ดินเปรี้ยว

ดินเปรี้ยว หรือดินกรด (Acid soil) หมายถึง ดินที่มีค่า pH วัดได้ต่ำกว่า 7.0 ดังนั้น ดินเปรี้ยวจัด (Acid sulfate soil) จึงเป็นดินเปรี้ยวหรือดินกรดชนิดหนึ่ง แต่มีความหมายแตกต่างจากดินกรดโดยทั่ว ๆ ไป หรือดินกรดธรรมดา หนังสือคำบัญญัติศัพท์ ภูมิศาสตร์ฉบับราชบัณฑิตยสถาน (พ.ศ. 2523) ได้ให้ความหมายว่า acid sulfate soil หมายถึง ดินเปรี้ยวจัด ดินกรดจัด หรือดินกรดกำมะถัน
ดินเปรี้ยวจัด นับว่าเป็นดินที่ก่อให้เกิดปัญหาอย่างมากต่อระบบเศรษฐกิจและสังคมของประเทศ เนื่องจากพื้นที่ดินเปรี้ยวส่วนใหญ่แพร่กระจายอยู่ทั่วไปในทุกภาคของประเทศ โดยเฉพาะที่ราบลุ่มภาคกลางตอนใต้ บริเวณชายฝั่งทะเลตะวันออกเฉียงใต้และชายฝั่งทะเลตะวันออกของภาคใต้ ดินเปรี้ยวจัดส่วนใหญ่เป็นที่ราบลุ่มมีน้ำขังอยู่ตลอดช่วงฤดูฝนและลักษณะของดินเป็นดินเหนียวจึงจัดใช้เป็นพื้นที่เพาะปลูกข้าว ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้บริเวณพื้นที่ดังกล่าวให้ผลผลิตข้าวต่ำ ถึงแม้สภาพภูมิประเทศโดยทั่วไปเหมาะสมต่อการทำนาก็ตาม แต่เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ซึ่งไม่ใช่ดินเปรี้ยวจัดซึ่งจะให้ผลผลิตเฉลี่ยมากกว่าหลายเท่า ดังนั้นการแก้ไขปรับปรุงดินเปรี้ยวจัดจึงเป็นสิ่งที่ต้องดำเนินการอย่างเร่งด่วนและต่อเนื่อง
เมื่อพิจารณาถึงปัญหาและอุปสรรคของดินเปรี้ยวจัดพบว่าความเป็นกรดอย่างรุ่นแรงของดินเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้การเจริญเติบโตของพืชและผลผลิตของพืชตกต่ำ เพราะทำให้ความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารหลักของพืชลดลงหรือมีไม่พอเพียงต่อความต้องการของพืช ธาตุอาหารของพืชที่มีอยู่ในระดับต่ำคือ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ส่วนธาตุอาหารของพืชบางชนิดมีเกินความจำเป็นซึ่งจะก่อให้เกิดอันตรายต่อการเจริญเติบโนและผลผลิตของพืชที่ปลูก เช่น อลูมิเนียม เหล็ก แมงกานีส และความเป็นกรดจัดยังมีผลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในดินและมีประโยชน์ต่อพืชมีปริมาณที่ลดลง ดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นที่จะต้องหาลู่ทางที่เหมาะสมในการแก้ปัญหาดินเปรี้ยวจัดเพื่อเพิ่มปริมาณผลผลิตให้สูงขึ้น ซึ่งเป็นการแก้ไขปัญหาทางเศรษฐกิจและสังคม รวมทั้งเป็นการแก้ปัญหาการใช้ทรัพยากรดินให้เกิดประโยชน์อย่างคุ้มค่า มีประสิทธิภาพ และยั่งยืนต่อไป
ประเภทของดินเปรี้ยว

ดินกรดเป็นดินที่ปัญหาทางการเกษตรเนื่องจากสมบัติที่เป็นกรดซึ่งมีผลต่อกระบวนการเจริญเติบโตของพืชแล้วส่งผลต่อปริมาณผลิตผลทางการเกษตร พบว่าดินกรดจะมีลักษณะของดินและกระบวนการเกิดดินสามารถแบ่งประเภทของดินได้ 3 ประเภท ดังนี้
ดินเปรี้ยวจัด ดินกรดจัด หรือดินกรดกำมะถัน (Acid sulfate soil)

