โครงงานการศึกษาความเป็นกรดเบสของดินที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชในโรงเรียน

        การศึกษาค้นคว้าเรื่อง การศึกษาความเป็นกรดเบสของดินที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชในโรงเรียน  ประกอบด้วยเนื้อหาและข้อมูลดังต่อไปนี้

1. ความหมายของกรด-เบส

2. ตารางแสดงความเป็นกรด-เบสของดิน

3. วิธีการตรวจวัด

4. การเปลี่ยนค่า pH ให้ดิน

5. ค่า pH คืออะไร

6. ทำไมจึงต้องตรวจสอบระดับค่า pH อยู่ตลอด

7. ค่า pH มีผลต่อพืชอย่างไร

 ที่มาและความสำคัญ

การมีต้นไม้ในโรงเรียนทำให้โรงเรียนร่มรื่น น่าอยู่และทำให้โรงเรียนเป็นแหล่งเรียนรู้        

วัตถุประสงค์การทำโครงงาน

                1 เพื่อที่จะได้ความรู้เรื่องเกี่ยวกับกรด-เบสและวิธีวัดค่าในดิน

               2 เพื่อศึกษาการเจริญเติบโตของต้นไม้ในภาวะที่มีค่าความเป็นกรดเบสต่างกัน

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

ทำให้ทราบว่าพืชชนิดใดสามารถเจริญเติบโตในสภาพความเป็นกรด เบสเท่าไร

  1. ความหมายของกรด-เบส

         กรด (Acid) เป็นสารชนิดหนึ่งในทางเคมี โดยทั่วไปแล้วหมายถึงสารชนิดใดก็ได้ที่สามารถละลายน้ำได้ และเกิดสารละลายที่มีค่า pH น้อยกว่า 7 ในทางวิทยาศาสตร์ กรดหมายถึงโมเลกุลหรือไอออนที่สามารถให้โปรตอนแก่เบสได้ (กษิดิษฐ์ สวัสดิชัย, 2551)

         ตัวอย่างของกรดที่พบบ่อยได้แก่ กรดมะนาว กรดน้ำส้มสายชู กรดกำมะถัน

กรดแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

        1. กรดอนินทรีย์ (Inorganic Acids)

        2. กรดอินทรีย์ (Organic Acids)

การทดสอบกรดสามารถทำได้ได้โดยใช้กระดาษลิตมัส ถ้าเป็นสีส้ม-สีแดงแสดงว่าสารละลายนั้นเป็นกรด เบส ตามคำจำกัดความของ อาร์รีเนียส (Svante Arrhenius) คือ สารประกอบเคมี ที่ดูด ไฮโดรเนียม ไอออน เมื่อละลายในน้ำ (ผู้รับโปรตอน) หมู่ธาตุอัลคะไล เป็นตัวอย่างพิเศษสำหรับเบส ในที่ที่สิ่งแวดล้อมเป็นน้ำ ไฮดรอกไซด์ไอออน จะถูกให้ เบสและ กรด ถูกมองว่าอยู่ตรงข้ามกันเพราะว่าผลของกรดคือการเพิ่มความเข้มข้น ของ ไฮโดรเนียม ไอออน (H3O+) ในน้ำ, ในขณะที่เบสลดความเข้มข้น เบส อาร์รีเนียสเมื่อละลายน้ำสารละลายของมันจะมี pH มากกว่า 7 เสมอ

อ้างอิง

กษิดิษฐ์  สวัสดิชัย, 2551.ความหมายของกรด-เบส (ออนไลน์). สืบค้นจาก : http://story.yenta4.com/AcidBaseLearning. [19 ธันวาคม 2556]

2. ตารางแสดงความเป็นกรด-เบสของดิน

ตารางแสดงความเป็นกรด-เบสของดิน

 อ้างอิง

THE GLOBE PROGRAM .2556 กรดเบสของดิน (ออนไลน์). สืบค้นจาก : http://globethailand.ipst.ac.th.          
       [19 ธันวาคม 2556]

                                                                                                                                                                                                                                                                        

 3. วิธีการตรวจวัด

 การเตรียมตัวอย่างดินสำหรับห้องปฏิบัติการ

 1. ใช้ตะแกรงร่อนดินเบอร์ 10 (ช่องตะแกรงขนาด 2 มิลลิเมตร) เหนือกระดาษ แล้วเทดินตัวอย่างลงในตะแกรง ใส่ถุง    มือยางเพื่อกันไม่ให้กรดและเบสจากมือของผู้ปฏิบัติไปทำให้ค่าพีเอชของดิน ผิดไปจากความเป็นจริง

