รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- ผลของไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อสรีรวิทยาและผลผลิตของข้าว (Oryza sativa L.)
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Effect of titanium dioxide on physiology and yield of rice (Oryza sativa L.)
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 1 พฤษภาคม 2560
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 30 เมษายน 2561
- ประเภทของการวิจัย :
- การพัฒนาทดลอง
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- ประเทศไทยจัดว่าเป็นประเทศหนึ่งที่เป็นผู้ผลิตและผู้ส่งออกข้าวรายใหญ่ของโลก ในแต่ละปีพบว่าผลผลิตรวมทั่วประเทศมีสูงถึงประมาณ 35 ล้านตัน (สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร 2557) ซึ่งข้าวที่ผลิตในประเทศนั้นต้องคำนึงถึงคุณภาพเป็นสำคัญ เช่น เมล็ดยาว เนื้อขาวใส และมีเปลือกบาง เป็นต้น ทำให้การทำเกษตรกรรมในปัจจุบันหลีกเลี่ยงไม่ได้กับการใช้สารเคมีเพื่อใช้กำจัดแมลง ศัตรูพืช เพื่อช่วยเพิ่มผลผลิตให้คุ้มค่ากับต้นทุน ทำให้เกิดปัญหาเรื่องการปนเปื้อนของสารเคมีในข้าวและสิ่งแวดล้อม แม้กระทั่งก่อให้เกิดอันตรายต่อเกษตรกรผู้ใช้อีกด้วย ซึ่งขัดแย้งกับในสภาวะที่ทั่วโลกกำลังร่วมมือกันรักษาสภาพแวดล้อมของโลก แนวทางเลือกหนึ่งที่สามารถนำมาใช้ในเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรร่วมกับการกำจัดแมลงศัตรูพืชแทนการใช้สารเคมี หรือยาฆ่าแมลง คือ การนำสารที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มผลผลิตและช่วยลดการติดเชื้อในระหว่างการเพาะปลูกมาใช้ปรับปรุงและควบคุมแมลงศัตรูพืช โดยสารกลุ่มดังกล่าวจะต้องไม่มีอันตรายต่อทั้งพืช มนุษย์ และสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาประสิทธิภาพของไทเทเนียมไดออกไซด์เพื่อใช้ในการเคลือบเมล็ดพันธุ์ข้าวก่อนการเพาะปลูกและฉีดพ่นในระหว่างการเพาะปลูก ซึ่งไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นวัสดุที่มีความน่าสนใจและมีประสิทธิภาพสูงในการนำมาใช้เพื่อเพิ่มผลผลิตพืชผลทางการเกษตร จัดเป็นสารที่ไม่เป็นพิษต่อทั้งสัตว์และมนุษย์ อีกทั้งยังพบว่าจะมีประสิทธิภาพในการเพิ่มผลผลิตเมื่อใช้ปริมาณน้อย ซึ่งทำให้เป็นการลดต้นทุนการผลิตได้อีกทางหนึ่ง มีรายงานการวิจัยพบว่าพืชที่กระตุ้นด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์มีปริมาณคลอโรฟิลล์เพิ่มขึ้นเพราะสามารถสังเคราะห์แสงได้เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังพบอีกว่าไทเทเนียมไดออกไซด์สามารถเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรได้สูงขึ้นเพราะเป็นสารที่ช่วยเพิ่มอินทรีย์วัตถุให้พืชได้อีกทางหนึ่ง (Jaberzadeh et al., 2013) ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาศักยภาพของเมล็ดพันธุ์ข้าว เพื่อให้มีประสิทธิภาพการงอกและการเจริญเป็นต้นข้าว รวมทั้งฉีดพ่นระหว่างการเพาะปลูกเพื่อศึกษาสรีรวิทยา ชีวเคมี มวลชีวภาพและผลผลิตของข้าว
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1.เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของสารหุ้มเมล็ดพันธุ์ ไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อเมล็ดพันธุ์ข้าว 2.เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของการฉีดพ่นไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อสรีรวิทยา ชีวเคมี และผลผลิตของข้าว
- ขอบเขตของโครงการ :
- งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาประสิทธิภาพของไทเทเนียมไดออกไซด์เมื่อใช้เป็นสารห่อหุ้มเมล็ดและฉีดพ่นพันธุ์ข้าว ซึ่งศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการเคลือบเมล็ดพันธุ์ ได้แก่ ความเข้มข้นของสารเคลือบ จากนั้นนำสภาวะที่เหมาะสมที่สุดไปใช้ร่วมกับการฉีดพ่น และศึกษาการเจริญเติบโต สรีรวิทยา และชีวเคมี ได้แก่ คลอโรฟิลล์ พื้นที่ใบ มวลชีวภาพ และผลผลิต
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- เมื่องานวิจัยนี้สำเร็จจะได้ผลงานตีพิมพ์ในวารสารระดับชาติ (TCI) หรือนานาชาติ 1 เรื่อง สามารถถ่ายทอดเทคโนโลยีให้ชุมชน ผู้ประกอบอาชีพเกษตรกรรม และหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล ระยะเวลาในการทำวิจัย 1 ปี โดยสถานที่ทำการวิจัยคือ สาขาวิชาเคมี และสาขาวิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ แผนการดำเนินงานประกอบด้วย 2 ขั้นตอนหลัก ได้แก่ 1. การศึกษาผลของไททาเนียมไดออกไซด์ต่อการงอก การเจริญเติบโต สรีรวิทยา และผลผลิตของข้าว 1.1 การเตรียมกล้าพันธุ์ข้าวและการเคลือบเมล็ดพันธุ์ การเตรียมตัวอย่างข้าว โดยนำตัวอย่างเมล็ดข้าวมา คัดเลือกเมล็ดที่มีคุณภาพดี และเก็บไว้ในสภาวะควบคุมอุณหภูมิ 25?2 ?C ความชื้นน้อยกว่าร้อยละ 20 เป็นเวลา 24 ชม. ก่อนการเคลือบเมล็ดพันธุ์ด้วยสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์ การศึกษาในครั้งนี้แบ่งหน่วยทดสอบออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มทดลอง : ใช้ไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นสารละลายในการเคลือบและฉีดพ่นเมล็ดพันธุ์ข้าว(แช่ลงในสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์เข้มข้นร้อยละ 0.01, 0.02 และ 0.03 โดยมวลต่อปริมาตร) กลุ่มควบคุม : เมล็ดพันธุ์ข้าวที่ไม่ผ่านขั้นตอนการเคลือบและฉีดพ่นเมล็ดด้วยสารละลายใดๆ แบ่งเป็นชุดการทดลอง ดังนี้ T0.01 (เคลือบและฉีดพ่นด้วยสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์เข้มข้นร้อยละ 0.01 โดยมวลต่อปริมาตร) T0.02 (เคลือบและฉีดพ่นด้วยสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์เข้มข้นร้อยละ 0.02 โดยมวลต่อปริมาตร) T0.03 (เคลือบและฉีดพ่นด้วยสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์เข้มข้นร้อยละ 0.03 โดยมวลต่อปริมาตร) C (ไม่เคลือบและไม่ฉีดพ่นด้วยสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์) การศึกษาลักษณะฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์ โดยศึกษาสมบัติพื้นผิวของเมล็ดข้าวหลังการเคลือบด้วยสารละลายเคลือบเมล็ดพันธุ์แต่ละชนิดใช้กล้องจุลทรรศ์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านศึกษาลักษณะฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ห่อหุ้มเมล็ดพันธุ์ข้าว 1.2 การทดสอบประสิทธิภาพการเคลือบเมล็ดพันธุ์ด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ เพาะข้าวในถาดพลาสติก และการทดสอบการงอกของเมล็ด ดังนี้ บันทึกวันที่เมล็ดพันธุ์ข้าวงอก จำนวนเมล็ดที่งอก ทำการวัดความยาวราก และความสูงของต้นอ่อน แล้วคำนวณหาเปอร์เซ็นต์การงอกของชุดทดลองแต่ละชุด สูตรที่ใช้ในการคำนวณ เปอร์เซ็นต์การงอก (จำนวนเมล็ดที่งอก / จำนวนเมล็ดทั้งหมด ) x 100 จากนั้นวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้สถิติได้แก่ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย และการวิเคราะห์ความแปรปรวน โดยใช้ Analysis of Variance (ANOVA) และเปรียบเทียบโดย Duncan’s new multiple range test 1.3 การศึกษาประสิทธิภาพการเจริญเติบโต สรีรวิทยา ชีวเคมี และผลผลิตด้วยการเคลือบเมล็ดพันธุ์และการฉีดพ่นไทเทเนียมไดออกไซด์ 1) นำต้นกล้าจากข้อ 1.2 มาปลูกในกระถางพลาสติกเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 นิ้ว จำนวน 1 ต้นต่อกระถาง ตามชุดการทดลอง คือ T0.01 T0.02 T0.03 (ฉีดพ่นด้วยสารละลายไทเทเนียมไดออกไซด์เข้มข้นร้อยละ 0.01 .002 และ 0.03 โดยมวลต่อปริมาตร) และ C 2) ศึกษาประสิทธิภาพของการฉีดพ่นไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อการเจริญเติบโต สรีรวิทยา และชีวเคมี โดยการศึกษาการแตกกอ ความสูง ปริมาณคลอโรฟิลล์ ในระยะแตกกอ ระยะกำเนิดช่อดอก ระยะออกรวง และระยะเก็บเกี่ยว 2) ศึกษาประสิทธิภาพของการฉีดพ่นไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อมวลชีวภาพในระยะเก็บเกี่ยว 3) ศึกษาประสิทธิภาพของการฉีดพ่นไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อผลผลิต วิธีการวิเคราะห์ 1) ศึกษาปริมาณคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) โดยวิธีของ Yoshida et al. (1976) โดยชั่งใบข้าวจำนวน 1 กรัม ใส่ลงในโกร่งบดตัวอย่างจนละเอียด เติมอะซิโตน 80% ลงไป ปริมาตร 40 มิลลิลิตร เพื่อใช้เป็นตัวทำละลายคลอโรฟิลล์ กรองด้วยกระดาษกรอง Whatman No.1 แล้วค่อย ๆ เติม อะซิโตน 80% จนไม่มีสีเขียวติดบนกระดาษกรอง ปรับปริมาตรให้เป็น 100 มิลลิลิตร นำสารละลายที่สกัดได้ไปวัดค่าการดูดกลืนแสงด้วยเครื่อง Spectrophotometer ที่ช่วงความยาวคลื่น 663 (Chl a) และ 645 (Chl b) นาโนเมตร จากนั้นนำค่าที่ได้มาคำนวณหาปริมาณคลอโรฟิลล์เอและคลอโรฟิลล์บี โดยปริมาณคลอโรฟิลล์ที่ได้มีหน่วยเป็นมิลลิกรัมคลอโรฟิลล์/กรัม. น้ำหนักสด (mg Chl/g fresh weight) Chl a (?g/ml of plant extract) = 12.81A663 – 2.81A645 Chl b (?g/ml of plant extract) = 20.13A663 – 5.03A645 กำหนดให้ A = ค่าการดูดกลืนแสงที่อ่านได้จากความยาวคลื่น Chl a = คลอโรฟิลล์เอ Chl b = คลอโรฟิลล์บี 2) พื้นที่ใบ วัดพื้นที่ใบข้าวในใบที่ขยายเต็มที่โดยใช้เครื่องวัดพื้นที่ใบ LI-3100 (LI-COR, Lincoln, USA) 3) ศึกษาน้ำหนักแห้ง (biomass) ในระยะเก็บเกี่ยว แยกส่วนลำต้นและรากของต้นข้าว ล้างให้สะอาด แล้วอบตัวอย่างพืชที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 72 ชั่วโมง ในตู้อบลมร้อนและนำมาชั่งหาน้ำหนักแห้งของลำต้น น้ำหนักแห้งของราก และน้ำหนักแห้งรวม 1.4 การศึกษาธาตุ Ti ที่ตกค้างในพืช การศึกษาปริมาณสารตกค้าง เช่น ธาตุ Ti ที่ตกค้างในเมล็ดพันธุ์ข้าวใช้เทคนิคอะตอมมิกแอบซอร์พชัน สเปกโทรสโกปี (AAS) เพื่อทดสอบปริมาณ Ti ที่อาจตกค้างในเมล็ดข้าวก่อนนำไปสู่ผู้บริโภค โดยการนำเมล็ดพันธุ์ข้าวไปย่อยด้วยเทคนิคไมโครเวฟ ก่อนนำไปตรวจวัดปริมาณ Ti ด้วยเทคนิค AAS วิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติ ศึกษาความแตกต่างทางสรีรวิทยา ชีวเคมี และผลผลิตโดย Analysis of Variance (ANOVA) ใช้ Dancan’s multiple range tests เพื่อเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่าง treatment
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- โครงการผลของไทเทเนียมไดออกไซด์ต่อสรีรวิทยาและผลผลิตของข้าว ได้ศึกษาความเหมาะสมของการนำไทเทเนียมไดออกไซด์มาใช้ในการเพิ่มศักยภาพการเจริญเติบโตของข้าว โดยนำมาเคลือบเมล็ดก่อนเพาะปลูก ร่วมกับการฉีดพ่น เพื่อศึกษาการเจริญเติบโต สรีรวิทยา คลอโรฟิลล์ มวลชีวภาพ และผลผลิตของข้าว
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ชลดา เดชาเกียรติไกร ธีรการุณวงศ์ นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 60% 2 นางสาวฤทัยรัตน์ โพธิ นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 40%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