ดินเปรี้ยวจัด ดินกรดจัด หรือดินกรดกำมะถัน (Acid sulfate soil) เป็นดินทีเกิดจากการตกตะกอนของน้ำทะเลหรือตะกอนน้ำกร่อย ที่มีสารประกอบของกำมะถันซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดกำมะถันตามกระบวนการธรรมชาติสะสมในชั้นหน้าตัดของดินโดยจะเป็นดินที่มีความเป็นกรดสูง ความอุดมสมบูรณ์ต่ำ ขาดธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชอย่างรุนแรง เช่นขาดธาตุฟอสฟอรัส ไนโตรเจนแถมยังมีธาตุอาหารบางชนิดเกินความจำเป็นซึ่งส่งผลร้ายหรือเป็นอันตรายต่อการเจริญเติบโตของพืชเช่น ธาตุเหล็ก อลูมิเนียม เป็นต้น
ดินอินทรีย์ หรือโดยทั่วไปเรียกว่า “ดินพรุ”

ในประเทศมีดินที่เป็นดินอินทรีย์แพร่กระจายอยู่หนาแน่นอยู่ตามแนวชายแดนหรือเขตชายแดนไทยและมาเลเซียเป็นส่วนใหญ่นอกจากนั้นยังพบโดยทั่ว ๆ ไปในภาคใต้และภาคตะวันออกของประเทศ พื้นที่ที่เป็นพื้นที่พรุหรือพื้นที่ดินอินทรีย์นั้น ตามธรรมชาติจะเป็นที่ลุ่มน้ำที่มีน้ำขังอยู่ตลอดทั้งปีซึ่งเกิดจากการทับถมของพืชต่าง ๆ ที่เปื่อยผุพังเป็นชั้นหนาตั้งแต่ 40 เซนติเมตร ไปจนถึงมีความหนาประมาณ 10 เมตร มี่การสลายตัวอย่างช้าๆทำให้กรดอินทรีย์ถูกปล่อยออกมาสะสมอยู่ตลอดเวลาอย่างต่อเนื่อง ดินชนิดนี้จะมีปริมาณดินเหนียวต่ำ และมีปริมาณธาตุอาหารหลักและธาตุอาหารรองที่จำเป็นต่อพืชอยู่น้อยดินชนิดนี้ที่พบในบริเวณที่ราบลุ่มตามชายทะเลจะมีดินเปรี้ยวจัดแฝงอยู่ในชั้นล่างของดิน ถ้ามีการระบายน้ำออกจากพื้นที่บริเวณพื้นที่พรุจนถึงระดับของดินเปรี้ยวจัดแฝงอยู่จะก่อให้ปัญหาใหม่ตามมาคือจะเกิดเป็นดินกรดกำมะถันขึ้น ทำให้มีปัญหาซ้ำซ้อนทั้งดินเปรี้ยวจัดและดินอินทรีย์ (ภาพประกอบ 3.2) ซึ่งจะทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการปรับปรุงแก้ไขเพิ่มเติมขึ้นมาอีก
ดินกรด หรือดินกรดธรรมดา

ดินกรดหรือดินกระธรรมดา เป็นดินเก่าแก่อายุมากซึ่งพบได้โดยทั่วไป ดินกรดเกิดขึ้นบริเวณพื้นที่เขตร้อนชื้นมีฝนตกชุก ดินที่ผ่านกระบวนการชะล้างหรือดินที่ถูกใช้ประโยชน์มาเป็นเวลานาน ซึ่งจะทำให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์ต่ำเนื่องจากดินเหนียวและอินทรีย์วันถุถูกชะล้างไปด้วยมีผลทำให้ความอุดมสมบูรณ์โดยทั่วๆ ไปของดินต่ำจนถึงต่ำมาก นอกจากนี้ดินยังมีความสามารถในการอุ้มน้ำต่ำอีกด้วย
กระบวนการเกิดดินเปรี้ยวจัด

