เทคนิคการขยายพันธุ์เพื่อส่งเสริมการปลูกมันฝรั่งสายพันธุ์เขตร้อน

This article is from ECHO Asia Note # 32.

โดย ดร.ทาปานี ฮาปาลา (Dr. Tapani Haapala) องค์กรมิชชั่นลูเธอร์แรน อิแวนจิลิคัล ฟินแลนด์ (Finnish Evangelical Lutheran Mission (FELM) กรุงพนมเปญ ประเทศกัมพูชา

บรรณาธิการ: ดร.ทาปานี ฮาปาลา มีตาแหน่งเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์, นักวิชาการเกษตร, ชาวสวนและนักวิจัย ปัจจุบันนี้ท่านทางานในฐานะที่ปรึกษาความมั่นคงด้านอาหารโลกให้กับองค์กรมิชชั่นลูเธอร์แรน อิแวนจิลิคัล ฟินแลนด์ หรือ FELM (Finnish Evangelical Lutheran Mission) และท่านยังเป็นผู้จัดการพัฒนาเขตสาหรับองค์กร FELM ประเทศกัมพูชา

คาสาคัญ: 

Solanum tuberosum, มันฝรั่ง, การทาให้พืชกลับมาอยู่ในระยะเยาว์วัย, การปักชา, ภาวะไม่ปลอดเชื้อ

แนวคิดสาคัญ

• มันฝรั่งสามารถให้ผลผลิตเป็นโปรตีนปริมาณสูง รวมถึงสารอาหารที่จาเป็นอื่นๆด้วย
• มันฝรั่งเติบโตยากในเขตร้อนที่มีสภาพอากาศที่ร้อน
• มีมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ที่ปลูกได้ในเขตร้อน
• ยังมีความต้องการด้านเทคนิคการขยายพันธุ์ที่ใช้ต้นทุนต่าและมีประสิทธิภาพเพื่อการผลิตต้นพันธุ์
• ปัจจุบันกาลังมีการทดสอบวิธีการขยายพันธุ์แบบใหม่ๆอยู่

บทย่อ

มันฝรั่ง (Solanum tuberosum) ประกอบไปด้วยคุณสมบัติพิเศษของอาหารที่มีคุณภาพสูง มีส่วนประกอบที่เป็นโปรตีนที่มีคุณภาพดีมากและยังเป็นแหล่งพลังงานเกณฑ์การผลิตต่อเฮกเตอร์ (Frusciante et al. 2000) ส่วนใหญ่มันฝรั่งจะเติบโตในพื้นที่ที่มีอากาศเย็น โดยในเขตร้อนนั้นมันฝรั่งมักจะเผชิญกับภาวะเครียดหลายๆด้านที่มีสาเหตุมาจากอากาศร้อน ซึ่งบางครั้งก่อให้กิดปัญหาเช่นการเกิดเป็นโรคเกี่ยวกับเชื้อรา มีมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ปรับตัวได้ดีกว่ากับภาวะอากาศที่ร้อน จึงอาจเป็นที่มาของการพัฒนาผลผลิตมันฝรั่งในเขตร้อนและอาจเป็นโอกาสในการสร้างอาชีพให้กับเกษตรกรรายย่อย อย่างไรก็ตาม การจัดหาต้นพันธุ์หรือวัสดุพันธุ์ให้ได้ตามความต้องการอาจยังเป็นปัญหาที่ต้องหาทางแก้ไขอยู่ 

การขยายพันธุ์จากเนื้อเยื่อของพืชหรือด้วยวิธีจุลภาค (Micropropagation) เป็นวิธีที่ได้ผลที่ช่วยฟื้นฟูสภาพและเพิ่มปริมาณวัสดุพันธุ์ของมันฝรั่ง โดยมากแล้วเป็นวิธีที่ใช้เพื่อเพิ่มปริมาณหัวพันธุ์มันฝรั่งที่ปลอดโรค บ่อยครั้งที่กิ่งชาจะงอกรากได้ดีเมื่อท่อนชาหรือกิ่งชานั้นอายุน้อย แต่โอกาสที่รากจะงอกน้อยลงเมื่อกิ่งพันธุ์มีอายุมากและอยู่ในระยะโตเต็มที่ การทาให้พืชกลับมาอยู่ในระยะเยาว์วัยจะช่วยให้การขยายพันธุ์พืชเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามวิธีการขยายพันธุ์ด้วยวิธีจุลภาคต้องมีค่าใช้จ่ายสูงและต้องมีบุคคลากรที่มีความรู้ระดับสูง หากการทาให้มันฝรั่งกลับมาสู่ระยะเยาว์วัยด้วยวิธีที่ไม่ต้องสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายมากเกินไปและเจ้าหน้าที่ NGO, ชุมชนและเกษตรกรสามารถเข้าถึงและนาไปทาเองได้ ก็อาจเกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็วของการปลูกมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ที่ปลูกได้ผลในเขตร้อน และเป็นการเพิ่มแนวทางอีกด้านหนึ่งเพื่อตอบสนองความต้องการความมั่นคงด้านอาหาร ในบทความนี้ เราจะแบ่งปันวิธีการหนึ่งที่ใช้ต้นทุนต่าและประสบความสาเร็จในการศึกษา โดยผลการศึกษาที่ได้น่าจะเป็นแนวทางที่มีศักยภาพสูง

