โดย: ไบรอัน ลอว์เรนซ์, อับราม เจ บิคส์เลอร์ และคิมเบอร์ลีย์ ดันแคน
ตีพิมพ์แล้ว: 15-02-2019


This article is from ECHO Asia Note # 37. : บทความนี้มาจาก วารสาร เอคโค่ เอเชีย โน้ต ฉบับที่ 37

 ( สามารถดาวน์โหลด บทความนี้ได้ตรงปุ่มดาวน์โหลดสีเขียว)

[บทบรรณาธิการ (แพททริค): บทความนี้มาจากงานวิจัยที่จัดทำขึ้นโดยเจ้าหน้าที่เอคโค เอเชียและเป็นฉบับย่อที่ได้ตีพิมพ์ในวารสาร Agronomy for Sustainable Development โดยต้นฉบับเต็มรูปแบบสามารถอ่านได้ที่เว็บไซท์ Agronomy for Sustainable Development ] 

 

บทนำ

การเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ในพื้นที่เขตร้อนชื้นและกึ่งร้อนชื้นเป็นเรื่องที่ยากอยู่พอสมควร  หากไม่มีอุปกรณ์ที่ออกแบบเพื่อให้เมล็ดพันธุ์อยู่ในสภาพที่แห้งและเย็น ก็จะทำให้คุณภาพของเมล็ดพันธุ์เสื่อมไปอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิสูงและความชื้นในช่วงระหว่างการเก็บจะเพิ่มการเผาผลาญของเมล็ดพันธุ์และเหมาะกับการขยายพันธุ์ของแมลงที่กัดกินเมล็ด (Lale and Vidal, 2003; Upadhyay and Ahmad, 2011) เทคโนโลยีเช่นตู้เย็น, เครื่องลดความชื้น และยาฆ่าแมลงอาจช่วยป้องการไม่ให้เกิดสภาพที่ทำให้เมล็ดพันธุ์เสียหายได้ แต่เกษตรกรรายย่อยในเขตร้อนอาจไม่มีสิ่งของเหล่านี้ วิธีดั้งเดิมที่คนในพื้นที่ใช้กันอยู่เพื่อป้องกันแมลงมีอยู่หลายวิธี และส่วนใหญ่มักใช้วิธีแช่หรือเคลือบเมล็ดพันธุ์ก่อนเก็บ และมีจุดมุ่งหมายเพื่อฆ่า ทำลายหรือป้องกันไม่ให้แมลงเข้ามาใกล้เมล็ดพันธุ์ สารบางอย่างอาจช่วยลดอัตราการเติบโตของแมลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็อาจลดความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์ลงด้วยเช่นกัน ดังนั้น สิ่งสำคัญคือการบอกให้ได้ว่าสารหรือสูตรไหนที่จะเป็นทางเลือกที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพที่เกษตรกรควรใช้ เจ้าหน้าที่วิจัยของเอคโคเอเชียได้วิเคราะห์สูตรป้องกันไว้ 5 แบบที่ใช้ต้นทุนต่ำ เพื่อทดสอบประสิทธิภาพในการป้องกันการเติบโตของแมลงกัดกินเมล็ดพันธุ์ที่พบได้ทั่วไป ที่มีชื่อว่าด้วงถั่วเขียว (Callosobruchus maculatus) ในการเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ถั่วแปบ (Lablab purpureus L.) เพื่อให้สอดคล้องกับงานวิจัยของเอคโคก่อนหน้านี้จาก ECHO research by Croft et al. 2012 จึงมีการวิเคราะห์แต่ละสูตรทั้งแบบปิดผนึกสูญญากาศและปิดผนึกแบบธรรมดา  