กระบวนการเกิดดินเปรี้ยวจัด ประกอบด้วยกระบวนการที่สำคัญคือกระบวนการเกิดวัตถุต้นกำเนิดดินเปรี้ยวจัดหรือเรียกว่ากระบวนการสร้างดินทางธรณีวิทยา (geogenetic process) และกระบวนการเกิดชั้นดินเปรี้ยวจัดหรือเรียกว่า กระบวนการสร้างดินทางปฐพีวิทยา (pedogenetic process) ซึ่งกระบวนการเกิดวัตถุต้นกำเนิดดินเปรี้ยวจัดจะเกี่ยวข้องกับการเกิดสารประกอบไพไรท์ (pyrite) หรือสารประกอบซัลไฟด์ แต่กระบวนการเกิดชั้นดินเปรี้ยวจัดจะเกี่ยวข้องกับการออกซิไดซ์สารไพไรท์แล้วเกิดเป็นสารประกอบของกรดกำมะถัน
กระบวนการสร้างดินทางธรณีวิทยา (geogenetic process)

กระบวนการนี้เป็นกระบวนการที่ทำให้ดินนั้นมีการสะสมตะกอนและสารประกอบไพไรท์ (FeS2) ซึ่งจะเริ่มต้นด้วยการสะสมตะกอนที่พัดพามาโดยแม่น้ำ ลำน้ำ และน้ำทะเลบริเวณปากแม่น้ำ ทำให้มีการตกตะกอน การทับถมกัน เกิดเป็นพื้นที่ดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ ซึ่งตะกอนเหล่านั้นส่วนใหญ่เป็นตะกอนดินเหนียวเนื้อละเอียดหรือค่อนข้างละเอียด ตะกอนทรายรวมทั้งอินทรีย์วัตถุ ตะกอนที่พัดมาทับถมกันนี้อาจะมีตะกอนของสารประกอบซัลไฟด์โดยเฉพาะไพไรท์ (pyrite) รวมอยู่ด้วย เรียกขั้นตอนนี้ว่า “primary pyrite”
เมื่อระยะเวลาผ่านไปชั้นของตะกอนจะเพิ่มความหนาแน่นมากขึ้นทำให้พื้นผิวด้านบนของตะกอนอยู่สูงขึ้น หรืออาจเกิดการเปลี่ยนแปลงทางธรณีสันธานของผิวโลกบริเวณปากอ่าว ทำให้พื้นที่ชายฝั่งทะเลมีมากขึ้นและมีการทับถมของตะกอนเป็นระยะเวลานาน ทำให้ผิวหน้าของตะกอนอยู่เหนือระดับน้ำทะเลไม่มากนักซึ่งยังอยู่ในสภาพน้ำขัง ต่อมาจะมีพืชบางชนิดที่ชอบขึ้นอยู่แถบพื้นที่ชายทะเล เช่น พืชพวกแสม โกงกาง เสม็ด ลำพูน เป็นต้น สามารถเจริญเติบโตบนตะกอนชายเลนนี้ได้ ต่อมาเมื่อพืชเหล่านี้ตาย ทำให้ดินเริ่มมีการสะสมอินทรีย์วัตถุขึ้นจากการเน่าเปื่อยของเศษพืชที่ตายไปในพื้นที่นั้น จากการที่มีน้ำแช่ขังอยู่ตลอดเวลา ทำให้ดินขาดออกซิเจนผนวกกับจุลินทรีย์ใดดินช่วยย่อยอินทรีย์วัตถุและปล่อยพลังงานออกมา ซึ่งจะทำให้สารประกอบซัลเฟต และเหล็กที่มีอยู่ในน้ำทะเลเกิดการรวมตัวกันและแปรสภาพเป็นสารไพไรท์ และมีการสะสมสารไพไรท์อย่างช้าๆ และเป็นระยะเวลานานมากขึ้น ปริมาณของไพไรท์ที่สะสมก็จะมีสูงขึ้นและเรียกกระบวนการในขั้นตอนนี้ว่า “secondary pyrite” หรือกระบวนการสะสมไพไรท์ (pyritization) ถ้ากระบวนการนี้ดำเนินต่อไป สารไพไรท์ก็จะมีปริมาณมากขึ้นเรื่อยๆ มักจะเกิดการสะสมอยู่มากในบริเวณที่มีรากพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณรากพืชที่กำลังเน่าเปื่อยและสลายตัว ปัจจัยอีกประการหนึ่งที่ทำให้เกิดการสะสมไพไรท์ได้แก่ปริมาณของสารประกอบคาร์บอเนตที่มีอยู่ในตะกอน ถ้าอิทธิพลของน้ำขึ้นและน้ำลงมีมาก จะทำให้เกิดการสูญเสียคาร์บอเนตออกไป ละลายลงไปกับน้ำทะเล นอกจากนั้นการสูญเสียคาร์บอเนตมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดสภาพที่เป็นกรดอ่อนๆ ซึ่งเป็นสภาวะที่เหมาะสมสำหรับเกิดการสะสมของไพไรท์ ไพไรท์ที่เกิดขึ้นในการะบวนการนี้เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้ดินที่เกิดขึ้นเป็นดินเปรี้ยวจัดและเราเรียกกระบวนการสมสมไพไรท์นี้ว่า “tertiary pyrite” โดยจะพบอยู่ในดินบนของดินในบริเวณนั้น
กระบวนการสร้างดินทางปฐพีวิทยา (pedogenetic process)

