ผลของไคโตซานตอ่ลกัษณะทางการเกษตร การตอบสนองทางสรีรวิทยาและผลผลิตของขา้วภายใตส้ภาพขาดน ้า

Agronomic Characteristic and Physiological Responses of Rice (Oryza sativa L.) after Chitosan Application

under Drought Stress Condition

รศ.ดร. สุชาดา บุญเลิศนิรนัดร ์ รศ.ระวีวรรณ สุวรรณศร ผศ.ดร. กิตต ิบุญเลิศนิรนัดร ์

ทุนอุดหนุนการวิจยัประเภทการวิจยัสรา้งองคค์วามรู ้งบประมาณแผ่นดินปี 2555

มหาวิทยาลยัเทคโนโลยรีาชมงคลสุวรรณภูมิ

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

ผลของไคโตซานตอ่ลกัษณะทางการเกษตร การตอบสนองทางสรรีวิทยาและผลผลิตของขา้วภายใตส้ภาพขาดน ้า

Agronomic Characteristic and Physiological Responses of Rice (Oryza sativa L.) after Chitosan Application

under Drought Stress Condition

รศ.ดร. สุชาดา บุญเลิศนิรนัดร ์ รศ.ระวีวรรณ สุวรรณศร ผศ.ดร. กิตต ิบุญเลิศนิรนัดร ์

ทุนอดุหนุนการวิจยัประเภทการวิจยัสรา้งองคค์วามรู ้งบประมาณแผ่นดินปี 2555

มหาวิทยาลยัเทคโนโลยรีาชมงคลสุวรรณภูมิ

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

~ 1 ~

สารบญั

หนา้

บทคัดย่อ โครงการย่อยที่ 1 1

Abstract sub-project #1 2

บทคัดย่อ โครงการย่อยที่ 2 3

Abstract sub-project # 2 3

บทคัดย่อ โครงการย่อยที่ 3 4

Abstract sub-project #3 5 ค าน า 6 การตรวจเอกสาร 7 การทดลองที่ 1 18

ผลการทดลองและวิจารณ์ 21

การทดลองที่ 2 32

ผลการทดลองและวิจารณ์ 34

การทดลองที่ 3 42

ผลการทดลองและวิจารณ์ 43

สรุปผลการทดลองที่ 1 54

สรุปผลการทดลองที่ 2 54 สรุปผลการทดลองที่ 3 55 เอกสารอ้างอิง 56 ภาคผนวก 62 Out put จากโครงการวิจัย 65 Studies on appropriate chitosan type and optimum concentration on rice seed storability.

66

Effects of chitosan application before being subjected to drought on physiological changes and yield potential of rice (Oryza sativa L.).

71

ผลของการฉีดพ่นไคโตซานต่อศักยภาพการให้ผลผลิตของข้าวภายใต้สภาพขาดน าที่ระยะการเจริญเติบโตแตกต่างกัน.

78

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

~ 2 ~

สารบัญตาราง

ตารางที่

หน้า

Table 1.1 Effect of chitosan on moisture content of rice seed after

21 storage at various Time periods

Table 1.2 Effect of chitosan on germination percentage of rice seed

23 after storage at various time periods

Table 1.3 Effect of chitosan on rice seed viability percentage after storage

24 at various time periods by tetrazolium test (TZ) method

Table 1.4 Effect of chitosan on shoot length of rice seedlings after

26 storage at various time periods

Table 1.5 Effect of chitosan on root length of rice seedlings after storage

27 at various various time periods

Table 1.6 Effect of chitosan on electrical conductivity (EC) of rice seed

29 after storage at various time periods

Table 1.7 Effect of chitosan on speed of germination of rice seed after

30 storage at various time periods

Table 3.1 Effects of chitosan on plant height and leaf greenness under drought

46 drought stress at various rice growth stages

Table 3.2 Effects of chitosan on dry matter accumulation and grain yield

47 under drought stress at various rice growth stages

Table 3.3 Effects of chitosan on 1,000 grain weight and seed number per

49 panicle under drought stress at various rice growth stages

Table 3.4 Effects of chitosan on panicle number per plant and tiller number

51 per plant under drought stress at various rice growth stages

Table 3.5 Effects of chitosan on harvest index under drought stress at

53 various rice growth stages

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

~ 3 ~

สารบัญภาพ

ภาพที่

หน้า

Figure 1.1 Effect of chitosan on moisture content of rice seed after

22 storage at various time periods

Figure 1.2 Effect of chitosan on germination percentage of rice seed

23 after storage at various time periods

Figure 1.3 Effect of chitosan on rice seed viability percentage after storage

25 at various Time periods by tetrazolium test (TZ) method

Figure 1.4 Effect of chitosan on shoot length of rice seedlings after storage

26 at various time periods

Figure 1.5 Effect of chitosan on root length of rice seedlings after storage

28 at various time periods

Figure 1.6 Effect of chitosan on electrical conductivity (EC) of rice seed

29 after storag at various time periods

Figure 1.7 Effect of chitosan on speed of germination of rice seed after

31 storage at various time periods

Figure 2.1 Effect of various applications of chitosan before being subjected

34 to drought stress on plant height

Figure 2.2 Effect of various applications of chitosan before being subjected

35 to drought stress on leaf greenness

Figure 2.3 Effect of various applications of chitosan before being subjected

36 to drought stress on tiller number per plant

Figure 2.4 Effect of various applications of chitosan before being subjected

36 to drought stress on seed number per panicle

Figure 2.5 Effect of various applications of chitosan before being subjected

37 to drought stress on panicle number per plant

Figure 2.6 Effect of various applications of chitosan before being subjected

38 to drought stress on dry weight

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

~ 4 ~

ภาพที่ Figure 2.7 Effect of various applications of chitosan before being subjected

to drought stress on grain yield

หน้า 39

Figure 2.8 Effect of various applications of chitosan before being subjected

39 to drought stress on 1000 grain weight

Figure 2.9 Effect of various applications of chitosan before being subjected

40 to drought stress on proline content

Figure 2.10 Effect of various applications of chitosan before being subjected

41 to drought stress on nitrate reductase activity

Figure 2.11 Effect of various applications of chitosan before being subjected

41 to drought stress on soluble sugar content

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

~ 5 ~

สารบัญภาพผนวก

ภาพผนวกที่

หน้า

1 Showing all experimental units conducting in a greenhouse 63

2 Showing growth and development of rice plants 63

3 Showing drought stress conditions 63

4 Showing soluble sugar analysis 64

5 Showing proline (A) and chlorophyll samples (B) 64

6 Showing nitrate reductase activity analysis 64

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

1

ชื่อโครงการ ผลของไคโตซานต่อลักษณะทางการเกษตร การตอบสนองทางสรีรวิทยาและผลผลิต ของ ข้าวภายใต้ สภาพขาดน ้า

(ภาษาอังกฤษ) Agronomic Characteristic and Physiological Responses of Rice (Oryza sativa L.) after Chitosan Application under Drought Stress

Condition. ชื่อผู้วิจัย รศ.ดร.สุชาดา บุญเลิศนิรันดร์ รศ.ระวีวรรณ สุวรรณศร และผศ.กิตติ บุญเลิศนิรันดร์ ได้รับทุนอุดหนุนการวิจัย ประเภทการวิจัยสร้างองค์ความรู้ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี

ราชมงคลสุวรรณภูมิ งบประมาณแผ่นดินปี 2554 เป็นโครงการวิจัยต่อเนื่องระยะเวลา 2 ปี ปีนี เป็นปีที่ 2

บทคัดย่อ โครงการย่อยที่ 1 ศึกษาชนิดและความเข้มข้นที่เหมาะสมของไคโตซานต่ออายุการเก็บรักษาของ เมล็ดพันธุ์ข้าว

ไคโตซานเป็นสารไบโอโพลิเมอร์ที่ได้จากธรรมชาติ สามารถน าไปใช้ในการกระตุ้นเปอร์เซ็นต์