แมลงกัดกินเมล็ดเช่นด้วงถั่วเขียวมองเห็นและป้องกันได้ยาก เพราะแมลงนี้จะวางไข่ไว้ตั้งแต่ระยะที่เมล็ดกำลังเติบโตในแปลงปลูก (ภาพที่ 1A) และฟักออกจากไข่ในระยะเวลาการเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์เพื่อกัดกินเมล็ดพันธุ์ที่โตเต็มที่ (Chauhan and Ghaffar 2002) ด้วงถั่วเขียวจะเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็วในสภาพอุณหภูมิอุ่นและร้อนชื้น ภายในระยะเวลาไม่นาน ด้วงเหล่านี้จะสามารถกัดกินเมล็ดพันธุ์ที่เก็บรักษาไว้ไปเป็นจำนวนมาก ซึ่งเมล็ดพันธุ์เหล่านี้ถูกเก็บรักษาไว้เพื่อใช้เป็นอาหารหรือเพื่อเพาะปลูกในปีถัดไป (ภาพที่ 1B) อย่างไรก็ตาม ด้วงถั่วเขียวนี้มีลักษณะเหมือนกับแมลงอื่นๆคือไม่สามารถเติบโตครบวงจรชีวิตได้โดยปราศจากออกซิเจน (Ahn et al. 2013)  วิธีการทำให้เกิดสภาพสูญญากาศเป็นวิธีการที่อาจใช้เพื่อลดปริมาณออกซิเจนสำหรับแมลงในขั้นตอนการเก็บเมล็ดพันธุ์ได้ (Van Huis 1991; ดูภาพที่ 1C) เป้าหมายของการทดลองนี้คือเพื่อสำรวจทางเลือกที่ใช้ต้นทุนต่ำควบคู่ไปกับการเก็บในสภาพสูญญากาศ เพื่อทดสอบว่าจะมีผลต่อการเติบโตของด้วงถั่วเขียวอย่างไร อีกทั้งจะช่วยรักษาความชีวิตของเมล็ดพันธุ์ได้หรือไม่  

AN37_Law Fig 1
ภาพที่ 1 วงจรชีวิตของด้วงถั่วเขียว (A) ความเสียหายในเมล็ดที่สังเกตุเห็นได้ด้วยตาเปล่า (B) และถั่วแปบภายในถุงระหว่างการทดลอง (C)  

วิธีการจัดการทดลอง 

เราทดสอบสูตรที่ใช้ต้นทุนต่ำ 6 สูตรที่ใช้ในการเก็บเมล็ดพันธุ์ในสภาพภูมิอากาศร้อนชื้น แต่ละวิธีการได้รับคำแนะนำจากสมาชิกเครือข่ายของเอคโค ทุกวิธีจะมีทั้งถุงเมล็ดพันธุ์ที่ปิดผนึกแบบสูญญากาศและมีถุงเมล็ดพันธุ์ที่ปิดไว้แบบธรรมดาที่ไม่สูบอากาศออก นอกจากนี้แต่ละวิธีจะนำไปเปรียบเทียบกับสูตรควบคุมที่เมล็ดไม่ใช้กรรมวิธีใดและที่ปิดผนึกแบบสูญญากาศและแบบธรรมดา วิธีเหล่านี้ได้แก่: 

1. น้ำยาฟอกขาว 10% นำมาใช้ล้างเมล็ดก่อนเก็บ 

2. ข่าบดผง คลุกผสมกับเมล็ดพันธุ์ก่อนเก็บ  

3. สารกำจัดแมลง คาบาริล ที่ซื้อมาจากร้านค้าในพื้นที่ คลุกผสมกับเมล็ดพันธุ์ก่อนเก็บ  

4. ถ่านไม้ไผ่บดผง คลุกผสมกับเมล็ดก่อนเก็บ  

5. ผงซักฟอก คลุกผสมกับเมล็ดพันธุ์ก่อนเก็บ 

6. น้ำมันพืชทำอาหาร คลุกผสมให้เคลือบเมล็ดพันธุ์ก่อนเก็บ  

เราแบ่งเมล็ดถั่วแปบใส่ในถุงพลาสติกและนำสารที่ใช้ทดสอบแต่ละสูตรใส่ลงไป ในระยะเวลา 1 ปีถัดมา เราประเมินเมล็ดพันธุ์ในถุงต่างๆเพื่อดูว่ามีด้วงถั่วเขียวหรือไม่และทดสอบความมีชีวิตประมาณทุกๆ 2 เดือน โดยทำการวัดปริมาณแมลงที่มีอยู่ทั้งหมด ด้วยการนับและบวกจำนวนไข่ ตัวอ่อน ตัวเต็มวัย และรูที่ถูกแมลงเจาะ ในเมล็ดที่เสียหาย นอกจากนี้ยังมีการทดสอบความชีวิตของเมล็ดพันธุ์ทุกครั้ง ด้วยการทดสอบอัตราการงอกของเมล็ด การวัดความมีชีวิตของเมล็ดทำโดยการนับจำนวนวันก่อนที่ปริมาณเมล็ด 50% จะงอก (ขั้นตอนนี้สำคัญเพราะการงอกของเมล็ดในเวลาเดียวกันเป็นสิ่งคัญต่อเกษตรกร ที่ส่วนใหญ่ทำการเกษตรแบบพึ่งพาเวลาที่ฝนตกเพื่อทำการเพาะปลูก)   

 

ผลการทดลอง 

วิธีการเก็บแบบสูญญากาศเป็นการเก็บที่ได้ผลดีมาก (ภาพที่ 2, A และ B; ผลของการเก็บแบบสูญญากาศเป็นแท่งสีฟ้า ติดกับแท่งสีแดง) ถุงที่เก็บแบบสูญญากาศทั้งหมดสามารถป้องกันไม่ให้ไข่หรือตัวอ่อนของด้วง เติบโตและไม่สามารถทำลายกัดกินเมล็ดได้ นอกจากนี้การเก็บแบบสูญญากาศยังรักษาความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์ได้ด้วย หลังจากการเก็บในระยะเวลา 1 ปี เมล็ดที่เก็บแบบสูญญากาศสามารถรักษาอัตราการงอกที่ 65-70% (ภาพที่ 3A)  

สูตรที่เก็บแบบปิดผนึกธรรมดาแสดงถึงระดับประสิทธิภาพต่างๆกัน (P < 0.05) โดยดูจากปริมาณแมลงที่เกิดขึ้น (ภาพที่ 2B)  น้ำยาฟอกขาวและผงซักฟอกเป็นวิธีที่ได้ผลน้อยที่สุด ขณะที่ข่าบดผง, คาบาริล, ถ่าน และน้ำมันทำให้จำนวนด้วงลดต่ำกว่ากลุ่มเปรียบเทียบ มีเพียงการใช้น้ำมันที่ให้ผลอย่างน่าพอใจที่ต่ำกว่า (P < 0.05) กลุ่มเปรียบเทียบ การใช้น้ำมันช่วยลดปริมาณของแมลงเท่ากันกับในตัวอย่างที่เก็บแบบสูญญากาศและแบบธรรมดา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากน้ำมันมีผลเสียต่อความมีชีวิตของเมล็ด จึงไม่แนะนำให้ใช้ (ภาพที่ 3B) 

 

AN37_Law Fig 2
ภาพที่ 2: ผลที่ได้จากการเก็บแบบสูญญากาศและแบบธรรมดาด้วยสูตรต่างๆ (A) และผลการพบแมลงในเมล็ดจากการเก็บด้วยวิธีการต่างๆ (B) ด้วยวิธีการแบบสูญญากาศ (แท่งสีน้ำเงิน) และแบบธรรมดา (แท่งสีแดง) หลังการเก็บเวลา 1 ปี การเก็บแบบสูญญากาศช่วยป้องกันการเติบโตและขยายพันธุ์ของแมลงตลอดการศึกษาวิจัย โดยน้ำยาฟอกขาวและผงซักฟอกไม่ช่วยยับยั้งการเติบโตและขยายพันธุ์ของแมลง ขณะที่ข่า คาบาริล, ถ่าน และน้ำมัน แสดงผลที่น่าพอใจในการยับยั้งการเติบโตของแมลง การป้องกันด้วยวิธีต่างๆที่มีตัวอักษรกำกับไว้ให้ผลที่ต่างกันอย่างเห็นได้ชัด (P < 0.05) ด้วยการทดสอบของ Fishers least significant difference (LSD) 


 


ความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์ไม่มีความแตกต่างอย่างชัดเจน (P > 0.05) ระหว่างการเก็บแบบสูญญากาศและแบบธรรมดาตั้งแต่ต้นจนถึงการตรวจสอบตัวอย่างในเดือนสุดท้าย (ภาพที่ 3A) อย่างไรก็ตาม จากการสรุปการศึกษานี้ พบว่าถุงที่ปิดผนึกแบบสูญญากาศช่วยรักษาความมีชีวิตของเมล็ด ขณะที่ถุงที่ปิดแบบธรรมดาทำให้อัตราความมีชีวิตของเมล็ดลดลง (ภาพที่ 3A) ส่วนวิธีการเก็บอีก 6 วิธีมีความแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด (P < 0.01) ด้านความมีชีวิตของเมล็ดตลอดเวลาการศึกษา (ภาพที่ 3B) การใช้น้ำยาฟอกขาวทำให้ความมีชีวิตของเมล็ดลดลงและมีผลเล็กน้อยในการยับยั้งการเติบโตของแมลง ขณะที่การใช้น้ำมันพืชช่วยป้องกันการเติบโตของแมลงได้อย่างมีประสิทธิภาพแต่ทำให้ความมีชีวิตของเมล็ดลดลง วิธีการอื่นๆให้ผลที่คล้ายกันกับกลุ่มเปรียบเทียบ และไม่ได้ทำให้ความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์มีความเปลี่ยนแปลงอย่างสังเกตเห็นได้

AN37_Law Fig 3
ภาพที่ 3: ค่าเฉลี่ยอัตราการงอกของเมล็ดระหว่างตัวอย่างเมล็ดที่เก็บแบบสูญญากาศ(เส้นสีน้ำเงิน) และแบบธรรมดา (เส้นสีแดง) (A) และการใช้สูตรต่างๆกับเมล็ดในระยะเวลา 1 ปี (B)  

ตัวอย่างเมล็ดทั้งที่เก็บแบบสูญญากาศและแบบธรรมดามีรูปแบบที่คล้ายกันด้านการงอกของเมล็ด โดยการวัดจำนวนวันที่ปริมาณเมล็ดงอกถึง 50% (ภาพที่ 4A) ลักษณะเส้นที่เป็นยอดแหลมในเดือนที่ 6 (M6) อาจมีสาเหตุจากเวลาที่ถึงช่วงอากาศที่เย็นลงและการเปลี่ยนแปลงของฤดูที่มีแสงน้อยลงและความชื้นน้อยลง และเส้นที่ลาดต่ำลงถัดจากนั้น ซึ่งแสดงถึงการใช้เวลาในการงอกน้อยลง น่าจะเป็นเพราะสภาพอากาศฤดูใบไม้ผลิที่อุ่นขึ้นในช่วงหลังของการทดสอบ สูตรต่างๆที่ใช้มีผลไม่มากนักต่อจำนวนค่าเฉลี่ยวันของการงอกของเมล็ดถึง 50% และเมล็ดทั้งหมดจากทุกสูตรได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศตามฤดูกาลในเดือนที่ 6 (ภาพที่ 4B)   

สรุป 

การเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ด้วยการปิดผนึกแบบสูญญากาศเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพ และสภาพสูญญากาศนี้ยังช่วยรักษาความมีชีวิตของเมล็ดในตลอดระยะเวลาที่เก็บ และยังยับยั้งการเติบโตของแมลงที่จะกัดกินเมล็ดที่เก็บไว้ โดยวิธีการสร้างสภาพสูญญากาศด้วยต้นทุนที่มีราคาไม่แพงจากเทคโนโลยีที่เหมาะสมสามารถใช้ที่สูบลมรถจักรยาน (appropriate technologies such as a bicycle pump) ที่นำมาเปลี่ยนเป็นการสูบลมออกจากถุงหรือภาชนะบรรจุได้ แต่หากการปิดผนึกแบบสูญญากาศไม่สามารถทำได้ในบางสถานการณ์ ยังมีวิธีอื่นๆอีกหลายวิธีที่อธิบายไว้ในการศึกษานี้ที่จะช่วยลดปริมาณด้วงถั่วเขียวและยังช่วยรักษาความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์ด้วย ได้แก่ การใช้คาร์บาริล, ถ่าน และข่าผง ส่วนการใช้น้ำมันจะช่วยป้องกันไม่ให้ด้วงเติบโตแต่เป็นวิธีที่ไม่แนะนำให้ใช้เพราะจะทำให้เมล็ดพันธุ์สูญเสียความมีชีวิตไปอย่างมาก 

AN37_Law Fig 4
ภาพที่ 4: ค่าเฉลี่ยเวลาการงอกของเมล็ดถึง 50 %ระหว่าง (A) เมล็ดที่เก็บแบบสูญญากาศและแบบธรรมดา และ (B) การใช้สูตรต่างๆในการเก็บเมล็ดในเวลา 1 ปี   


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

อ้างอิง 

Ahn, J-E., X. Zhou, S.E. Dowd, R.S. Chapkin, and K. Zhu-Salzman. 2013. Insight into hypoxia tolerance in cowpea bruchid: metabolic repression and heat shock protein regulation via hypoxia-inducible factor 1. PLoS One 8(4): e57267. doi:10.1371/journal.pone.0057267.

Chauhan, Y.S. and M.A. Ghaffar. 2002. Solar heating of seeds – a low cost method to control bruchid (Callosobruchus spp.) attack during storage of pigeonpea. Journal of Stored Products Research 38: 87-91.

Croft, M., A. J. Bicksler, J. Mason, and R. Burnette. 2012. Comparison of appropriate tropical seed storage techniques for germplasm conservation in mountainous sub-tropical climates with resource constraints. Experimental Agriculture 49: 279-294. https://www.echocommunity.org/en/resources/45bd2eef-2d76-42d4-9c28-e17f26f7f42e.

Lale, N.E.S., and S. Vidal. 2003. Effect of constant temperature and humidity on oviposition and development of Callosobruchus maculatus (F.) and Callosobruchus subinnotatus (Pic) on bambara groundnut, Vigna subterranea (L.) Verdcourt. Journal of Stored Products Research 39: 459-470.

Lawrence, B., A.J. Bicksler, K. Duncan. 2017. Local Treatments and Vacuum Sealing as Novel Control Strategies for Stored Seed Pests in the Tropics. Agronomy for Sustainable Development. 37:(6). 

Motis, T. 2019. Vacuum-Sealing Options for Storing Seed: Technologies for Small-Scale Seed Banks. ECHO Technical Notes. 93:1-16. https://www.echocommunity.org/resources/690545ac-4de7-4cc2-9654-70953d2c21bc.

Upadhyay, R.H. and S. Ahmad. 2011. Management strategies for control of stored grain insect pests in farmer stores and public ware houses. World Journal of Agricultural Sciences 7(5): 527-549. 

Van Huis, A. 1991. Biological methods of bruchid control in the tropics: a review. International Journal of Tropical Insect Science 12(1-3):87-102.