เกี่ยวกับแสงกับการเจริญเติบโตของพืช

ในการปลูกพืช โดยทั่วไปกิจกรรมหลักที่เกษตรกรใส่ใจได้แก่ การพรวนดิน รดน้ำ ใส่ปุ๋ย และฉีดพ่นยาฆ่าแมลง ส่วนเรื่องแสงสว่างไม่ค่อยให้ความสำคัญมากนัก ยกเว้นพืชบางชนิดเช่น กล้วยไม้ เป็นต้น ทั้งที่แสงเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการเจริญเติบโต และกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช 
การใช้แสงของพืช 
      เราทราบกันดีว่า ในแสงแดดประกอบด้วยรังสีในช่วงต่างๆ เช่น แสงสีขาวที่ตามองเห็น รังสีอินฟราเรด รังสีอัลตราไวโอเล็ต เป็นต้น แต่หลายคนอาจไม่ทราบว่า การสังเคราะห์แสงในพืชส่วนใหญ่เกิดจากการกระตุ้นของแสงสว่างเพียง “บางช่วงความยาวคลื่น” ที่ดวงตามนุษย์มองเห็นเท่านั้น 
      แสงสีขาวที่ตามนุษย์มองเห็น เป็นแสงที่มีช่วงความยาวคลื่นระหว่าง 400-800 นาโนเมตร ขณะที่พืชสามารถดูดกลืนแสงได้มากเป็นพิเศษที่ 2 ช่วงความยาวคลื่นคือ แสงช่วงความยาวคลื่นระหว่าง 400-500 นาโนเมตร ซึ่งประกอบด้วยแสงสีม่วง สีน้ำเงิน และสีเขียว กับแสงสีแดงที่มีความยาวช่วงคลื่นระหว่าง 600-800 นาโนเมตร โดยแสงสีแดงเป็นแสงที่พืชสามารถดูดกลืนไว้ได้มากที่สุด และมีอิทธิพลต่อการออกดอกของพืชด้วย ทั้งนี้พืชแต่ละชนิดและสายพันธุ์จะตอบสนองต่อช่วงความยาวคลื่นแสงแตกต่างกัน 
      สำหรับรังสีอัลตราไวโอเล็ตหรือรังสียูวี เป็นรังสีที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 400 นาโนเมตร ซึ่งพืชไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้แต่อย่างใด ส่วนรังสีอินฟราเรด หรือรังสีความร้อนเป็นรังสีมีความยาวคลื่นมากกว่า 700 นาโนเมตร พืชสามารถดูดกลืนรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นใกล้ 700-800 นาโนเมตรและนำไปใช้ประโยชน์ได้เล็กน้อย 
การใช้ฟิล์มพลาสติกทางการเกษตร 
         การใช้ฟิล์มพลาสติกเป็นวัสดุคลุมโรงเรือนมีมานานแล้วในต่างประเทศ มีข้อมูลระบุว่า การทดลองใช้ฟิล์มพลาสติกโพลิเอทิลีนเป็นวัสดุคลุมโรงเรือนเริ่มมีขึ้นครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ. 1948 โดยศาสตราจารย์อีเมอร์รี ไมเยอร์ส เอ็มเมอร์ต (Emery Myers Emmert) จากมหาวิทยาลัยแห่งเคนตัคกี้ (University of Kentucky) สหรัฐอเมริกา เป็นคนแรกที่ทดลองนำฟิล์มพลาสติกมาคลุมโรงเรือนแทนการใช้แผ่นกระจก เนื่องจากฟิล์มพลาสติกมีราคาถูกกว่ากระจกมาก 