ความงอก และการเจริญเติบโตของพืชได้ การทดลองนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาชนิดและความเข้มข้นที่เหมาะสมของไคโตซานเพื่อใช้แช่เมล็ดเพื่อยืดอายุการเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ข้าว วางแผนการทดลองแบบ CRD ประกอบด้วย 8 สิ่งทดลอง คือ การแช่เมล็ดพันธ์ข้าวในสารละลายไคโตซาน 2 ชนิด คือ โอลิโกเมอร์ และ โพลีเมอร์ ที่ความเข้มข้น 50 100 150 ppm การแช่ด้วยน้ า และการไม่แช่ทั้งในน้ าและในสารละลายไคโตซาน ท า 4 ซ้ า ท าการทดลองที่ห้องปฎิบัติการเมล็ดพันธุ์ สาขาวิชาพืชศาสตร์ คณะเทคโนโลยีการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ ระหว่างเดือน ตุลาคม 2553 ถึง เดือน กรกฎาคม 2554 โดยแช่เมล็ดพันธุ์ข้าวในสารละลายไคโตซานตามความเข้มข้นที่ก าหนดเป็นเวลา 3 ชั่วโมง แล้วผึ่งให้แห้งที่อุณหภูมิ 35 ºC น าเมล็ดเก็บในถุงพลาสติกซิป (sealed) ที่อุณหภูมิห้องนาน 10 เดือน ทุก 2 เดือนน าตัวอย่างเมล็ดของแต่ละสิ่งทดลองออกมาเพื่อตรวจสอบคุณภาพ ผลการทดลองพบว่า การใช้ไคโตซานที่ความเข้มข้นต่างๆ กันและต่างชนิดกัน ไม่ท าให้ความชื้นของเมล็ดและความยาวรากของต้นกล้าข้าวแตกต่างกันทางสถิติตลอดการเก็บรักษา ในขณะที่ การน าไฟฟ้าของเมล็ดพันธุ์มีความแตกต่างกันทางสถิติในทุกๆ ระยะเวลาของการเก็บรักษา แต่ เปอร์เซ็นต์ความงอก และความยาวของต้นกล้า จะมีความแตกต่างทางสถิติเมื่อเก็บรักษา ที่ระยะเวลา 2 6 และ 8 เดือน แต่ไม่แตกต่างทางสถิติเมื่อเก็บรักษาที่ระยะเวลา 4 และ 10 เดือน เมื่อพิจารณา ความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์พบว่า ที่อายุการเก็บรักษา 6 เดือน ท าให้ความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์ แตกต่างกันทางสถิติ แต่ไม่แตกต่างทางสถิติที่อายุการเก็บรักษา

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

2

2 4 8 และ 10 เดือน ในขณะที่ดัชนีความงอกจะแตกต่างทางสถิติที่อายุการเก็บรักษา 4 6 8 และ 10 เดือนแต่ไม่แตกต่างทางสถิติที่อายุการเก็บรักษา 2 เดือน

Abstract sub-project #1

Study on chitosan types and their appropriate concentrations on rice seed storage

Chitosan is a bio-polymers derived from natural substances. It can be used to stimulate germination percentage and plant growth. This study aimed to investigate the type and concentration of chitosan to extend rice seed storability. The experimental design was CRD with 4 replications and 8 treatments, i.e control (no soaking), seed soaked in water, oilgomeric chitosan at 50,100 and 150 ppm , polymeric chitosan at 50,100 and 150 ppm and conducted in seed laboratory Department of Plant Science, Faculty of Agricultural Technology and Agro-industry, Rajamangala University of Technology Suvarnabhumi, during October 2010 to July 2011. Rice seeds were soaked in water and various concentrations of chitosan solution for 3 hours and then dried to be 10 ± 2 % moisture content and stored at room temperature. All treatments were sampled every two months for seed testing. The results revealed that application of chitosan at various concentration rates and different types did not significantly affect seed moisture content and root length of rice seedlings whereas seed electrical conductivity showed significant difference through storage periods. Germination percentage and seedling shoot length had significant difference after 2, 6 and 8 months after storage but no significant difference at 4 and 10 months after storage. In regard to seed viability, it found that at 6 months after storage significantly affected seed viability whereas at 2, 4, 8 and 10 months after storage did not influence seed viability. In terms of seed germination index, no significant difference was found at 2 months of storage but significantly differed at 4, 6, 8 and 10 months after storage.

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

3

บทคัดย่อ โครงการย่อยที่ 2 ผลของการใช้ไคโตซานก่อนการขาดน ้าต่อการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยา

และศักยภาพการให้ผลผลิตของข้าว

สภาวะขาดน้ าในพืชเป็นปัจจัยส าคัญที่จ ากัดศักยภาพการให้ผลผลิตในการผลิตข้าว การทดลองนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาวิธีการใช้ไคโตซานที่เหมาะสมเพื่อรักษาศักยภาพการเจริญเติบโตและการให้ผลผลิตของข้าวภายใต้สภาวะที่ขาดน้ า วางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบรูณ์ (Completely randomized design, CRD) ประกอบด้วยการใช้ไคโตซาน 5 วิธี คือ ไม่ใช้ไคโตซาน แช่เมล็ดด้วยไคโตซานก่อนปลูก ฉีดพ่นทางใบด้วยไคโตซาน และแช่เมล็ด+ฉีดพ่นทางใบด้วยไคโตซาน ท า 4 ซ้ าโดยท าการทดลองในโรงเรือนแบบเปิดที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ระหว่างเดือน ตุลาคม 2555 ถึง กุมภาพันธ์ 2556 ผลการทดลอง พบว่าการใช้ไคโตซานด้วยวิธีที่ต่างกันมีผลท าให้ความเขียวของใบ ผลผลิตและ จ านวนเมล็ดต่อรวงของข้าวแตกต่างกันทางสถิติ ขณะที่ความสูง น้ าหนักแห้ง และองค์ประกอบผลผลิตบางตัว (จ านวนหน่อต่อต้น จ านวนรวงต่อต้น น้ าหนัก 1000 เมล็ด) ไม่แตกต่างทางสถิติ ในส่วนของการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยา พบว่า การใช้ไคโตซานด้วยวิธีที่ต่างกัน ไม่มีผลท าให้ ปริมาณโพรลีน (proline) น้ าตาลที่ละลายได้ (soluble sugar) กิจกรรมของไนเตรทรีดักเตส (nitrate reductase activity) แตกต่างกันทางสถิติ แต่มีแนวโน้มว่า การแช่เมล็ดด้วยไคโตซานก่อนปลูกแล้วฉีดพ่นทางใบด้วยไคโตซานตาม มีแนวโน้มที่ดีที่สุดในการรักษาศักยภาพการเจริญเติบโตและผลผลิตของข้าวที่ประสบกับสภาวะขาดน้ า

Abstract sub-project # 2

Effects of chitosan application before being subjected to drought on physiological changes and yield potential of rice (Oryza sativa L.).

Drought stress is one of the serious problems limiting yield potential in rice production. This work aimed to investigate the effective method of chitosan application for maintaining growth and yield potential under drought stress. Complete randomized design (CRD) with four application methods (treatments) including Tr1.no chitosan application, Tr2.seed soaking before planting, Tr3. foliar spray before subjecting to drought and Tr4.seed soaking before planting + foliar spray later before subjecting to drought, was performed with five replications and conducted in an open-ended outdoor greenhouse of Rajamangala University of Technology Suvarnnabhumi, Phra Nakhon Si Ayutthaya province from October 2012 to February 2013. The results indicated that various methods of chitosan application

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

4

significantly affected leaf greenness, seed numbers per panicle and grain yield of rice plants while plant height, dry weight and some yield components (tiller numbers/plant, panicle number/plant,1000-grain weight) were not significantly improved by chitosan application. In regard with physiological changes, it was found that proline content, soluble sugar content and nitrate reductase activity were not significantly affected by various methods of chitosan application. Nevertheless, the best trend to maintain growth and yield potential of rice plants under drought stress was mostly detected from seed soaking before planting followed by foliar spray later.