กระบวนการนี้จะเริ่มเกิดขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมของดินเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเป็นผลมาจากการที่น้ำไม่แช่ขังอยู่ในดินเป็นระยะเวลาถาวรอีกต่อไปมีช่วงแห้งเกิดขึ้นเป็นบางช่วงในรอบปี การเปลี่ยนแปลงทางธรณีสัณฐาน เช่น การถอยร่นของฝั่งทะเล (Regression of shoreline) จะทำให้พื้นที่ที่นั้นน้ำไม่ท่วมอย่างถาวรอีกต่อไป หรือเกิดจากการระบายน้ำออกไปโดยมนุษย์เพื่อใช้ในกิจการต่าง ๆ
การเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ทำให้ดินเริ่ม “สุก” (Ripening) หรือ “แข็ง” หรือ “แปรสภาพ” การแปรสภาพของดินดังกล่าว ได้แก่ การแปรสภาพทางกายภาพ (Physical ripening) การแปรสภาพทางชีวภาพ (biological ripening) และการแปรสภาพทางเคมี (chemical ripening) กระบวนการทั้ง 3 กระบวนการนี้อาจะเกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน หรือ ใกล้เคียงกันก็ได้แล้วแต่กรณี รายละเอียดของแต่ละกระบวนการอธิบายได้ดังนี้
กระบวนการแปรสภาพทางกายภาพ เป็นกระบวนการที่ดินเริ่มแปรสภาพจากดินเลนเป็นดินที่มีความแข็งตัวขึ้น กระบวนการนี้เริ่มขึ้นเมื่อน้ำในดินถูกระบายออกไป หรือเมื่อน้ำแห้งลง การแตกระแหงของดินในฤดูแล้งและการที่มีพืชชนิดต่าง ๆ เจริญเติบโตในบริเวณดังกล่าว จะเป็นการช่วยเร่งให้ดินสูญเสียน้ำและทำให้ดินแข็งตัวเร็วขึ้นอีกด้วย
กระบวนการแปรสภาพทางเคมี เป็นกระบวนการที่เริ่มจากสารประไพไรท์ถูกออกซิไดซ์แล้วให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็นกรดกำมะถัน และเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอื่นๆ หรือทำให้เกิดสารประกอบต่างๆ เช่น สารประกอบจาโรไซท์ หรือเกิดจุดประสีสนิมหล็ก สีเหลืองหรือสีแดงเกิดขึ้น กระบวนการนี้นอกจากเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเกิดกรดภายในดินแล้วยังรวมไปถึงกระบวนการที่กรดนั้นถูกสะเทินโดยสารประกอบพวกคาร์บอเนตอีกด้วย
กระบวนการทางชีวภาพ เป็นกระบวนการส่งเสริมกระบวนการแปรสภาพทางเคมีที่จะเกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน ทั้งนี้โดยมีจุลินทรีย์ในดินเข้มร่วมปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ทำให้กระบวนการทางเคมีเกิดขึ้นอย่างรุนแรงและรวดเร็วยิ่งขึ้น
วิธีการแก้ไขดินเปรี้ยวจัดตามแนวพระราชดำริ

วิธีการควบคุมระดับน้ำใต้ดิน

ป้องการเกิดกรดกำมะถันโดยการควบคุมน้ำใต้ดินให้อยู่เหนือชั้นดินเลนที่มีสารประกอบไพไรท์อยู่ เพื่อป้องกันไม่ให้สารประกอบไพไรท์ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศหรือถูกออกซิไดซ์ โดยมีขั้นตอนดังนี้
วางระบบการระบายน้ำทั่วทั้งพื้นที่
ระบายน้ำเฉพาะส่วนบนออกเพื่อชะล้างกรด
รักษาระดับน้ำในคูระบายน้ำให้อยู่ในระดับไม่ต่ำกว่า 1 เมตรจากผิวดินตลอดทั้งปี
วิธีการ " แกล้งดิน " ตามพระราชดำริ