 2. ค่อยๆ เขี่ยเบาๆ ทำให้ดินผ่านช่องตะแกรงลงไปบนกระดาษ อย่าดันจนตะแกรงลวดโก่งด้วยการกดดินแรงเกินไป  หยิบเอาหินและสิ่งปะปนอื่นๆ ออกจากตะแกรงทิ้งไป เก็บรักษาตัวอย่างดินที่ร่อนแล้ว แต่ละชนิดไว้สำหรับการวิเคราะห์อื่นๆ

 3. นำดินตัวอย่างที่เอาหินออกแล้วจากกระดาษใต้ตะแกรงร่อนลงในถุงพลาสติกหรือภาชนะที่แห้งและสะอาด ปิดปากภาชนะ และเขียนฉลากไว้ที่ถุงเช่นเดียวกับที่เขียนไว้ที่ภาชนะที่ใช้เก็บดินภาคสนาม (เลขที่ชั้นดิน ระดับความลึกชั้นตัวอย่างดิน วันที่ ชื่อจุดศึกษา ตำแหน่งจุดศึกษา ฯลฯ) ตัวอย่างดินนี้สามารถนำไปใช้ในการวิเคราะห์อื่นๆ ในห้องปฏิบัติการบนฉลาก ให้เขียนชื่อจุดศึกษา เลขที่ตัวอย่างดิน เลขที่ชั้นดิน ความลึกระดับบนสุดจากผิวดิน ความลึกระดับล่างสุดจากผิวดิน วันที่ที่เก็บตัวอย่างดิน

 4. เก็บรักษาตัวอย่างดินนี้ไว้ในที่ที่ปลอดภัย ในที่แห้งจนกว่าจะนำไปใช้

อ้างอิง

THE GOLBE PROGRAM .2556 กรดเบสของดิน (ออนไลน์). สืบค้นจาก : http://globethailand.ipst.ac.th.

       [19 ธันวาคม 2556]

                                                                                                                                                                                                            

4. การเปลี่ยนค่า pH ให้ดิน

หาก รู้สึกว่าดินมีปัญหา เราก็สามารถเปลี่ยนแปลงค่า pH ให้ดินได้ แต่ก่อนจะเปลี่ยนแปลงค่า pH ในดิน เราจำเป็นจะต้องรู้ค่า pH ที่มีอยู่ของดินก่อน เพื่อจะได้รู้ว่าควรจะเติม หรือลดค่า pH ให้ดินดี โดยขั้นตอนการตรวจสอบ อาจจะดูจากลักษณะการเจริญเติบโตของพืช แต่ถ้าจะให้แน่ใจ ควรจะนำไปตรวจสอบวัดค่า pH ของดินในห้องแล็บจะดีที่สุด นอกจากนี้ก็ควรต้องรู้ลักษณะของดินด้วย ว่าจัดเป็นดินทราย หรือดินเหนียว เพราะถ้าเป็นดินเหนียว จะเปลี่ยนแปลงค่า pH ได้ยากกว่าดินทราย
ซึ่งการแก้ไขค่า pH โดยทั่วไปเรามักจะใช้หินปูนเพิ่มค่า pH ให้ดิน และใช้ซัลเฟอร์ลดค่า pH ในดิน โดยทั้ง 2 ชนิดนี้สามารถหาซื้อได้ในลักษณะผง ซึ่งใช้ง่ายและสะดวก จะใช้ละลายน้ำและและเทราดลงในดินเพื่อปรับค่า pH ในดินอย่างรวดเร็ว หรือจะเทผงที่ใต้โคนต้นแล้วค่อย ๆ ให้ดินดูดซับไปอย่างช้า ๆ ก็ได้

อ้างอิง

การเปลี่ยนค่า pH ให้ดิน (ออนไลน์). สืบค้นจาก : http://home.kapook.com/view65824.html [19 ธันวาคม 2556]

 5. ค่า pH คืออะไร

ความเป็นกรด-ด่างของสสาร วัดกันด้วยหน่วย pH ซึ่งโดยปกติจะมีค่าอยู่ที่ 0-14 ดังนั้นหากในดินมีค่า pH เท่ากับ 7 ก็แสดงว่ามีความเป็นกรด-ด่างเป็นกลาง แต่ถ้ามีค่า pH ต่ำกว่า 7 ก็แสดงว่าดินมีความเป็นกรดมาก กลับกันหากดินมีค่า pH สูงกว่า 7 ก็แสดงว่ามีความเป็นด่างสูง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วดินมักจะมีค่าความเป็นกรดอยู่ที่ 3 และมีค่าความเป็นด่างอยู่ที่ 10 โดยมีปัจจัยแวดล้อมอย่างสารอาหารที่ดินได้รับ เช่น ซากพืช ซากสัตว์ ที่ทับถม และปริมาณน้ำฝนโดยเฉลี่ยต่อปีเป็นส่วนประกอบ