บทคัดย่อ โครงการย่อยที่ 3

ผลของการฉีดพ่นไคโตซานต่อศักยภาพการให้ผลผลิตของข้าวภายใต้สภาพขาดน ้า ที่ระยะการเจริญเติบโตต่างๆกัน

ไคโตซาน (โพลิเมอร์ธรรมชาติ) สามารถใช้เพื่อกระตุ้นการสร้างภูมิคุ้มกันให้พืชที่อยูในสภาวะเครียด

จากสภาพแวดล้อมต่างๆ การทดลองนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของไคโตซานต่อศักยภาพการให้ผลผลิตของข้าวภายใต้สภาพขาดน้ าและค้นหาระยะการเจริญเติบโตของข้าวที่อ่อนแอต่อการขาดน้ ามากที่สุดซึ่งมีผลท าให้ผลผลิตลดลง วางแผนการทดลองแบบ Split plot in RCBD ท า 5 ซ้ า ประกอบด้วยปัจจัยหลักคือ การ ขาดน้ าที่ ระยะต้นกล้า ระยะแตกกอ ระยะสร้างรวงอ่อน ระยะออกดอก และ ไม่เกิดการขาดน้ า ปัจจัยรองคือ การฉีดพ่นไคโตซานและการไม่ฉีดพ่นไคโตซาน ท าการทดลองที่โรงเรือนแบบเปิดของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ ระหว่างเดือน มิถุนายน ถึง เดือน ตุลาคม 2555 ผลการทดลองพบว่า การขาดน้ าที่ระยะการเจริญเติบโตของข้าวที่แตกต่างกันมีผลต่อท าให้ ความเขียวใบ การสะสมน้ าหนักแห้ง ผลผลิต จ านวนรวงต่อต้น และดัชนีเก็บเกี่ยว ของข้าวแตกต่างกันทางสถิติ โดยมีแนวโน้มว่า การขาดน้ าที่ระยะการเจริญเติบโตช่วงแรกๆ (ระยะต้นกล้า และระยะแตกกอ) ได้รับผลกระทบในทางลบต่อลักษณะทางทางการเกษตรภายนอก ( ความสูง ความเขียว น้ าหนักแห้ง จ านวนหน่อต่อต้น) มากกว่าการขาดน้ าที่ระยะติดดอกออกผล ในขณะที่ผลผลิตข้าวและประสิทธิภาพการเคลื่อนย้ายสารอาหาร (ดัชนีเก็บเกี่ยว) จะได้รับผลกระทบในทางลบเมื่อเกิดการขาดน้ าที่ระยะติดดอกออกผล (ระยะสร้างรวงอ่อน และระยะออกดอก) และพบว่าการฉีดพ่นไคโตซานไม่มีผลท าให้ทุกๆลักษณะที่ศึกษาแตกต่างกันทางสถิติภายใต้สภาพการขาดน้ าในทุกๆระยะการเจริญเติบโตของข้าว และไม่พบความแตกต่างทางสถิติของปฏิกิริยาสัมพันธ์ระหว่างการใช้ไคโตซานกับการขาดน้ าที่ระยะการเจริญเติบโตที่แตกต่างกันต่อทุกๆลักษณะที่ท าการศึกษา

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

5

Abstract sub-project #3

Effect of Chitosan Spraying on Rice Yield Potential under Drought Stress

at Various Growth Stages

Chitosan, natural biopolymer, can be applied to trigger immune system in many

plant species under abiotic stress. The objectives of this project were to 1) study chitosan effect on rice yield potential under drought stress condition and 2) determine rice growth stage that was most susceptible to drought resulted in yield loss. The experimental design was split plot in randomized complete block with five replications. Main plot was five drought periods, i.e. drought at seedling, tillering, panicle initiation and heading stage and no drought and subplot was two types of foliar application, i.e. chitosan spraying and no chitosan spraying. It was conducted at an opened greenhouse of Rajamangala University of Technology Suvarnnabhumi, during June to October 2012. The results indicated that drought stress at different growth stages showed statistically significant differences on leaf greenness, dry matter accumulation, grain yield, tiller number per plant and harvest index, however, it tended that drought stress at vegetative stage (seedling and tillering stage) had more negative effects on morphological agronomic characteristics (plant height, leaf greenness, dry matter, tiller number per plant) than at reproductive stage, whereas grain yield and translocation of assimilates (harvest index) were negatively affected from drought stress at reproductive stage (panicle initiation and heading stage). Foliar application of chitosan did not significantly affect all characteristics under drought stress in all rice growth stages. Interaction between rice growth stage and chitosan application did not significantly influenced all characteristics under drought stress.

ค้าน้า

ข้าวเป็นพืชเศรษฐกิจที่มีส าคัญของประเทศไทย ทั้งนี้พื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศปลูกข้าวเป็นพืชหลักปัจจุบันข้าวยังเป็นที่ต้องการของตลาดทั้งภายในประเทศและต่างประเทศ เช่น ในปี 2555 มีพื้นทีปลูกข้าวทั้งหมดประมาณ 82 ล้านไร่ (นาปี 64 ล้านไร่ และนาปรัง 18 ล้านไร่ ) ในขณะที่ปี 2556 พื้นทีปลูกข้าวทั้งหมดลดเหลือประมาณ 79 ล้านไร่ (นาปี 65 ล้านไร่ และนาปรัง 14 ล้านไร่ ) ขณะที่การส่งออก

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

6

ข้าวปี 2555 มี ประมาณ 6,735 ล้านตัน (มูลค่าประมาณ 142,976 ล้านบาท) ซึ่งลดลงประมาณ 37 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบเทียบกับปี 2554 ซึ่งมีการส่งออกข้าวประมาณ 10,706 ล้านตัน (มูลค่าประมาณ 196,117 ล้านบาท) (ส านักงานเศรษฐกิจการเกษตร, 2556) จากข้อมูลดังกล่าวจะเห็นได้ว่าปริมาณการส่งออกลดลง ทั้งนี้อาจเกิดจากสาเหตุหลายปัจจัยที่มีผลกระทบท าให้ผลผลิตข้าวที่ได้ลดลง และหนึ่งในสาเหตุเหล่านั้น คือ สภาพภัยแล้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตข้าวนาปีในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ส่วนพื้นที่ที่เหลือกระจายอยู่ในภาคอื่นๆของประเทศ เป็นที่ทราบกันดีว่าภาคตะวันออกเฉียงเหนือเป็นภาคที่ประสบปัญหาภัยแล้งที่รุนแรงมากขึ้นทุกปี ฉะนั้นพื้นที่ปลูกข้าวจึงได้รับความเสียหายอย่างมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประสบปัญหาขาดน้ าในระยะต้นกล้าซึ่งในระยะนี้ต้นข้าวยังไม่สามารถที่จะสร้างอาหารเองได้ซึ่งส่งผลท าให้ต้องมีการปลูกใหม่ท าให้สิ้นเปลืองเมล็ดพันธุ์ หรือถ้าต้นกล้าเหล่านี้สามารถเจริญเติบโตต่อไปได้ก็จะมีผลกระทบในทางลบต่อผลผลิตข้าวที่ได้การหาแนวทางที่จะช่วยให้ต้นกล้าข้าวมีความสม่ าเสมอและแข็งแรงเพื่อที่จะได้ทนทานต่อสภาพการขาดน้ าชั่วคราวหรือการช่วยให้ต้นกล้าผ่านสภาพขาดน้ านี้ฟื้นตัวและตั้งตัวได้อย่างรวดเร็วและส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตและการให้ผลผลิตของข้าวน้อยที่สุดจึงเป็นเรื่อง ที่ต้องน ามาพิจารณาเพื่อหาแนวทางป้องกัน หรือลดความเสียหายที่จะเกิดขึ้นจากการกระทบแล้งของพื้นที่ปลูกข้าว ไคโตซานเป็นสารอินทรีย์ธรรมชาติที่มีมากเป็นอันดับสองรองจากเซลลูโลส ปัจจุบันประเทศไทยมีศักยภาพการผลิตไคโตซานจากส่วนของหัวและเปลือกกุ้งกุลาด าที่ เป็นวัสดุเหลือทิ้งในอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์กุ้งกุลาด า มากกว่าปีละ 150,000 ตัน ไคโตซานมีคุณสมบัติเป็น elicitor เมื่อใช้กับพืชจะกระตุ้นให้พืชเกิดการสร้างภูมิคุ้มกัน (immune)โดยการชักน าให้เกิดการสร้างสาร secondary metabolites บางตัวที่มีส่วนท าให้พืชนั้นเกิดความทนทานเมื่ออยู่ในสภาพวิกฤต (stress condition) (Ganesh , 2002) นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติในการกระตุ้นเปอร์เซ็นต์การงอกและการตั้งตัวของต้นกล้าในการงอกของข้าว (Thobunluepop et al.,2008) และยังมีผลกระตุ้นการเจริญเติบโตและเพิ่มผลผลิตของข้าว Boonlertnirun et al., 2008) ทั้งนี้เพราะองค์ประกอบส่วนมากในโมเลกุลของไคโตซานเป็นสารประกอบไนโตรเจนซึ่งมีส่วนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นรงควัตถุที่ส าคัญส าหรับการสังเคราะห์แสง อันเป็นกระบวนการเกี่ยวข้องกับการสะสมน้ าหนักแห้งและการให้ผลผลิตของพืช จากคุณสมบัติดังกล่าว ถ้าน าไคโตซานมาใช้ในการปลูกข้าวโดยการแช่เมล็ดพันธุ์ข้าวในสารละลายไคโตซานก่อนปลูกจากนั้นมีการฉีดพ่นอีกเมื่อต้นกล้าของข้าวเจริญเติบโตขึ้นน่าจะมีส่วนช่วยให้ข้าวที่เจอสภาพแล้ง(ขาดน้ าชั่วคราว) มีภูมิคุ้มกันและทนทานต่อสภาพดังกล่าวและสามารถเจรญิเติบโตต่อไปได้จนกระทั่งให้ผลผลิต

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

7

การตรวจเอกสาร

ปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ เมล็ดพันธุ์เป็นสิ่งมีชีวิตมีการเสื่อมสภาพไปตามเวลา คุณภาพเมล็ดพันธุ์จะสูงที่สุดที่ระยะสุกแก่ทางสรีรวิทยา (Harrington, 1972) การเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์จะเพิ่มขึ้นเมื่อระยะเวลาการเก็บรักษาเพิ่มขึ้นการเสื่อมคุณภาพจะเกิดขึ้นช้าหรือเร็วขึ้นอยู่กับชนิดพันธุ์พืช ความชื้นของเมล็ด และอุณหภูมิขณะเก็บรักษาในระหว่างการเสื่อมสภาพของเมล็ดพันธุ์ มีทั้งการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้าง สรีรวิทยา และชีวเคมี ซึ่งเกิดขึ้นภายในเซลล์และในอวัยวะต่าง ๆ ภายในเมล็ด การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น ได้แก่ การเสื่อมสภาพของผนังเมมเบรน การเปลี่ยนแปลงของไขมัน โปรตีน เอนไซม์ ขบวนการหายใจ ความผิดปกติของโครโมโซม และการเสื่อมสภาพของดีเอ็นเอ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นดังที่กล่าวมานี้ อาจเป็นได้ทั้งสาเหตุหรือเป็นผลที่เกิดขึ้นจากการเสื่อมสภาพของเมล็ดพันธุ์ ความสามารถในการเก็บรักษาของเมล็ดพันธุ์นั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในห้องเก็บและความชื้นของเมล็ด ถ้าเมล็ดมีความชื้นต่ า และเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิต่ า สามารถเก็บรักษาไว้ได้โดยปลอดภัยเป็นเวลานาน แต่ถ้าเมล็ดมีความชื้นสูง ถึงแม้ว่าจะเก็บรักษาไว้ในที่อุณหภูมิต่ าจะเก็บรักษาไว้ได้ปลอดภัยในระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น (Delouche,1973) ปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ มีดังนี้ 1 ประวัติของเมล็ด

เมล็ดพันธุ์พืชแม้ว่าเป็นชนิดเดียวกัน แต่ต่างพันธุ์กัน อัตราการเสื่อมและอายุการเก็บรักษาจะมีความแตกต่างกัน เนื่องจากเมล็ดพันธุ์มีลักษณะทางกายวิภาคและองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน เช่น ลักษณะเมล็ดแข็ง ซึ่งถูกควบคุมด้วยลักษณะทางพันธุกรรม เมล็ดที่ต่างพันธุ์กันมีลักษณะทางกายวิภาคและมีองค์ประกอบทางเคมีที่ต่างกัน ท าให้มีลักษณะและปริมาณเมล็ดแข็งแตกต่างกัน ท าให้อัตราการเสื่อมและอายุการเก็บรักษาแตกต่างกัน (วันชัย, 2538)

2 ความชื นของเมล็ดและความชื นสัมพัทธ์

ความชื้นของเมล็ดมีความส าคัญเนื่องจากมีผลต่อกิจกรรมเมตาบอลิซึมของเมล็ดพันธุ์ แต่ความชื้นของเมล็ดถูกควบคุมโดยความชื้นของบรรยากาศ (วันชัย, 2538) พบว่า เมล็ดข้าวโพดลูกผสมที่มีความชื้น 8, 10 และ 12 องศาเซลเซียส เก็บรักษาที่อุณหภูมิ -18 และ 4 องศาเซลเซียสสามารถเก็บเมล็ดไว้ได้นานถึง 5 ปีโดยที่เมล็ดยังคงมีความงอก 95 เปอร์เซ็นต์ ส่วนเมล็ดที่มีความชื้น 8 และ 10 เปอร์เซ็นต์ เก็บรักษาที่อุณหภูมิ 29 องศาเซลเซียส เมล็ดมีการเสื่อมคุณภาพลงอย่างรวดเร็วภายใน

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

8

1 ปี และหากเมล็ดมีความชื้น 12 และ 14 เปอร์เซ็นต์จะตายภายใน ครึ่งปี ถึง 1 ปี เมื่อเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 29 องศาเซลเซียส (Goodsell et al., 1995)

3 อุณหภูมิระหว่างการเก็บรักษา

วันชัย (2538) รายงานว่า อุณหภูมิมีส่วนส าคัญที่ส่งผลกระทบต่อการเสื่อมสภาพของเมล็ดเนื่องจากอุณหภูมิมีผลโดยตรงต่อปฏิกิริยาเคมี และกิจกรรมทางเอนไซม์ในขบวนการทางสรีรวิทยาและชีวเคมีต่าง ๆ อุณหภูมิที่สูงขึ้น จะส่งเสริมกิจกรรมทางเมตาบอลิซึม เช่น การหายใจ และการท างานของเอนไซม์สูงขึ้น และจะมีผลรุนแรงมากขึ้นหากความชื้นของเมล็ดสูง Abba and Lavato (1999) พบว่า เมล็ดข้าวโพดที่เก็บรักษาที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส สามารถเก็บรักษาเมล็ดได้นานถึง 2 ปี โดยความงอกของเมล็ดยังไม่ต่ ากว่า 50 เปอร์เซ็นต์ ส่วนเมล็ดที่เก็บรักษาในสภาพไม่ควบคุมสภาพแวดล้อมนั้น เมล็ดมีการเสื่อมคุณภาพตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น บุญมี และคณะ (2550) พบว่า เมล็ดพันธุ์ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ที่เก็บรักษาที่อุณหภูมิ 15 ± 1 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 50 เปอร์เซ็นต์ มีความงอกในห้องปฏิบัติการไม่แตกต่างกันทางสถิติ เนื่องจากห้องที่ควบคุมนั้นเมล็ดมีการเสื่อมคุณภาพช้าเนื่องมาจากเมล็ดถูกเก็บไว้ในที่อุณหภูมิและความชื้นเหมาะสมโดยที่ยีนและความแข็งแรงของเมล็ดมีผลต่อการเสื่อมคุณภาพตามธรรมชาติช้ากว่าอัตราการเสื่อมที่เกิดจากสภาพการเก็บรักษา พรพรรณ และคณะ (2554) พบว่า เมล็ดพันธุ์ข้าวโพดหวาน SS1226 และ SK0001 ที่น ามาเก็บรักษาเป็นเวลา 12 เดือน เมล็ดพันธุ์ข้าวโพดหวานที่เก็บรักษาที่อุณหภูมิ 10 และ 20 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 45 เปอร์เซ็นต์ เป็นเวลา 12 เดือน มีคุณภาพเมล็ดพันธุ์ สูงกว่าการเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้อง

สาเหตุของการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ เมล็ดพืชเป็นสิ่งมีชีวิต เมื่อเจริญเติบโตและพัฒนาถึงจุดที่สมบูรณ์สูงสุดแล้วย่อมเสื่อมสภาพและอ่อนแอลงจนกระทั่งเมล็ดตายในที่สุด การเสื่อมคุณภาพของเมล็ดจะเริ่มเกิดขึ้นหลังจากเมล็ดสุกแก่ทางสรีรวิทยา ที่ระสุกแก่ทางสรีรวิทยานี้เมล็ดจะมีความงอกและความแข็งแรงสูงสุด ขณะเดียวกันก็เริ่มมีขบวนการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดเกิดขึ้นด้วยหลังจากนั้นความแข็งแรงของเมล็ดจะลดลง เมล็ดจะมีการเสื่อมคุณภาพสูงสุดเมื่อเมล็ดตาย (จวงจันทร์, 2529ข) ในขณะเดียวกันก็จะมีการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาและชีวเคมีเกิดขึ้น เมล็ดมีการสูญเสียความงอกจนกระทั่งเมล็ดตาย (Wilson and McDonald, 1986; Hendry, 1993) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นได้แก่ การเสื่อมสภาพของผนังเมมเบรน การเปลี่ยนแปลงของไขมัน การเปลี่ยนแปลงของโปรตีน การเปลี่ยนแปลงของเอนไซม์ การเปลี่ยนแปลงของขบวนการหายใจ ความผิดปกติของโครโมโซม และการเสื่อมสภาพของดีเอ็นเอ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นดังที่กล่าวมานี้ อาจเป็นได้ทั้งสาเหตุหรือเป็นผลที่เกิดขึ้นจากการเสื่อมสภาพของ

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

9

เมล็ดพันธุ์ (วันชัย, 2538) เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ยังไม่สามารถสรุปหรือวินิจฉัยได้แน่นอน Kapoor et. al. (2010) รายงานว่า การลดลงของความมีชีวิต อัตราการงอกและความแข็งแรงของเมล็ดมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี โดยจะมีโปรตีนและน้ าตาลลดลง จากการที่เมล็ดพืชต่างชนิดกัน มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันออกไป เมล็ดธัญพืช และพืชตระกูลหญ้า มีคาร์โบไฮเดรทเป็นองค์ประกอบที่ส าคัญ และมีโปรตีนกับไขมันอยู่ในสัดส่วนที่น้อย โดยส่วนใหญ่องค์ประกอบทางเคมีของเมล็ดมีอยู่ 3 อย่าง คือ คาร์โบไฮเดรท ไขมัน และโปรตีน โดยทั่วไปข้าวโพดหวานมีองค์ประกอบทางเคมีของเมล็ดคือ โปรตีน 12 เปอร์เซ็นต์ ไขมัน 9 เปอร์เซ็นต์ แป้งและน้ าตาลรวมกันประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีไขมันในเมล็ดสูงกว่าเมล็ดข้าวโพดที่มีไขมันอยู่ 5 เปอร์เซ็นต์ (วันชัย, 2538) แต่เมื่อแบ่งตามประเภทของข้าวโพดหวานที่ควบคุมด้วยยีนต่างชนิดกันนั้น เมล็ดข้าวโพดหวานมี reducing sugar 5.4 เปอร์เซ็นต์ ซูโครส 10.2 เปอร์เซ็นต์ water soluble protein 22.8 เปอร์เซ็นต์ และแป้ง 20.8 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่ข้าวโพดหวานพิเศษมี reducing sugar 4.9 เปอร์เซ็นต์ ซูโครส 29.9 เปอร์เซ็นต์ water soluble protein 4.4 เปอร์เซ็นต์ และแป้ง 18.4 เปอร์เซ็นต์ (ทวีศักดิ์, 2540) ปัจจัยส าคัญที่ท าให้เมล็ดมีการเสื่อมสภาพและคุณภาพระหว่างการเก็บรักษา ได้แก่ อุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ขณะเก็บรักษา ความชื้นเริ่มต้นของเมล็ด ระยะเวลาในการเก็บรักษา และชนิดพืช (Elias and Copeland, 1994; Fabrizius et al., 1999) ภายใต้สภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมในการเก็บรักษา ก็จะมีผลท าให้มีการพัฒนาของอนุมูลอิสระ เช่น superoxide radical, hydrogen peroxide และ hydroxyl radical ท าลายโครงสร้างของเซลล์พืช (Smirnoff, 1993) การเสื่อมสภาพของเมล็ดเกี่ยวข้องกับการสูญเสีย cell membrane integrity (Roberts, 1973) เนื่องจากกิจกรรมของ free radicals (Wilson and McDonald, 1986; Hendry, 1993 ) เมื่อเมมเบรนต่าง ๆ ภายในเมล็ดเสื่อมสภาพลง มีผลท าให้มีสารต่าง ๆ รั่วไหลออกมาจากเมล็ด เช่น น้ าตาล สารอนิน -ทรีย์ กรดอินทรีย์ โปรตีนและกรดอะมิโน (Duke et al., 1983) และ phenolic compound ในเมล็ดที่มีการรั่วไหลออกมา (Bekkara et al., 1998) lipid peroxidation เป็นสาเหตุส าคัญที่ท าให้เมล็ดพันธุ์เสื่อมสภาพ เกี่ยวข้องกับการสูญเสียการท างานของเอนไซม์ โปรตีนเสื่อมสภาพ การหายใจลดลง และการเสื่อมสภาพของเซลล์เมมเบรน (McDonald, 1999) การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวข้างต้น เชื่อกันว่า การเสื่อมสภาพของเซลล์เมมเบรนเป็นปรากฏการณ์เริ่มแรกที่เกิดขึ้นระหว่างการเสื่อมสภาพของเมล็ดพันธุ์ (Delouche and Baskin, 1973) ซึ่งน าไปสู่การสูญเสียความงอกและความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์ในที่สุด

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของเมล็ดพันธุ์ที่เสื่อมคุณภาพนั้นได้มีการเก็บรักษาภายใต้สภาพของการเร่งอายุเมล็ดพันธุ์ที่อุณหภูมิและความชื้นของเมล็ดสูง (McDonald, 1999) ภายใต้สภาพดังกล่าว เมล็ดจะมีการสูญเสียความมีชีวิตภายใน 2 - 3 วัน ถึง 1 สัปดาห์ ในกระบวนการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์นั้นมีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้อง ทุกเซลล์มีกระบวนการหายใจโดยการใช้สารอาหารที่สะสม