         เมื่อนำฟิล์มพลาสติกสำหรับคลุมโรงเรือนมาผนวกรวมกับความรู้เรื่องผลกระทบของแสงที่มีต่อพืช จึงทำให้เกิดการวิจัยและพัฒนาฟิล์มพลาสติกที่มีสมบัติคัดกรองแสง โดยผสมหรือพ่นเคลือบสารบางชนิดลงบนเนื้อฟิล์มเพื่อให้มีสมบัติดูดซับ หรือสะท้อนแสงอาทิตย์บางช่วงความยาวคลื่นตามต้องการได้ ซึ่งฟิล์มพลาสติกที่มีสมบัติลักษณะนี้เรียกว่า ฟิล์มคัดกรองช่วงแสง (wavelength selective film) หรือฟิล์มคัดกรองแสงทางเกษตร (photoselective agricultural film) โดยฟิล์มประเภทนี้มีรูปแบบการใช้งาน 2 ลักษณะคือ ใช้เป็นวัสดุคลุมโรงเรือน หรือใช้คลุมหน้าดิน และด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ปัจจุบันฟิล์มคัดกรองแสงบางชนิดถูกพัฒนาจนสามารถดูดกลืนแสงบางช่วงไว้ และปรับเปลี่ยนเป็นแสงอีกช่วงความยาวคลื่นได้ด้วย เช่น ดูดซับแสงยูวีซึ่งไม่เป็นประโยชน์ไว้ และปรับเป็นแสงสีแดงซึ่งเป็นประโยชน์กับพืชมากกว่า เป็นต้น
ฟิล์มคัดกรองแสงทางเกษตรของไทย 
        ด้วยเล็งเห็นว่า แสงเป็นตัวแปรสำคัญหนึ่งที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช ขณะที่ผลิตภัณฑ์ฟิล์มคัดกรองแสงทางเกษตรเป็นสินค้าราคาสูง และต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ทำให้เกษตรกรไทยที่ปลูกพืชในโรงเรือนไม่อาจเข้าถึงเทคโนโลยีนี้ได้ ดร.จิตติ์พร เครือเนตร และทีมวิจัยจากศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ หรือเอ็มเทค (MTEC) จึงร่วมกับมหาวิทยาลัยนเรศวร และมูลนิธิโครงการหลวง พัฒนาเทคโนโลยีฟิล์มคัดกรองแสงทางเกษตรชื่อ ฟิล์มโพลีเทคพลาสติก (Poly Tech Plastic) ขึ้น 
        ทีมวิจัยฯ พัฒนาฟิล์มโพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (low density polyethylene, LDPE) ที่สามารถคัดกรองแสงในช่วงความยาวคลื่นที่เหมาะสม เพื่อนำไปใช้ประโยชน์เชิงเกษตรกรรม ฟิล์มพลาสติกชนิดนี้มีลักษณะค่อนข้างใส มีความยืดหยุ่นสูง ขึ้นรูปได้ง่าย สามารถลดการผ่านของรังสีอินฟราเรดได้ระดับหนึ่ง และที่สำคัญคือ ฟิล์มชนิดนี้มีราคาถูก ทีมวิจัยทดลองใช้สารไทเทเนียมไดออกไซด์ (titanium dioxide) ซึ่งสามารถป้องกันรังสียูวีได้ดี ร่วมกับสารโลหะออกไซด์ที่สามารถลดการผ่านของรังสีอินฟราเรด มาผสมกับสารเคมีบางชนิดเพื่อใช้เป็นสารเติมแต่งในเนื้อฟิล์มพลาสติก 
        ผลลัพธ์ที่ได้คือ ฟิล์มโพลีเทคพลาสติก แผ่นฟิล์มพลาสติกใสที่สามารถยอมให้แสงในช่วงที่มีประโยชน์ต่อการเจริญเติบโตของพืชผลทางการเกษตรส่องผ่านประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ โดยสามารถกรองรังสีอัลตราไวโอเล็ต และรังสีอินฟราเรดออกได้บางส่วน อีกทั้งมีราคาถูกกว่าฟิล์มคัดกรองแสงจากต่างประเทศถึง 4 เท่า 
ฟิล์มโพลีเทคพลาสติก มีสมบัติดังนี้ 
    1. สามารถลดความร้อนในโรงเรือนได้ถึง 3 องศาเซลเซียส เมื่อเทียบกับโรงเรือนที่คลุมด้วยพลาสติกที่มีขายทั่วไป และเป็นจุดเด่นของฟิล์มโพลีเทคพลาสติก เนื่องจากอุณหภูมิในโรงเรือนที่ต่ำกว่าจะมีผลให้พืชคายน้ำน้อยกว่า และไม่เหี่ยวเฉาง่าย 
    2. สามารถลดการส่องผ่านของรังสียูวี โดยเฉพาะอย่างยิ่งรังสียูวีบี (UVB) ซึ่งเป็นอันตรายกับพืช 