ซึ่งดินที่มีค่า pH ประมาณ 6.5 จะเป็นดินที่ปลูกต้นไม้ได้ดีที่สุด เพราะมีค่าค่อนข้างเป็นกลาง แต่จะมีพืชบางชนิด เช่น บลูเบอร์รี่, ชวนชม, ดอกพุด ที่จะเจริญเติบโตได้ดีในค่าความเป็นกรด จึงต้องใช้ดินที่มีค่า pH อยู่ที่ 4.5-5.5 เป็นต้น เรียกว่าหาก่อนปลูกต้นไม้ มีการศึกษาเรื่องค่า pH ในดินไว้แต่แรก ต้นไม้ก็จะเจริญเติบโตได้ดีขึ้น

อ้างอิง

การเปลี่ยนค่า pH ให้ดิน (ออนไลน์). สืบค้นจาก : http://home.kapook.com/view65824.html [19 ธันวาคม 2556]

  6. ทำไมจึงต้องตรวจสอบระดับค่า pH อยู่ตลอด

            ความเป็นกรด-ด่างของสสาร วัดกันด้วยหน่วย pH ซึ่งโดยปกติจะมีค่าอยู่ที่ 0-14 ดังนั้นหากในดินมีค่า pH เท่ากับ 7 ก็แสดงว่ามีความเป็นกรด-ด่างเป็นกลาง แต่ถ้ามีค่า pH ต่ำกว่า 7 ก็แสดงว่าดินมีความเป็นกรดมาก กลับกันหากดินมีค่า pH สูงกว่า 7 ก็แสดงว่ามีความเป็นด่างสูง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วดินมักจะมีค่าความเป็นกรดอยู่ที่ 3 และมีค่าความเป็นด่างอยู่ที่ 10 โดยมีปัจจัยแวดล้อมอย่างสารอาหารที่ดินได้รับ เช่น ซากพืช ซากสัตว์ ที่ทับถม และปริมาณน้ำฝนโดยเฉลี่ยต่อปีเป็นส่วนประกอบ

              ซึ่งดินที่มีค่า pH ประมาณ 6.5 จะเป็นดินที่ปลูกต้นไม้ได้ดีที่สุด เพราะมีค่าค่อนข้างเป็นกลาง แต่จะมีพืชบางชนิด เช่น บลูเบอร์รี่, ชวนชม, ดอกพุด ที่จะเจริญเติบโตได้ดีในค่าความเป็นกรด จึงต้องใช้ดินที่มีค่า pH อยู่ที่ 4.5-5.5 เป็นต้น เรียกว่าหาก่อนปลูกต้นไม้ มีการศึกษาเรื่องค่า pH ในดินไว้แต่แรก ต้นไม้ก็จะเจริญเติบโตได้ดีขึ้น

อ้างอิง

การเปลี่ยนค่า pH ให้ดิน (ออนไลน์). สืบค้นจาก : http://home.kapook.com/view65824.html [19 ธันวาคม 2556]

   7. ค่า pH มีผลต่อพืชอย่างไร

                ค่า pH ในดินไม่ได้มีผลโดยตรงกับการเจริญเติบโตของพืช แต่มีส่วนช่วยให้พืชสามารถดูดซับสารอาหารจากดินได้ดีขึ้นเท่านั้น ซึ่งถ้าหากพืชเจริญเติบโตในดินที่มีค่าความเป็นกรดต่ำเกินไป ใบก็จะเหลือง เนื่องจากไม่สามารถดูดธาตุเหล็กเข้าไปบำรุงต้นได้อย่างเต็มที่ ดังนั้นดินที่จะเหมาะกับการปลูกพืช จึงต้องมีค่าความเป็นกรดอยู่พอสมควร เพื่อที่ความเป็นกรดจะได้แปลงธาตุอาหารให้พืชดูดกินได้สะดวก

แต่ถึงอย่างนั้นค่า pH ก็มีผลเสียต่อพืชอยู่เช่นกัน โดยหากดินมีค่า pH ต่ำ ธาตุแมงกานีสในดินก็จะกลายเป็นพิษต่อพืช เป็นสาเหตุให้พืชมีใบเหลือง ใบแห้ง และตายได้ในที่สุด และถ้าหากค่า pH ในดินต่ำมากจนเกินไป ดินก็จะดูดซับสารอะลูมิเนียมแทนธาตุอาหารจำเป็น ต้นไม้จึงเติบโตช้า เพราะไม่ได้กินอาหารที่มีประโยชน์ แต่ถ้าดินมีค่า pH อยู่ในระดับที่เหมาะสม ก็จะช่วยให้สารอาหาร และสิ่งมีชีวิตในดินเจริญเติบโตได้ดี อีกทั้งยังช่วยแปลงธาตุไนโตรเจนให้พืชสามารถดูดซับได้ ส่งผลให้พืชงอกงามสุขภาพดีอีกด้วย

