. Mariotti. 1988. Soil organic matter turnover in long-term

field experiments as revealed by carbon-13 natural abundance. Soil Sci. Soc. Am. J. 52: 118-24.

Bernoux, M., C.C. Cerri, C. Neill and J.f.l. de Moraes. 1998. The use of stable carbon isotopes for estimating soil organic matter turnover rates. Geoderma. 82: 43-58.

Blake, G.R. 1965. Bulk Density. In Black, C.A. (ed.). Method of soil analysis, Part 1. American Socitety of Agronomy Monograph. No.9. Madison, Wisconsin. U.S.A. pp. 383-390.

Blair, N., A. Leu, E. Munoz, J. Olsen, E. Kwong and D. Des Marais. 1985. Carbon isotopic fraction in heterotrophic microbial metabolism. Appl. Environ. Microbiol. 50(4): 996-1001.

Bray, R.A. and L.T. Kurtz. 1945. Determination of total organic and available form of phosphorus in soil. Soil. Sci. 59: 39-45.

Bruun, T.B., A. de Neergaard, D. Lawrence and A.D. Ziegler. 2009. Environmental Consequences of the Demise in Swidden Agriculture in SE Asia: Soil Nutrients and carbon stocks. Human Ecol. 37: 375-388.

Cerri, C.C.1986. Dinamica da material organica do solo no agrosistema cana de acucar. Thesis Diss., CENA-Univ. of Sao Paulo, Piracicaba (SP), Brazil, 197 pp.

Cerri, C.C. and F. Andreux.1990. Change in organic carbon content of Oxisols cultivated with sugar cane and pasture, based on 13C abundance measurements. Proceedings 14th International Congress Soil Science, Kyoto, Japan. IV: 98-103.

Cerri, C.C., B.P. Eduardo and M.C. Piccolo. 1991. Use of stable isotope in soil organic matter studies. IAEA Proc. Series, IAEA-SM-31/48: 247-59.

Cerri, C., E.P. Easter, M. Paustian, K. Killian, K. Coleman, K. Bernoux, M. Falloon, P. Powlson, D.S. Batjes, N.H.E. Milne and C.C. Cerri. 2007. Predicted soil organic carbon stocks and changes in the Brazillian Amazon between 2000 and 2030. Agr. Ecosyst. Environ. 122: 58-72.

 

 

 

26

Craig, H. 1957. Isotopic standards of carbon and oxygen and correction factors for mass spectrometric analysis of carbon dioxide. Geochim. Cosmochim. Acta. 12: 133-149.

De Camargo, P.B., S. Trumbore, L.A. Martinelli, E.A. Davidson, D.C. Nepstad and R.L. Victoria.1999. Soil carbon dynamics in regrowing forest of eastern Amasonia. Global Change Biology. 5: 693-702

FAO. 2005. Global forest resources assessment 2005 (Progress towards sustainable forest management). FAO Forestry Paper 147, Rome. 320p.

Flint, E.P. 1994. Changes in land use in South and Southeast Asia from 1880 to 1980: A data base prepared as part of a coordinated research program. Chemosphere. 29: 1015-1062.

Follent, M.C. 2001. Soil management concepts and carbon sequestration in cropland soils. Soil Tillage Res. 6:77-92.

Galimov, E.M. 1985. The Biological Fractionation of Isotopes. Academic Press, New York, 261 pp.

Jackson, M.L. 1958. Soil Chemical Analysis. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, N.J. pp 219-221.

Jenkinson, D.S. and J.H. Rayner. 1977. The turnover of soil organic matter in some of the Rothamsted classical experiment. Soil Sci. 123: 298-305.

Mendham, D.D., A.M. O’Connell and T.S. Grove. 2003. Change in soil carbon after land clearing or afforestation in highly weathered lateritic and sandy soils of south-western Australia. Agri. Ecosyst. Environ. 95: 143-156.

O'Leary, M.H. 1981. Carbon isotope fractionation in plants. Phytochemistry. 20: 553-567. Phat, N. K., W. Knorr and S. Kim. 2004. Appropriate measures for conservation of terrestrial

carbon stocks-analysis of trends of forest management in Southeast Asia. For. Ecol. Manag.191: 283-299.

Reijneveld, A., J. van Wensem and O. Oenema. 2009. Soil organic carbon contents of agricultural land in the Netherlands between 1984 and 2004. Geoderma. 152: 231-238.

Schedlbauer, J.L. and K.L. Kavanagh. 2008. Soil organic carbon dynamics in a chronosequence of secondary forests in northeastern Costa Rica. Forest Ecol. Manag. 255: 1326-1335.

Schulp, C.J.E. and P.H. Verburg. 2009. Effect of land use history and site factors on spatial variation of soil organic carbon across a physiographic region. Agri. Ecosyst. Environ. 133: 86-97.

Soil survey staff. 1990. Keys to Soil Taxonomy. 4th ed. SMSS Tech. Monogr., 6. SMSS, Blacks Burg, VA., 422 pp.