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

10

(food reserves) (McDonald, 1999) ภายในเมล็ดรวมทั้งที่เป็นองค์ประกอบของออร์แกเนลในเซลล์ที่ท าหน้าที่เฉพาะ ในกระบวนการหายใจของเซลล์จะเกิดอนุมูลอิสระที่เป็นผลิตผลของ reactive oxygen species (ROS) ซึ่ง ROS เป็นรูปของออกซิเจนที่ไม่เสถียรและสามารถท าปฏิกิริยากับสารต่าง ๆ เช่น ไขมัน โปรตีน และกรดนิวคลีอิก แล้วได้อนุมูลอิสระตัวใหม่ ซึ่งจะก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ และส่งผลให้เกิดการเสื่อมเสียของสารต่าง ๆ ภายในเซลล์และเกิดสารที่เป็นอันตรายต่อเซลล์ (Hatice et al., 2006) ในกรดไขมันที่ไม่อิ่มตัวที่เป็นองค์ประกอบในเมล็ดและของผนังเซลล์เกิดเปอร์ออกซิเดชัน (peroxiadation) ส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นอันตรายต่อเซลล์คือ peroxidation product ซึ่งเป็นสารกลุ่ม peroxide ของโปรตีน คาร์โบไฮเดรท และไขมัน แต่ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์จากการเกิด peroxidation ของไขมันชนิดไม่อิ่มตัว ได้แก่ malondialdehyde (MDA) และอนุพันธ์ของ malondialdehyde ในเมล็ดพืชน้ ามัน การเพิ่มขึ้นของ lipid autooxidation และปริมาณกรดไขมันระหว่างการเก็บรักษา เป็นปัจจัยที่มีผลต่อการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ ซึ่งการเพิ่มขึ้นของ lipid peroxidation มีความเกี่ยวข้องกับการลดลงของความมีชีวิตและความแข็งแรงของเมล็ดเมื่อเมล็ดมีการเสื่อมคุณภาพเพิ่มขึ้น ซึ่งพบในทานตะวัน (Bailly et al., 1998) และ ฝ้าย (Goel et al., 2003) เป็นต้น ปกติไขมันที่สะสมในเมล็ดลดลงในระหว่างการเก็บรักษานั้น เนื่องมาจากเมตาโบลิซึมของเมล็ด โดยการย่อยท าลายของเอนไซม์ ท าให้เกิดกรดไขมันอิสระ (free fatty acid) ซึ่งสะสมมากขึ้นตามอายุการเก็บรักษาของเมล็ด การเพิ่มขึ้นของกรดไขมันอิสระซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์และมีความสัมพันธ์กับการลดลงของความงอกของเมล็ด อาจเป็นไปได้ว่ากรดไขมันอิสระมีส่วนในการท าลายผนังเมมเบรน ดังนั้นการเสื่อมสภาพของเมล็ดที่เก็บรักษา อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีบางขบวนการที่ก่อให้เกิดความเสียหายขึ้นกับผนังเมมเบรน เป็นขบวนการที่เรียกว่า peroxidation จะเกิดได้ในเมล็ดแม้จะมีความชื้นต่ า

การกระตุ้นการงอก (Seed Priming)

เป็นการกระตุ้นการงอกของเมล็ดพันธุ์มีเทคนิคสองแบบคือ การใช้น้ า (hydropriming) โดยน าเมล็ดพันธุ์แช่น้ า และการดูดซึมสาร (osmopriming)โดยน าเมล็ดพันธุ์คลุกสารเคมี สารเคมีจะค่อยๆซึมเข้าภายในเมล็ด ในเทคนิคทั้งสองแบบ ควรน าเมล็ดพันธ์ไปแช่น้ าหรือคลุกสารเคมีในระยะเวลาและอุณหภูมิที่ก าหนดตามชนิดของพืช นอกจากน้ ายังมีสารเคมีต่างๆ เช่น KNO3 , PEG 600, KCI

1. กระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการกระตุ้น เมื่อเมล็ดพันธุ์ได้รับปัจจัยที่เหมาะสมในการงอกแล้ว กระบานการต่างๆ ภายในเมล็ดก็เกิดขึ้นโดยแบ่งเป็นสองกระบวนการหลัก ดังนี้

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

11

1.1 กระบวนการทางกายภาพ เมื่อเมล็ดพันธุ์ถูกกระตุ้นด้วยน้ าซึ่งเป็นปัจจัยส าคัญอย่างหนึ่งในการงอก น้ าจะท าให้เปลือกเมล็ดอ่อนนุ่มและเมล็ดมีขนาดใหญ่ ระยะเวลาที่แช่น้ ามีความส าคัญมาก

1.2 กระบวนการทางเคมี การกระตุ้นเมล็ดพันธุ์ด้วยน้ ามีผลต่อกิจกรรมเอนไซม์ และกิจกรรมทางชีวเคมีต่างๆ ในเมล็ด ได้แก่ การหายใจ การสังเคราะห์โปรตีนและสารชีวเคมีที่จ าเป็นต่อการงอกของเมล็ด

2. ผลจากการกระตุ้นการงอกของเมล็ดพันธุ์ ท าให้เมล็ดพันธุ์งอกเร็วขึ้น เช่น ในกระตุ้นการงอกของเมล็ดพันธุ์ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ด้วยน้ าระยะเวลาแช่เมล็ดในน้ าที่เหมาะสม 24ชั่วโมง จะช่วยให้เมล็ดงอกได้เร็วขึ้น ต้นกล้าตั้งตัวและเจริญเติบโตได้เร็วกว่าการกระตุ้นเมล็ดในช่วงระยะเวลาอื่นๆ และการกระตุ้นการงอกของเมล็ดพันธุ์ยังส่งผลให้ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้น เนื่องจากเมล็ดพันธุ์ที่ถูกกระตุ้นท าให้ต้นกล้ามีระบบรากที่เจริญเร็วกว่า ช่วยในการหาอาหารและสะสมอาหารดีขึ้นด้วย ช่วยให้พืชสร้างพื้นที่ใบมากได้ดีขึ้นด้วย จึงส่งผลให้ได้ผลผลิตมากกว่าพวกเมล็ดพันธุ์ที่ไม่ได้รับการกระตุ้นความงอกก่อนปลูก (จารุวรรณ, 2552)

ยุพเรศ (2541) ศึกษาผลของ seed priming ที่มีผลต่อคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ ความงอกในไร่การเจริญเติบโตและผลผลิตของถั่วลิสงเมล็ดโต มีความงอก 60 เปอร์เซ็นต์ พบว่าการท า seed priming โดยการแช่เมล็ดในสารละลาย PEG6000 ความเข้มข้น 20 เปอร์เซ็นต์เป็นเวลา 48 ชั่วโมง เป็นวิธีที่ดีที่สุด ชณิตรา และคณะ (2553) พบว่าการท า seed priming กับเมล็ดแตงกวาช่วยกระตุ้นให้เปอร์เซนต์การงอกและดัชนีการงอกของเมล็ดเพิ่มขึ้น เมล็ดพันธุ์ของแตงกวาแต่ละพันธุ์ตอบสนองต่อการท า priming ต่างกัน โดยพันธุ์บิงโกยาวแช่ในน้ ากลั่น พันธุ์บงกชแช่ในสารละลาย mannitol พันธุ์บิงโกแช่ในสารละลายโพแทสเซียมไนเตรท และพันธุ์ 103 B ที่แช่สารละลายไคโตซานท าให้เปอร็เซนต์ความงอกสูงสุด พรทิพย์ และคณะ (2553) พบว่า การยืดอายุการเก็บรักษาของเมล็ดพันธุ์ขึ้นอยู่กับพันธุ์ข้าว อายุของเมล็ดพันธุ์ และการลดความชื้นหลังการเก็บเกี่ยว เมล็ดพันธุ์ข้าวที่อายุ 6 เดือน ที่น ามาแช่เมล็ดพันธุ์ในน้ าเป็นเวลา 3 และ 6 ชม. สามารถยืดอายุการเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ได้นานกว่าเมล็ดพันธุ์ที่ไม่แช่น้ าเป็นเวลา 1-4 เดือน ชนานาตย์ และบุญมี (2553) การท า seed priming ของเมล็ดพันธุ์มะเขือเทศลูกผสม 2 ประเภท คือ มะเขือเทศส่งโรงงานอุตสาหกรรม 2 พันธุ์ และมะเขือเทศรับประทานสด 2 พันธุ์ พบว่า ความงอกของเมล็ดพันธุ์มะเขือเทศทั้ง 2 ประเภท สามารถยกระดับเพิ่มขึ้นจากเดิมอยู่ระหว่าง 2.14-8.21 เปอร์เซ็นต์ การใช้ KNO3 สามารถเพิ่มความงอกของเมล็ดพันธุ์มะเขือเทศได้ 3.68-10.38 เปอร์เซ็นต์ และ KH2PO4 เพิ่มความงอกได้ 4.32-10.25 เปอร์เซ็นต์ ผ่องเพ็ญ และ ทรงศิลป์ (2553) ทดสอบประสิทธิภาพของสารละลาย sodium carbonate (SC) , chitosan และ SC ร่วมกับ chitosan ในการควบคุมโรคแอนแทรคโนสของเมล็ดพันธุ์พริกหวาน พบว่าการแช่เมล็ดพันธุ์พริกหวานใน SC หรือ chitosan สามารถลดการเข้าท าลาย

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

12

ของเชื้อราบนเมล็ดพันธุ์ได้และเมล็ดยังคงความแข็งแรงอยู่ในระดับสูง โดยเฉพาะการแช่เมล็ดพันธุ์พริกหวานใน SC เพียงอย่างเดียวมีประสิทธิภาพดีที่สุด เนื่องจากควบคุมการเข้าท าลายของเชื้อราที่ปนเปื้อนมากับเมล็ดพริกหวานได้สูง เปอร์เซ็นต์การแช่เมล็ดพันธุ์พริกหวานใน SC ความเข้มข้น 3 % นาน 60 นาที มีศักยภาพสูงสุดในการควบคุมเชื้อรา Collectotrichum capsici ที่ปนเปื้อนมากับเมล็ดโดยไม่ท าให้คุณภาพของเมล็ดพันธุ์ลดลง

สภาวะขาดน ้าในการผลิตพืช

สภาวะ ขาดน า้มีผลตอ่กระบวนการทางสรีรวิทยาของพืช เชน่ การสงัเคราะห์ด้วยแสงลดลง การสงัเคราะห์น า้ตาล และ แป้งในพืชน้อยลง ปากใบปิด เกิดสารประกอบออกซเิจนท่ีไวตอ่ปฏิกิริยา (Reactive oxygen species; ROS) ซึง่สารเหลา่นีจ้ะท าลายองค์ประกอบของเซลล์ เช่น ดีเอน็เอ โปรตีน เยื่อหุ้มเซลล์ ท าให้เซลล์พืชได้รับความเสียหาย จนมีผลตอ่การเจริญเติบโต และสรีรวิทยาของพืช กระบวนการตอบสนองของพืชตอ่สภาวะแล้งอาจแตกตา่งกนัขึน้อยูก่บัระดบัความรุนแรง และ ช่วงเวลาของการขาดน า้หรือช่วงอายุของพืช โดยการตอบสนองบางสว่นเป็นกระบวนการท่ีท าให้พืชมีการปรับตวัให้มีชีวิตอยูร่อดได้ เช่น การสร้างเอนไซม์ท่ีท าหน้าท่ีก าจดัสารอนมุลูอิสระ ได้แก่ Superoxide dismutase (SOD) Ascorbate peroxidase (APX) รวมไปถึงการสะสมตวัถกูละลายอ่ืน ๆ เช่น โพรลีน เป็นต้น การลดขนาดของพืน้ท่ีใบ การม้วนของใบ และปิดปากใบเพื่อลดการคายน า้ ในขณะเดียวกนัก็จะสง่ผลตอ่กระบวนการสงัเคราะห์ด้วยแสงโดยอตัราการตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของพืชจะลดลงสง่ผลให้ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ ในใบลดลง นอกจากนัน้ยงัลดปริมาณ และ ประสิทธิภาพของเอนไซม์ Rubisco ซึง่เป็นเอนไซม์ส าคญัของกระบวนการสงัเคราะห์ด้วยแสง และ ยงัสง่ผลให้พืชเกิดการหลดุร่วงของใบเพ่ือลดการสญูเสียน า้อีกด้วยระดบัเอนไซม์ในพืชลดลง เน่ืองจากกระบวนการสร้างโปรตีนลดลง ผลของการขาดน า้ตอ่กระบวนการดงักลา่วจะแตกตา่งกนัไปขึน้อยูก่บัชนิดของพืช ความรุนแรงของการขาดน า้ และ การเจริญเติบโตของพืช (รังสมิา, 2555) Sarvestani et al. (2008) พบว่า การเจริญเติบโตด้านความสงูจะหยดุ ถ้าข้าวขาดน า้ในช่วงระยะ vegetative แตจ่ะไมมี่ผลตอ่ความสงูถ้าขาดน า้ในช่วง reproductive Jaleel et al. (2009) รายงานวา่ ปฏิกิริยาการตอบสนองของพืชทีมีตอ่การขาดน า้จะแตกตา่งกนัขึน้อยูก่บัความรุนแรงและระยะเวลาของการขาดน า้ตลอดจนชนิดของพืชและระยะการเจริญเติบโตของพืชนัน้ๆ Wopereis et al. (1996) พบวา่ ผลผลิตของข้าวท่ีขาดน า้ช่วงแรกๆของการเจริญเติบโตจะไมแ่ตกตา่งทางสถิติจากผลผลติของข้าวท่ีไม่เกิดการขาดน า้ นอกจากนีย้งัมีรายงานวา่ผลผลติของข้าวทกุพนัธุ์จะลดลงอย่างเดน่ชดัเม่ือเร่ิมขาดน า้ท่ีระยะสร้างรวงออ่นหรือระยะออกรวง ทัง้นีเ้พราะจ านวนรวงข้าวท่ีผสมติด (fertile panicle) และมีเมลด็เต็ม (filled grain) มีปริมาณน้อย นอกจากนีย้งัพบวา่ความแตกตา่งระหวา่งพนัธุ์ข้าวยงัมีผลท าให้การตอบสนองตอ่การขาดน า้แตกตา่งกนัด้วย โดยท่ีบางพนัธุ์จะออ่นแอตอ่การขาดน า้ท่ีระยะ vegetative แตบ่างพนัธุ์จะออ่นแอตอ่การขาดน า้ท่ีระยะออกดอก ( flowering stage) และระยะสะสมน า้หนกัแห้ง (grain filling period) (Pantuwan et al., 2002a) Sarvestani et al. (2008) พบวา่

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

13

น า้หนกั 1000 เมลด็ของข้าวท่ีประสบปัญหาขาดน า้ท่ีระยะสะสมน า้หนกัแห้ง (grain filling stage) ลดลงประมาณ 17 เปอร์เซน็ต์ เม่ือเทียบกบั น า้หนกั 1000 เมลด็ของข้าวท่ีไมไ่ด้เกิดการขาดน า้ Bouman and Toung (2001) พบวา่ การขาดน า้ท่ีระยะก่อนและระหวา่งแตกกอของข้าวมีผลท าให้จ านวนรวงตอ่กอลดต ่าลงมากท่ีสดุ การขาดน า้ในช่วง ก่อนแตกกอหรือระหวา่งการแตกกอของข้าว มีผลท าให้จ านวนหน่อตอ่ต้นของข้าวลดลง Rahman et al. (2002) รายงานว่า การขาดน า้ท่ีระยะ ตัง้ท้องและระยะออกดอกมีผลท าให้คา่ดชันีเก็บเก่ียวต ่า และยงัมีรายงานวา่การขาดน า้ท่ีระยะดงักลา่วสง่ผลให้เกิดเมล็ดลีบ (unfilled grain ) มากทัง้นีเ้พราะการถ่ายเท (เคลื่อนย้าย) สารอาหารมาท่ีผลผลิตไม่สมบรูณ์สง่ผลให้ผลผลิตต ่า (Wopereis et al., 1996).

ไคโตซาน

ไคติน (chitin) เป็นสารอินทรีย์ธรรมชาติที่มีมากเป็นอันดับสองรองจากเซลลูโลส สามารถพบสารชนิดนี้ได้ในเปลือกกุ้ง ปู หอย ตลอดจนเห็ดรา ไคตินมีลักษณะโครงสร้างเป็นโพลิเมอร์ที่มีชื่อทาง

เคมีว่า (1 – 4 )2 – acetamido – 2 – deoxy – D – glucopyranose หรือเรียกง่าย ๆ ว่า N – acetyl – D – glucosamine มีคุณสมบัติที่ส าคัญคือไม่ละลายน้ า และตัวท าละลายทั่วๆไป

ภาพที่ 1 โครงสร้างทางเคมีไคติน ที่มา: http://www.sigmaaldrich.com/etc/medialib/life-science

ไคโตซาน (chitosan) เป็นอนุพันธ์ของไคตินสามารถสังเคราะห์ได้จากการก าจัดหมู่ acetyl

group ( deacetylation ) บนโพลิเมอร์ของไคติน ท าให้เกิดเป็นหมู่ อะมิโน (- NH2) ขึ้นแทนที่

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

http://www.sigmaaldrich.com/etc/medialib/life-science

14

ภาพที่ 2 โครงสร้างทางเคมีไคโตซาน ที่มา: http://www.sigmaaldrich.com/etc/medialib/life-science

ไคโตซานละลายได้ดีในตัวท าลายทั่วไปและสามารถน ามาใช้ได้ง่ายและสะดวกขึ้น ไคโคซาน

สามารถน ามาใช้ในทางการเกษตร โดยสามารถเร่งการเจริญเติบโตของพืช ป้องกันการเข้าท าลายของโรคและแมลงโดยการเพิ่มความแข็งแรงให้กับเซลของพืช (Bell et al.1998)

ไคโตซานมีคุณสมบัติในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชทั้งนี้เพราะองค์ประกอบส่วนมากในโมเลกุลของไคโตซานเป็นสารประกอบไนโตรเจนซึ่งมีส่วนช่วยเพิ่มธาตุไนโตรเจนให้กับพืชและยังเพิ่มประสิทธิภาพของคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นรงควัตถุที่ส าคัญส าหรับการสังเคราะห์แสง อันเป็นกระบวนการเกี่ยวข้องกับการสะสมน้ าหนักแห้งและการให้ผลผลิตของพืช และยังพบว่า ไคโตซานยังมีความสามารถในการจับกับไอออนต่างๆ เช่น โปแตสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม และฟอสเฟต ที่เป็นประโยชน์กับพืชแล้วค่อยๆ ปลดปล่อยสารอาหารเหล่านี้แก่พืชเพราะไคโตซานเป็นโพลิเมอร์ที่มีประจุ ฉะนั้นจึงช่วยลดการชะล้างและสูญเสียธาตุอาหารเหล่านี้ท าให้การใช้ปุ๋ยมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งมีส่วนช่วยลดการใช้ปุ๋ยเคมีได้อีกทางหนึ่ง (รัฐ, 2547) การฉีดพ่นไคโตซานกับพริก มีผลท าให้เกิดการปิดของปากใบซึ่งส่งผลท าให้ลดการคายน้ า เมื่ออยู่ในสภาพขาดน้ า และพบว่าลดการใช้น้ าในพริกได้ถึง 26 -43 % ขณะที่ผลผลิตไม่ลดลง (Bettelli et al. 2001) การใช้ไคโตซานกับเมล็ดพืชเพื่อกระตุ้นการงอก เช่น การใช้ไคโตซานเคลือบหรือแช่เมล็ดพืชก่อนปลูกเช่น มะเขือเทศ ข้าวสาลี และ ข้าวโพด มีผลท าให้เปอร์เซ็นต์การงอกและความแข็งแรงของต้นกล้าดีขึ้น (Hidalgo et al.,1996; Krivtsov et al.,1996; Yue et al.,2001) การเคลือบเมล็ดข้าวด้วยไคโตซานก่อนน าไปเก็บรักษาไว้นาน 12 เดือนมีผลท าให้ดีต่อเปอร์เซ็นต์การงอกและการตั้งตัวของต้นกล้าของข้าว (Thobunluepop et al., 2008)

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

http://www.sigmaaldrich.com/etc/medialib/life-science

15

ข้าวเจ้าปทุมธานี 1

ข้าวพันธุ์ปทุมธานี 1 ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างสายพันธุ์ข้าว BKNA6-18-3-2 (พันธุ์แม่) กับสายพันธุ์ PTT8506-86-3-2-1 ที่ศูนย์วิจัยข้าวปทุมธานี เมื่อฤดูนาปรัง ปี พ.ศ. 2533 กรมวิชาการเกษตรพิจารณาให้เป็นพันธุ์รับรอง โดยใช้ชื่อ พันธุ์ปทุมธานี 1 ในปี พ.ศ. 2543 (กรมการข้าว,2550) ข้าวมีลักษณะเด่นคือ ให้ผลผลิตสูง เป็นข้าวเจ้าหอมที่ไม่ไวต่อแสง คุณภาพเมล็ดคล้ายพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ105 ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว ต้านทานโรคไหม้และโรคขอบใบแห้ง มีข้อควรระวังรับคือค่อนข้างไม่ต้านทานเพลี้ยจักจั่นสีเขียว โรคใบหงิก และโรคใบสีส้ม ไม่ควรใช้ปุ๋ยในอัตราสูงโดยเฉพาะปุ๋ยไนโตรเจน ถ้าใส่มากเกินไปท าให้ ฟางอ่อนต้นข้าวล้ม และผลผลิตลดลง พื้นที่แนะน าให้ปลูกคือพื้นที่นาชลประทานภาคกลาง

ชื่อพันธุ์- ปทุมธานี 1 (Pathum Thani 1) ชนิด- ข้าวเจ้าหอม คู่ผสม - BKNA6-18-3-2 / PTT85061-86-3-2-1 ประวัติพันธุ์ - ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างสายพันธุ์ BKNA6-18-3-2กับสายพันธุ์ PTT85061-86-3-2-1 ที่ศูนย์วิจัยข้าวปทุมธานี ในปี พ.ศ. 2533 - พ.ศ. 2534-2536 คัดเลือกพันธุ์แบบสืบตระกูลจากชั่วที่ 2-6 จนได้สายพันธุ์ PTT90071-93-8-1-1

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

16

- พ.ศ. 2536 ปลูกศึกษาพันธุ์ที่ศูนย์วิจัยข้าวปทุมธานี - พ.ศ. 2537-2538 ปลูกเปรียบเทียบผลผลิตภายในสถานี - พ.ศ. 2539-2540 ปลูกเปรียบเทียบผลผลิตระหว่างสถานี วิเคราะห์คุณภาพ เมล็ดทาง กายภาพและทางเคมี ทดสอบความต้านทานต่อโรค แมลง ศัตรูข้าว ที่ส าคัญ - พ.ศ. 2540-2541 ปลูกเปรียบเทียบผลผลิตในนาราษฎร์ และทดสอบเสถียรภาพการให้ผลผลิต - พ.ศ. 2541-2542 ปลูกขยายพันธุ์เป็นข้าวพันธุ์ดัก การรับรองพันธุ์- คณะกรรมการวิจัยและพัฒนากรมวิชาการเกษตร มีมติให้เป็น พันธุ์รับรอง เมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 2543 และให้ชื่อว่า ปทุมธานี 1

ลักษณะประจ้าพันธุ์ - เป็นข้าวเจ้าหอม สูงประมาณ 104-133 เซนติเมตร - เป็นพันธุ์ข้าวที่ไม่ไวต่อช่วงแสง - อายุเก็บเกี่ยว ประมาณ 104-126 วัน - ทรงกอตั้ง ใบสีเขียวมีขนกาบใบและปล้องสีเขียว ใบธงยาว ท ามุม 45 องศา กับ ล าต้น รวงอยู่ใต้ใบธง - เมล็ดข้าวเปลือกสีฟาง มีขน ส่วนมากมีหางสั้น - ระยะพักตัวของเมล็ดประมาณ 3-4 สัปดาห์

สวพ.

มทร.สุวรรณภ

ูมิ

17