    3. สามารถกระจายแสงให้ครอบคลุมทั่วทุกจุดในโรงเรือน ทำให้พืชในโรงเรือนได้รับแสงสว่างอย่างทั่วถึง ส่งผลให้พืชสังเคราะห์แสงได้มากขึ้น และเจริญเติบโตได้ดีขึ้น 
    4. สามารถควบคุมสัดส่วนของรังสีในช่วงที่เหมาะสมให้สามารถส่องผ่านเข้าไปในโรงเรือนได้มากเพียงพอต่อความต้องการของพืชผล 
        สมบัติของฟิล์มข้อนี้ให้ผล 2 อย่าง คือ 
     1). ช่วยลดการเข้าทำลายจากแมลงศัตรูพืช เช่น แมลงวันทอง ป้องกันการแพร่ระบาดของโรคพืชที่อาศัยช่วงรังสี (ที่ถูกกรองออก) ในการแพร่กระจาย ทั้งนี้ด้วยเหตุผลที่ว่า แมลงศัตรูพืชหลายชนิดมีความไวต่อรังสียูวี หรือพูดง่ายๆ คือ อาศัยรังสียูวีในการมองเห็น แบบเดียวกับที่มนุษย์อาศัยแสงสว่างในการมองเห็น (ตามนุษย์ไม่สามารถเห็นรังสียูวี และรังสีอินฟราเรด) ดังนั้นในโรงเรือนที่คลุมด้วยฟิล์มพลาสติกคัดกรองแสงที่มีสมบัติกรองรังสียูวี สายตาของแมลงจะมองเห็นสภาพแสงในโรงเรือนมีลักษณะค่อนข้างมืด (ขณะที่มนุษย์จะเห็นสภาพภายในโรงเรือนสว่าง) ซึ่งส่งผลให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสำหรับการอยู่อาศัยหรือแพร่พันธุ์ของแมลง ดังนั้นแมลงจะถูกจำกัดปริมาณ หรือพยายามออกจากโรงเรือน เช่นเดียวกันกับในกรณีการป้องกันการแพร่ระบาดของโรคพืช 
       2). ช่วยเร่งการเจริญเติบโตของพืช และช่วยเพิ่มสารอาหาร หรือคุณประโยชน์ทางโภชนาการในพืชได้ เช่น ทำให้พริกมีรสเผ็ดขึ้น เนื่องจากว่าพืชแต่ละชนิดมีการตอบสนองต่อแสงที่มีช่วงความยาวคลื่นต่างกัน เมื่อสภาพภายในโรงเรือนมีการกรองรังสีที่ไม่จำเป็นหรือเป็นอันตรายต่อพืชออกไป ทำให้พืชได้รับแสงบางช่วงความยาวคลื่น (ที่มีผลต่อการเจริญเติบโต ผลิดอก ออกผล) เต็มที่ ส่งผลให้พืชสามารถสร้างสารเคมีบางชนิดได้มากขึ้น เช่น สารเคมีที่ให้รสเผ็ดร้อน (ในกรณีของพริก) เป็นต้น 
         ก้าวต่อไปของฟิล์มคัดกรองแสงทางเกษตรไทย 
ขณะนี้ทางทีมวิจัยฯ มีเป้าหมายจะพัฒนาฟิล์มโพลีเทคพลาสติกอัจฉริยะ (Smart Poly Tech Plastic) ที่นอกจากจะมีสมบัติคัดกรองแสงบางช่วงแล้ว ยังสามารถดูดกลืนรังสีบางช่วงที่พืชไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้ไว้เพื่อแปรรังสีดังกล่าวให้เป็นรังสีที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ออกมา โดยทีมวิจัยฯ คาดว่า การวิจัยและพัฒนาฟิล์มโพลีเทคพลาสติกอัจฉริยะจะดำเนินการสำเร็จได้ภายในปี พ.ศ. 2552 นี้ 

ขอขอบคุณเนื้อหาดีๆและภาพ  :Agriculture Extention  :sites.google.com/site/agricultureextention

1ไร่1แสน

รุ่น 11/2556 ณ สำนักงานพิพิธภัณฑ์เกษตรเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว (องค์การมหาชน)

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *