แมงกานีส (Manganese: Mn)

    แมงกานีส มาจากรากศัพท์ภาษากรีก “Magnesia (แมกนีเซีย)” อิตาลีและฝรั่งเศส “Manganese” ชื่อ แมกนีเซีย มาจากภาษากรีกที่เป็นชื่อเมืองที่พบแร่ไพโรลไซต์ (pyrolusite) ที่มีสีดำ ในบริเวณเมืองแมกนีเซียของกรีก เมื่อตั้งชื่อธาตุจึงตั้งชื่อคล้ายธาตุแมกนีเซียมซึ่งพบในเมืองเดียวกัน

   ธาตุแมงกานีส มีสัญลักษณ์ธาตุเขียนด้วยตัวเอ็มใหญ่และเอ็นเล็ก: Mn เป็นธาตุโลหะ มีเลขอะตอม 25 น้ำหนักอะตอมเท่ากับ 54.938 ในธรรมชาติพบอยู่ในรูปของแร่ที่มีสารประกอบหลายชนิด ซึ่งเป็นสารประกอบแมงกานีสออกไซด์ ซัลไฟด์ คาร์บอเนตและซิลิเกต เช่น แร่ไพโรลไซต์ (pyrolusite; MnO₂)^[1] แมงกาไนต์ (Manganite; MnO(OH)) และแมงกานีสออกไซด์ชนิดอื่นๆ (Mn₂O₃, Mn₃O₄)

    แมงกานีส จัดเป็นจุลธาตุหรือธาตุเสริม (micronutrients) สำหรับพืช เนื่องจากเป็นธาตุอาหารพืชที่พืชมีความต้องการน้อย โดยทั่วไปจะพบปริมาณแมงกานีสในเนื้อเยื่อพืชราว 10-100 มก./กก.^[2] แต่จากการตรวจสอบปริมาณที่พบในพืชแต่ละชนิดอาจแตกต่างกัน ในบางพืชอาจพบเพียง 10-20 มล./กก. หรือในบางพืชอาจพบมากถึง 100-500 มก./กก. ถือได้ว่าเป็นธาตุที่มีช่วงปริมาณที่พบในพืชค่อนข้างกว้างเมื่อเทียบกับธาตุสังกะสี และเหล็ก ในสภาพดินเพาะปลูกพืชทั่วไปมักพบปริมาณแมงกานีสที่เป็นประโยชน์ต่อพืชได้ง่ายกว่าธาตุอื่นๆ ยกเว้นในสภาพดินทราย ในวัสดุปลูก และในสภาพดินด่าง ที่มีค่า pH มากกว่า 7-7.5 และดินสภาพเป็นกรดจัด มีค่า pH น้อยกว่า 4.5-5

    แร่แมงกานีสออกไซด์ในธรรมชาติจะถูกย่อยสลายได้ธาตุแมงกานีสที่เป็นประโยชน์ต่อพืชในรูป “แมงกานีสไอออน (Mn²⁺)” ที่มีประจุบวก 2 ได้ง่ายในสภาพดินที่มีค่า pH ระหว่าง 5-7 และมีอินทรียวัตถุ โดยเฉพาะในสภาพดินที่มีความชื้นหรือดินน้ำขังอย่างในนาข้าว ในดินที่มีอินทรียวัตถุสูงจะช่วยกระตุ้นกิจกรรมย่อยสลายหินแร่แมงกานีสออกไซด์และอินทรีย์วัตถุที่ย่อยสลายด้วยนั้นจะส่งเสริมความเป็นประโยชน์ของแมงกานีสในรูปสารประกอบแมงกานีสคีเลตธรรมชาติ ดังนั้น ปัจจัยที่มีผลต่อความเป็นประโยชน์ของแมงกานีสจะประกอบด้วย

    1. ลักษณะของเนื้อดิน: ในดินทรายจัด จะพบการขาดธาตุอาหารได้ง่าย

    2. การระบายอากาศและความชื้นของดิน: ในสภาพที่ดินถ่ายเทอากาศได้ดี เช่น ในดินร่วนปนทราย จะทำให้แมงกานีสส่วนใหญ่มีสภาพเป็นแมงกานีสออกไซด์ (MnO₂) ซึ่งละลายน้ำได้ยาก แต่ในสภาพดินน้ำขัง เช่น นาข้าว แมงกานีสจะถูกย่อย (รีดิวซ์) ให้อยู่ในสภาพแมงกานีสไอออน (Mn²⁺) ได้ง่าย

    3. อินทรีย์วัตถุ: แมงกานีสจะละลายได้ดีในดินที่มีอินทรียวัตถุสูง โดยอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายจะช่วยส่งเสริมการสลายของแมงกานีสเป็นแมงกานัส ซึ่งแมงกานัสจะละลายได้ดีกว่า

    4. ความเป็นกรด-ด่างของดิน: สภาพดินที่มีค่า pH ระหว่าง 5-7 จะทำให้แมงกานีสละลายง่ายและเป็นประโยชน์ต่อพืชได้มากกว่าดินกรดจัดและดินด่างจัด

^[1] MnO₂ คือ แร่หรือสารประกอบแมงกานีสออกไซด์ สัญลักษณ์ธาตุประกอบด้วย แมงกานีส 1 ธาตุ (Mn) และออกซิเจน 2 ธาตุ (O₂; เลข 2 ห้อยต่อท้ายหมายถึง มีจำนวนธาตุตามเลข), Mn₂O₃ ประกอบด้วย แมงกานีส 2 ธาตุ (Mn) และออกซิเจน 3 ธาตุ

บทบาทและหน้าที่ของแมงกานีส

    1. ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์หลายชนิดในกระบวนการหายใจ^[3]

    2. เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสง โดยทำหน้าที่กระตุ้นเอนไซม์ การถ่ายทอดอิเล็กตรอน การปลดปล่อยออกซิเจนในระบบแสง 2 (Photo system II; PS II) และเกี่ยวข้องกับโครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ของคลอโรพลาสต์^[4]

    3. เกี่ยวข้องต่อเอนไซม์ในกระบวนการเมทาบอลิซึมของออกซิเจน และเมทาบอลิซึมของไนโตรเจน^[5]

    4. มีบทบาทเกี่ยวข้องในการสร้างกรดอะมิโน (amino acid) และเป็นตัวกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ในการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ (nucleotide) และกรดไขมัน (fatty acid)^[6]

    อาการขาดธาตุแมงกานีส อาจมีบางลักษณะที่แตกต่างกันไปในแต่ละพืชและความรุนแรงในการขาดธาตุ ลักษณะอาการที่เด่นชัดมีดังนี้

    1. อาการขาดธาตุเริ่มต้นที่ใบอ่อนก่อน จึงลุกลามไปยังใบเพสลาด และใบแก่

    2. เริ่มแรกใบจะมีสีเขียวซีดจาง หรือสีเขียวอ่อน ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างเส้นใบและเส้นใบจะมีสีเขียวมากกว่า โดยพบว่าใบอ่อนยังคงสามารถขยายขนาดใบได้ตามปกติ

    3. เมื่ออาการขาดธาตุรุนแรงมากขึ้นจะเปลี่ยนจากสีเขียวอ่อนเป็นสีเหลืองมากยิ่งขึ้น แต่เส้นใบยังคงมีสีเขียว ทั้งเส้นกลางใบและเส้นใบย่อย ต่อเมื่ออาการรุนแรงมากเส้นใบย่อยจึงเริ่มแสดงอาการเหลือง ส่วนใหญ่มักพบว่าเส้นกลางใบจะยังมีสีเขียวอยู่

    4. อาการขาดธาตุแมงกานีสรุนแรง อาจทำให้เกิดอาการเนื้อเยื่อกลางใบแห้งตายเป็นหย่อมๆ หรือเป็นลายตามแนวยาวของเส้นใบ

    1. ลักษณะของดินปลูก

       1.1 ดินทราย: พื้นที่เพาะปลูกเป็นดินทรายหรือมีดินทรายปะปนอยู่มาก เนื้อดินหรืออนุภาคของดินทรายไม่สามารถดูดซับธาตุอาหารได้ จึงเป็นเหตุให้ดินขาดแคลนธาตุอาหารพืช

       1.2 ดินเหนียว: พื้นที่เพาะปลูกเป็นดินเหนียวจัดหรือมีดินเหนียวมากกว่าดินชนิดอื่น เนื้อดินหรืออนุภาคของดินเหนียว​จะมีไอออนของประจุลบ (-) ล้อมรอบเนื้อดิน (อนุภาคดิน) อย่างหนาแน่น ทำให้แมงกานีสที่ละลายและแตกตัวได้ประจุไอออน 2 บวก (Mn²⁺) ถูกประจุลบที่ล้อมดินเหนียวดูดยึดไว้อย่างเหนียวแน่น จนแมงกานีสไม่หลุดออกมาและแพร่เข้าสู่รากพืช ยกเว้นในสภาพดินที่เป็นกรดอ่อน มีค่า pH ระหว่าง 5-6.5 ซึ่งในสภาพกรดอ่อนนี้จะมีไฮโดรเจนไอออน (หรือโปรตอน: H⁺) ละลายอยู่มาก ประจุบวกของไฮโดรเจนจะมีศักย์กำลังไฟฟ้าสูงกว่าประจุ 2 บวกของแมงกานีส (Mn²⁺) จึงผลักแมงกานีสออกจากเนื้อดินเหนียวและเข้าแทนที่ โดยมีเงื่อนไขว่า ดินเหนียวนั้นจะต้องมีความชื้นและอินทรีย์วัตถุพอสมควร

    2. ความเป็นกรดหรือด่างของดิน: ความเป็นกรดหรือด่างของดิน วัดได้จากค่า pH ของดิน ดินที่เป็นกรดจัด มีค่า pH น้อยกว่า 4.5-5 และดินที่เป็นด่าง มีค่า pH มากกว่า 7-7.5 ขึ้นไป การละลายและแตกตัวของแมงกานีสจะลดลง และพืชไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้

    3. ดินขาดอินทรียวัตถุ: เดิมทีดินที่เปิดป่าใหม่ หรือที่ดินที่เป็นดินร่วนและอุดมสมบูรณ์ไปด้วยการทับถมของเศษซากพืช-ซากสัตว์ (ซึ่งปัจจุบันไม่น่าจะมี) จะมีอินทรีย์วัตถุมาก (ไม่เกิน 5% ของปริมาตรเนื้อดิน) ดินลักษณะนี้จะเป็นดินที่มีจุลินทรีย์ที่ช่วยย่อยสลายหินแร่และอินทรียวัตถุ ทำให้ดินไม่ขาดแคลนจุลธาตุ ต่อเมื่อมีการเพาะปลูกต่อเนื่องและนำผลผลิตออกจากพื้นที่ ซึ่งเป็นการนำธาตุอาหารและสารอินทรีย์ต่างๆ ออกจากดิน และหากขาดการเติมอินทรีย์วัตถุ เช่น เศษซากพืช-วัชพืช หรือปุ๋ยคอก จะทำให้ดินขาดแคลนธาตุอาหาร

    ในพื้นที่ปลูกพืชผัก พืชไร่ หรือนาข้าว การเติมอินทรียวัตถุและปุ๋ยคอกที่ผ่านการหมักดีแล้ว จะทำได้ง่ายโดยการไถพรวนกลบ (ยกเว้นพื้นที่ลาดชัน)

    สำหรับไม้ผล การไถพรวนและไถกลบไม่สามารถทำได้ ดังนั้น การตัดแต่งกิ่ง-ใบ และผลที่ไม่สมบูรณ์แล้วนำมาคลุมโคนรอบทรงพุ่ม (แต่ต้องไม่ใช่ส่วนที่เป็นโรคพืช) หรือการหว่านปุ๋ยอินทรีย์ที่ละน้อย เรื่อย ๆ จะช่วยเพิ่มปริมาณอินทรีย์วัตถุได้ การหว่านปุ๋ยอินทรีย์ปีละ 1-2 ครั้ง ๆ ละมาก ๆ ไม่เพียงพอต่อการเพิ่มอินทรีย์วัตถุ เนื่องจากไม่สามารถไถกลบได้ และถูกชะล้างจากฝนได้ง่าย

    4. พื้นที่มีฝนตกชุก เช่น ภาคใต้ของประเทศ: พื้นที่ลานเอียงและมีฝนตกชุกเกือบตลอดทั้งปี จะทำให้เกิดการชะล้างแร่ธาตุได้ง่าย พื้นที่ดินเหล่านี้จึงมักขาดธาตุอาหารพืช

   5. การใช้ปุ๋ยฟอสฟอรัสมากเกินความจำเป็นหรือใช้ฟุ่มเฟือย: การใส่ปุ๋ยธาตุหลัก ไนโตรเจน-ฟอสฟอรัส-โพแทสเซียม (N-P-K) ที่มีเปอร์เซ็นต์ธาตุฟอสฟอรัสสูงหรือมีเปอร์เซ็นต์พอๆ กับไนโตรเจนและโพแทสเซียม เป็นการใช้ธาตุฟอสฟอรัสที่เกินความจำเป็น อีกทั้งปุ๋ยฟอสฟอรัสมีราคาสูงมากกว่าปุ๋ยชนิดอื่นๆ ตัวอย่างสัดส่วนปุ๋ยธาตุหลักที่ระบุบนกระสอบและมีฟอสฟอรัสสูงเกินความจำเป็น เช่น สัดส่วนปุ๋ย 1-1-1, 2-2-3, 1-3-3 หรือ 0-1-1

       ตัวอย่างปุ๋ยสูตร สัดส่วน 1-1-1 ได้แก่ ปุ๋ยสูตร 15-15-15, 16-16-16, 19-19-19 เป็นต้น

       ตัวอย่างปุ๋ยสูตร สัดส่วน 2-2-3 ได้แก่ 13-13-21, 13-13-24, 12-12-17 เป็นต้น

       ตัวอย่างปุ๋ยสูตร สัดส่วน 1-3-3 หรือ 0-1-1 ได้แก่ 8-24-24, 7-21-21, 9-24-24, 0-23-23 เป็นต้น

   ปุ๋ยฟอสฟอรัส ที่อยู่ในกระสอบจะเป็นสารประกอบฟอสเฟตออกไซด์ (ไดฟอสเฟตเพนตะออกไซด์: P₂O₅) เมื่อหว่านและรดน้ำ จะแตกตัวได้เป็นสารประกอบฟอสเฟตออกไซด์ 3 ชนิด ซึ่งจะมีชนิดใดมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความเป็นกรด-ด่างของดิน ดังนี้

       1. ไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (H₂PO₄^-​): พบมากในดินที่มีค่า pH น้อยกว่า 6.8

       2. ไฮโดรเจนฟอสเฟต (HPO₄^2-): พบมากในดินที่มีค่า pH ระหว่าง 6.8-7.2

       3. ฟอสเฟต (PO₄^3-): พบมากในดินที่มีค่า pH มากกว่า 7.2

   ธาตุฟอสฟอรัส เป็นธาตุที่ไม่มีความเสถียรอย่างรุนแรงและอยู่เป็นธาตุเดี่ยว ๆ ไม่ได้^[7] จึงมักรวมตัวกับธาตุอื่น โดยเฉพาะธาตุออกซิเจน ซึ่งเป็นธาตุที่รวมตัว (ทำปฏิกิริยา) ได้ง่ายกับธาตุอื่น เมื่อฟอสฟอรัสรวมตัวกับออกซิเจน จะเรียก 2 ธาตุนี้ว่า “ฟอสเฟต” ฟอสเฟตเมื่อถูกละลายด้วยน้ำจะแตกตัวมีสถานเป็นฟอสเฟตไอออนที่มีประจุลบ เช่น PO₄^3-, HPO₄^2- และ H₂PO₄^-[8] ฟอสเฟตไอออนที่เกิดขึ้นยังคงมีความไม่เสถียรอยู่มาก จึงเกิดการรวมตัวกับไอออนประจุบวกของธาตุอื่น กรณีของแมงกานีสซึ่งมีประจุ 2 บวก จะถูกดึงโดยฟอสเฟตให้รวมตัวและตกตะกอนเป็นแร่ที่ละลายน้ำยาก และไม่เกิดความเป็นประโยชน์ต่อพืช จึงเป็นสาเหตุให้พืชขาดแมงกานีส หรือธาตุอาหารอื่นๆ ที่ละลายน้ำแล้วมีประจุบวก

    1. กรณีพื้นที่เพาะปลูกเป็นดินทราย, ดินขาดอินทรียวัตถุ และพื้นที่ลาดชันที่มีฝนตกชุก เช่น ในภาคใต้ แก้ไขโดยการเติมปุ๋ยอินทรีย์

        ดินทราย: ควรหว่านปุ๋ยอินทรีย์ ทุก 30-45 วัน และนำเศษซากพืชตามคลุมรอบโคนต้น หากสามารถหาสารปรับสภาพดินที่มีแร่ธาตุกลุ่มจุลธาตุได้จะช่วยเสริมได้ดียิ่งขึ้น (ตัวอย่างเช่น สารเพิ่มประสิทธิสภาพดิน กรีนลีฟMIC) โดยหว่านพร้อมปุ๋ยอินทรีย์หรือปุ๋ยเคมี โดยหว่านทุก 30-45 วัน

        ในดินที่ขาดอินทรียวัตถุ หรือพื้นที่ลาดชัน ให้ปฏิบัติเช่นเดียวกับในดินทราย แต่ความถี่อาจนานมากกว่าได้ เช่น หว่านทุก 2-3 เดือน

    2. ดินเหนียวและดินมีค่า pH มากกว่า 6.8 ขึ้นไป ควรปรับสภาพให้ดินเป็นกรดอ่อน แก้ไขได้โดยการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนจากปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต (21-0-0) เป็นครั้งคราว เพิ่มปริมาณการใช้ปุ๋ยโพแทสเซียมให้สูงขึ้นโดยใช้ปุ๋ยสูงโยกท้าย และเพิ่มอินทรียวัตถุ นอกจากนี้ ในพื้นที่มีความเสี่ยงหรือพบปัญหาโรครากเน่าโคนเน่า อาจใช้สารป้องกันกำจัดโรคพืช คือ ฟอสอิทิล-อะลูมิเนียม ราดพื้นเป็นครั้งคราว (ควรศึกษาอัตราการใช้ให้เหมาะสม เนื่องจากฟอสอิทิล-อะลูเนียม มีความเป็นกรดแก่ อาจกระทบต่อรากพืชได้)

    3. หากมีการใช้ปุ๋ยฟอสฟอรัสมากเกินความจำเป็น ควรลดการใช้ปุ๋ยฟอสฟอรัสลง โดยปรับมาใช้ปุ๋ยสูตรที่มีฟอสฟอรัสต่ำ นอกจากนี้อาจเสริมได้ด้วยการเพิ่มอินทรียวัตถุและการราดดินด้วยสารฮิวมิค (ฮิวมิคเป็นส่วนเสริมเท่านั้น จะแก้ไขระยะยาวจะต้องปฏิบัติควบคู่ไปกับการลดการใช้ฟอสฟอรัส)

    4. เมื่อพืชแสดงอาการขาดธาตุแมงกานีส ควรฉีดพ่นแมงกานีสทางใบเพื่อแก้ไขอาการขาดธาตุเร่งด่วนในระยะสั้น โดยพ่นด้วย แมงกานีสคีเลต 13% หรือแมงกานีสซัลเฟต 32% (แมงกานีสซัลเฟตโมโนไฮเดรต; MnSO₄.H₂O) อัตรา 20-40 กรัมต่อน้ำ 20 ลิตร โดยพ่นทุก 5-7 วัน ต่อเนื่องจนกว่าจะหยุดแสดงอาการขาดธาตุ

    นอกจากนี้ การพ่นธาตุอาหารรวม 7-8 ชนิด (ตัวอย่างเช่น ไฮโดรมิกซ์, มิกซ์สปาร์ก หรืออัลเฟล็กซ์) เป็นประจำจะช่วยลดอาการขาดธาตุและเสริมปริมาณธาตุให้เพียงพอต่อความต้องการของพืช