 

 

 

27

Staddon, P.L. 2004. Carbon isotopes in functional soil ecology. Trend. Ecol. Evol. 19: 148-154.

Telles, E.C.C., P.B. Camargo, L.A. Martinelli, S.E. Trumbore, E.S. Costa, J. Santos, N. Higuchi and R.C.O. Oliveira. 2003. Influence of soil texture on carbon dynamics and storage potential in tropical forest soils of Amazonia. Global. Biogeochem. Cycles. 17: 1040.

Van Noordwijk, M., C.C. Cerri, P.L. Woomer, K. Nugrohoand and B. Bernoux. 1997. Soil organic carbon dynamics in the humid tropical forest zone. Geoderma. 79: 87-225.

Walker F.W., J.R. Parington and F. Feiner. 1989. Nuclides and Isotopes; Chart of the Nuclides. 14th ed., GE Nuclear Energy, GE Company, Nuclear Energy Operations, 175 Curtner Ave. San Jose, CA, USA.

Wen, Z., Y. Yong-Qiang, S. Wen-Juan and Y. Huang. 2007. Simulation of soil organic carbon dynamics in Chinese rice paddies from 1980 to 2000. Pedosphere. 17: 1-10.

Yimer, F., S. Ledin and A. Abdelkadir. 2007. Changes in soil organic carbon and total nitrogen contents in three adjacent land use types in the Bale Mountains, sout-easthern highlands of Ethiopia. For. Ecol. Manag. 242: 337-342.

Yoneyama, T., H. Okada and P. Chongpraditnum. 2006. Effects of vegetation and cultivation on δ13C values of soil organic carbon and estimation of its turnover in Asian tropics: A case study in Thailand. Soil Sci. Plant Nutr. 52: 95-102.

Ziegler, A.D., T.B. Bruun, M. Guardiola-Claramonte, T.W. Giambelluca, D. Lawrence and N.T. Lam. 2009. Environmental Consequences of the Demise in Swidden Agriculture in SE Asia: Hydrology and Geomorphology. Human Ecol. 37: 361-373.

 

 

 

28

ภาคผนวก

 

 

 

29

ตารางผนวกท 1 คาอธบายชนหนาตดดน (Soil profile description) ของดนแปลงศกษาทง 4 แปลง ใน อาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา

1) แปลงปา (NFT) ชดดนโพนพสย (Pp)

(NFT) (USDA) coarse skeletal, kaolinitic, Typic Paleustults

Horizon Depth (cm.) Horizon Description

A1 0-17 Very dark gray (10 YR 3/1) clay loam ; moderate fine and medium subangular blocky structure ; firm, sticky, plastic ; many fine and medium roots; moderate alkaline; abrupt, smooth boundary.

BA 17-40 Dark brown (7.5 YR 3/4) very gravelly clay loam ; moderate fine

and medium subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic ; common fine and few medium roots ; gravels composed of unconsolidated ironstones about 60% by volume of the soil matrix ; neutral; clear, smooth boundary.

Bt1 40-75 Brown (7.5 YR 5/4) very gravelly clay ; moderate fine and medium subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic ; patchy thin clay coatings on ped faces in pores ; few fine roots ; gravels composed of unconsolidated ironstones about 70% by volume of the soil matrix, common ferric and manganese concretion ; neutral ; gradual, smooth boundary.

Bt2 75-100 Light brownish gray (10 YR 6/2) gravelly clay ; common fine mottles of strong brown (7.5 YR 4/6) ; moderate medium and coarse subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic ; patchy thin clay coatings on ped faces and in pores ; few fine roots ; gravels composed of unconsolidated ironstones about 50% by volume of the soil matrix, plinthites forming in the soil matrix, common ferric and manganese concretion; strongly acid.

 

 

 

30

2) แปลงปลกขาวโพด (AG 3) ชดดนนครปฐม (Np),

AG3 (USDA) : fine, mixed, semiact, Aeric Endoaqualfs

Horizon Depth (cm.) Horizon Description

Ap 0-16 Very dark gray (10YR 3/1) slightly gravelly clay loam ; moderate fine and medium subangular blocky structure ; firm, sticky, plastic ;few fine and medium roots ;mildly alkaline ; clear, smooth boundary.

Btg1 16-28 Yellowish brown (10 YR 5/4) clay ; few fine mottles of red (2.5 YR 4/8) ; moderate medium and coarse subangular blocky structure ; firm sticky, plastic ; patchy thin clay coatings on ped faces and in pores ; few fine roots ; neutral ; clear, smooth boundary.

Btg2 28-54 Light brown gray (10 YR 6/2) clay ; many medium mottles of brownish yellowish brown (10 YR 6/8) and common fine mottles of red (2.5 YR 4/8) moderate medium and coarse subangular blocky structure ; firm sticky, plastic ; patchy thin clay coatings on ped faces and in pores ; few fine roots ; slightly acid ; gradual, smooth boundary.

Btg3 54-75 Light brownish gray (10 YR 6/2) clay; common fine mottles of

brownish yellow (10 YR 6/8) and few fine mottles of red (2.5 YR 4/6); moderate medium and coarse subangular blocky structure; firm, sticky, plastic thin clay coatings on ped faces and in pores; few fine roots; slightly acid.