 

อ้างอิง

การเปลี่ยนค่า pH ให้ดิน (ออนไลน์). สืบค้นจาก : http://home.kapook.com/view65824.html [19 ธันวาคม 2556]

การทำการทดลองหาค่า pH ของดิน

อุปกรณ์ : 1) บีกเกอร์ขนาด 80 ml 2) แท่งแก้วขนสาร 3) น้ำกลั่น 4) ดินจากโคนต้นไม้แต่ละชนิด 5) กระบอกตวง 6) กระดาษลิตมัสชนิดเป็นสเกล 7) ตะแกรงร่อนดินเบอร์ 10 8) ถุงมือยาง

ตั้งสมมติฐาน : ต้นไม้ต่างชนิดกันเจริญเติบโตในดินที่มีค่า ph ต่างกัน

ตัวแปรต้น : ดินโคนต้นไม้ 5 ชนิด

ตัวแปรตาม : ค่าของความเป็นกรด เบสของต้นไม้

ตัวแปรควบคุม : มวลของดิน ปริมาณน้ำที่เป็นตัวทำละลาย กระดาษลิตมัส

วิธีทำการทดลอง

1) นำดินจากโคนต้นไม้จำนวน 10 กรัมจากต้นชมพูพันทิพย์ ต้นหว้า ต้นมะขาม ต้นส้ม ต้นมณฑา

2) ใช้ตะแกรงร่อนดินเบอร์ 10 (ช่องตะแกรงขนาด 2 มิลลิเมตร) เหนือกระดาษ แล้วเทดินจากโคนต้นไม้ลงในตะแกรง ใส่ถุงมือยางเพื่อกันไม่ให้กรดและเบสจากมือของผู้ปฏิบัติไปทำให้ค่าพีเอชของดิน ผิดไปจากความเป็นจริง

3) ค่อยๆ เขี่ยเบาๆ ทำให้ดินผ่านช่องตะแกรงลงไปบนกระดาษ อย่าดันจนตะแกรงลวดโก่งด้วยการกดดินแรงเกินไป หยิบเอาหินและสิ่งปะปนอื่นๆ ออกจากตะแกรงทิ้งไป

4) นำดินที่ได้จากต้นไม้แต่ละต้นใส่ในบีกเกอร์ ขนาด 80 ml แล้วเติมน้ำกลั่นจำนวน 20 cc แล้วใช้แท่งแก้วขนให้ละลาย ทิ้งไว้ให้ตกตะกอน

5) ใช้กระดาษลิตมัสชนิดเป็นสเกลจุ่มลงไปในแต่ละบีกเกอร์เพื่อหาค่าความเป็นกรด เบส และบันทึก

6) นำผลที่ได้ไปแปลผลเพื่อให้ทราบความเป็นกรด เบส ของดินโคนต้นไม้ และสรุปผลการทดลอง

  

         วัดค่า PH ของดินด้วย pH meter หรือเครื่องวัด pH นั่นเอง ปัจจุบันมีเครื่องวัด pH อยู่หลายแบบหลายยี่ห้อ แต่ก็มีหลักการวัดค่า pH เดียวกันคือ จุ่มแท่งการวัดลงในในภาชนะที่มีน้ำและดินตกตะกอนอยู่ แต่อย่าให้โดนดินที่อยู่ด้านล่าง และอ่านค่า pH ที่แสดงขึ้นมาที่หน้าจอดิจิตอลได้เลย

วัดค่า PH ของดินด้วยน้ำยาเปลี่ยนสี หรือ Indicator มีด้วยกัน 2แบบคือ

1.กระดาษยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์ด้วยการหยดน้ำลงอยู่ในภาชนะนั้นๆลงไปที่กระดาษ หากมีการเปลี่ยนแปลงก็นำสีที่เปลี่ยนนั้นไปเปรียบเทียบกับโค้ดสีข้างกล่องและอ่านค่า pH ของดินนั้นได้

2.กระดาษลิสมัต มี2สีคือสีแดงและสีน้ำเงิน วิธีทำเหมือนกับกระดาษยูนิเวอร์แซลอินดิเคเตอร์ ถ้าดินนั้นเป็นกรดจะเปลี่ยนกระดาษลิตมัสสีน้ำเงินเป็นสีแดง และถ้าเป็นเบสจะเปลี่ยนกระดาษลิตมัสสีแดงเป็นสีน้ำเงิน วิธีนี้ไม่สามารวัดค่า pH ได้ บอกได้แค่ดินนั้นเป็นกรด หรือด่างเท่านั้น