วิธีการปรับปรุงดินอันเนื่องมาจากพระราชดำริ "แกล้งดิน" สามารถเลือกใช้ได้ 3 วิธีการตามแต่สภาพของดินและความเหมาะสม คือ
1. การใช้น้ำชะล้างความเป็นกรด : เป็นการใช้น้ำชะล้างดินเพื่อล้างกรดทำให้ค่า pH เพิ่มขึ้นโดยวิธีการปล่อยน้ำให้ท่วมขังแปลง แล้วระบายออกประมาณ 2-3 ครั้ง โดยทิ้งช่วงการระบายน้ำประมาณ 1-2 สัปดาห์ต่อครั้ง ดินจะเปรี้ยวจัดในช่วงดินแห้งหรือฤดูแล้ง ดังนั้นการชะล้างควรเริ่มในฤดูฝนเพื่อลดปริมาณการใช้น้ำในชลประทาน การใช้น้ำชะล้างความเป็นกรดต้องกระทำต่อเนื่องและต้องหวังผลในระยะยาวมิใช่กระทำเพียง 1-2 ครั้งเท่านั้น วิธีการนี้เป็นวิธีการที่ง่ายที่สุดแต่จำเป็นต้องมีน้ำมากพอที่จะใช้ชะล้างดินควบคู่ไปกับการควบคุมระดับน้ำใต้ดินให้อยู่เหนือดินเลนที่มีไพไรท์มากเมื่อล้างดินเปรี้ยวให้คลายลงแล้วดินจะมีค่า pH เพิ่มขึ้นอีกทั้งสารละลายเหล็กและอลูมิเนียมที่เป็นพิษเจือจางลงจนทำให้พืชสามารถเจริญเติบโตได้ดี
2. การแก้ไขดินเปรี้ยวด้วยการใช้ปูนผสมคลุกเคล้ากับหน้าดิน ซึ่งมีวิธีการดังขั้นตอนต่อไปนี้คือ ใช้วัสดุปูนที่หาได้ง่ายในท้องที่ เช่น ใช้ปูนมาร์ล (marl) สำหรับถาคกลางหรือปูนฝุ่น (lime dust) สำหรับภาคใต้ หว่านให้ทั่ว 1-4 ตันต่อไร่ แล้วไถแปรหรือพลิกกลบดิน ปริมาณของปูนที่ใช้ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของความเป็นกรดของดิน
3. การใช้ปูนควบคู่ไปกับการใช้น้ำชะล้างและควบคุมระดับน้ำใต้ดิน เป็นวิธีการที่สมบรูณ์ที่สุดและใช้ได้ผลมากในพื้นที่ซึ่งเป็นดินกรดจัดรุนแรงและถูกปล่อยทิ้งให้รกร้างว่างเปล่าเป็นเวลานาน
ผลการดำเนินงาน

ปี 2529-2533 ผลผลิตของข้าวอยู่ระหว่าง 230 กก.ต่อไร่ ถึงสูงสุด 465 กก.ต่อไร่ ปี 2538 อยู่ที่ 331 กก.ต่อไร่ นอกจากนี้พบว่าทำให้ดินมีระดับ pH สูงขึ้น
ปี 2541 จากการศึกษาทดลองปรับปรุงดินโดยวิธีการต่างๆ พบว่าการใช้น้ำล้างความเป็นกรดและสารพิษ การใส่ปูนฝุ่น และการปรับปรุงดินโดยใช้ทั้ง 2 วิธีร่วมกัน ข้าวที่ปลุกให้ผลผลิตสูงถึง 40 -50 ถังต่อไร่
การขยายผล

จากผลการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง ศูนย์การศึกษาพัฒนาพิกุลทองฯ ได้จัดทำเป็นหนังสือคู่มือการปรับปรุงดินเปรี้ยวจัดเพื่อการเกษตร เผยแพร่ออกไปสู่ผู้สนใจ และนำเทคโนโลยีไปขยายผลในพื้นที่ดินเปรี้ยวจัดของเกษตรกรบ้านโคกใน บ้านยูโย บ้านตอหลัง และพื้นที่อื่นๆ