 

 

 

31

3) แปลงปลกขาวโพด (AG7) ชดดนทายาง (Ty)

AG7 (USDA) loamy skeletal, siliceous, Kanhaphic Haplustults

Horizon Depth (cm.) Horizon Description

A1 0-12 Dark grayish brown (10 YR 4/2) slightly gravell sandy clay loam ; moderate medium and coarse subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic ; few fine roots ; neutral ; about, smooth boundary.

Bt1 13-32 Yellowish brown (10 YR5/4) very gravelly sandy clay loam ; moderate fine and medium subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic ; patchy thin clay coatings on ped faces and in pores ; few find roots ; gravels composed of sand stone and quardzite fragments about 80 % by volume of the soil matrix ; neutral.

Bt2 32-60 Light yellowish brown (10 YR6/4) very gravelly sandy clay loam ; moderate fine and medium subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic ; patchy thin clay coatings on ped faces and in pores ; gravels composed of sand stone and quardzite fragments about 80 % by volume of the soil matrix ; neutral.

 

 

 

32

4) แปลงปลกขาวโพด 10 ป (AG10) ชดดนบานจอง (Bg)

AG 10 (USDA) : fine, kaolinitic, Typic Paleustults

Horizon Depth (cm.) Horizon Description

A1 0-11 Very dark grayish brown (10 YR 3/2) clay loam; moderate fine and medium subangular blocky structure; firm, sticky, plastic; common fine and abrupt, smooth boundary.

BA 11-25 Yellowish brown (10 YR 5/4) clay ;common fine mottles of yellowish red medium subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic; few fine roots ; neutral ; gradual, smooth boundary.

Bt1 25-62 Yellowish brown (10 YR 5/4) clay ; ;common fine mottles

of yellowish red moderate fine and medium subangular blocky structure ; firm, slightly sticky, slightly plastic ;moderately thick clay coatings on ped faces in pores ; few fine roots ; neutral ; gradual, smooth boundary.

Bt2 62-100 Light brownish gray (10 YR 6/2) gravelly clay; common fine

mottles of strong brown (7.5 YR 4/6); moderate medium and coarse subangular blocky structure; firm, sticky, plastic; patchy thin clay coatings on ped faces and in pores; concretion; strongly acid.

 

 

 

33

ตารางผนวกท 2 คาปรมาณอนทรยคารบอนรวม (Cs) อนทรยคารบอนจากปา (Cdf) และ อนทรยคารบอน จากขาวโพด (Cdc) โดยคานวณจากเดลตาคารบอน-13  (δ 13Cs) ในดนของชวงเวลาทศกษา 12 ป หลงบกเบกปาอาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา

ชวงเวลา δ 13Cs อนทรยคารบอนรวม (Cs)

อนทรยคารบอนจากปา (Cdf)

อนทรยคารบอนจากขาวโพด (Cdc)

(C3,ปา) (C4,ขาวโพด) ป (เปอรมล) (ตนคารบอนตอไร) 0 -26.9 377.4 377.4 0 3 -26.1 339.9 323.0 16.9 4 -26.1 249.4 236.9 12.4 5 -26.4 276.1 267.5 8.6 7 -23.8 164.2 132.6 31.6 8 -25.2 228.8 204.6 24.2 9 -24.7 132.1 114.0 18.1 10 -25.8 189.6 176.7 12.9 11 -24.6 190.4 163.2 27.2 12 -25.6 151.4 139.2 12.3

 

 

 

34

ตารางผนวกท 3 ปรมาณอนทรยคารบอน ทระดบ 0-10, 40-50, 70-80 และ รวม 0-100 เซนตเมตร ในชวง เวลาทศกษา 12 ป หลงบกเบกปา อาเภอทาตะเกยบ จงหวดฉะเชงเทรา

(คาเบยงเบนมาตรฐาน)

ชวงเวลา 0-10 ซม. 40-50 ซม. 70-80 ซม. รวม 0-100 ซม.

ป (ตนคารบอนตอไร) 0 377.4

(25.4) 79.8 (13.1)

37.9 (6.9)

1,081.0

3 339.9 (115.3)

46.7 (6.4)

33.3 (7.4)

857.1

4 249.4 (100.6)

45.3 (4.1)

26.1 (1.5)

738.8

5 276.1 (19.9)

63.2 (12.8)

43.6 (10.7)

942.9

7 164.2 (18.6)

49.9 (33.6)

30.6 (1.8)

663.2

8 228.8 (62.1)

28.1 (2.4)

17.9 (5.9)

588.1

9 132.1 (8.1)

40.9 (3.8)

41.9 (1.6)

653.6

10 189.6 (83.8)

37.9 (5.4)

25.2 (21.8)

559.6

11 190.4 (17.4)

83.2 (6.2)

59.6 (8.1)

1162.1

12 151.4 (17.7)

40.4 (3.0)

28.8 (1.3)

740.9