บทนา

มีการปลูกมันฝรั่งในพื้นที่ต่างๆทั่วโลก แต่ส่วนมากจะเป็นพื้นที่ที่มีอากาศเย็นมากกว่าอากาศร้อน สายพันธุ์มันฝรั่งที่มีอยู่เมื่อนามาปลูกในเขตร้อนมักจะมีความอ่อนไหวต่อสภาพอากาศร้อนและยากที่จะปรับความต้องการน้าให้เหมาะสม อีกทั้งมีความอ่อนไหวต่อปัจจัยอื่นๆด้วยเช่นโรคและแมลงศัตรูพืช

มีมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ที่ทาการทดลองแล้วและอาจเป็นความหวังของมันฝรั่งที่จะนามาปลูกได้ในเขตร้อน โดยเฉพาะที่ประเทศกัมพูชา โดยเป็นการปลูกที่ได้ผลและยั่งยืน อาจารย์ Hong และทีมงานจากมหาวิทยาลัยเกษตรภูมินทร์พนมเปญ (Royal University of Agriculture of Phnom Penh หรือชื่อย่อ RUA) ได้ทาการศึกษาสายพันธุ์ใหม่ผ่านความร่วมมือจากมหาวิทยาลัย โดยเฉพาะจากองค์กรเครือข่ายในประเทศเวียดนามและเกาหลีใต้ เพื่อวิเคราะห์สายพันธุ์เหล่านี้ที่จะสามารถนาไปปลูกในเขตร้อนได้ ในบทความนี้ เราจะพูดถึงผลจากการทดลองขยายพันธุ์มันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่เหล่านี้ด้วยการใช้วิธีให้พืชกลับสู่ระยะเยาว์วัยด้วยกิ่งชาหรือท่อนพันธุ์ใบเดียวและวิธีอื่นๆที่ไม่สิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย ที่ในที่สุดจะช่วยส่งเสริมการขยายการเพาะปลูกสายพันธุ์ใหม่ๆต่อไป

คาจากัดความ

ระยะเยาว์วัย (Juvenility) คือระยะการเติบโตของพืชจากการงอกถึงก่อนการออกดอก เมื่อพืชที่อยู่ในระยะเยาว์วัยเปลี่ยนไปเป็นระยะโตเต็มที่ จะต้องผ่าน "ระยะการเปลี่ยน (Phase Change)” การออกดอกจะเกิดขึ้นไม่ได้จนกว่าจะเกิดระยะนี้ ต้นพืชที่อยู่ในระยะเยาว์วัยจะมีลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์ที่ไม่ปรากฏให้เห็นในพืชระยะโตเต็มที่ และช่วงนี้พืชจะมีลักษณะสาคัญเชิงเศรษฐกิจที่สุดคือความสามารถในการงอกรากใหม่ของท่อนพันธุ์ จากพืชระยะเยาว์วัย ต้นพืชที่โตเต็มที่แล้วมักจะสูญเสียความสามารถนี้ไปบางส่วนหรือทั้งหมด ขณะที่ต้นที่อายุน้อยกว่าจะงอกรากได้ง่ายกว่า

การขยายพันธุ์ด้วยวิธีจุลภาพ (Micropropagation) คือวิธีการเพิ่มจานวนวัสดุพันธุ์อย่างรวดเร็วเพื่อผลิตต้นพันธุ์ในปริมาณมาก โดยส่วนมากจะใช้วิธีการเลี้ยงเนื้อเยื่อแบบสมัยใหม่ การขยายพันธุ์ด้วยวิธีจุลภาคนี้มักจะหลอดทดลองถาดปลูกใส่ดินกระถางขยายพันธุ์ปริมาณมากหัวพันธุ์ทาด้วยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อและวิธีการเฉพาะทางซึ่งต้องอยู่ในสภาพปลอดเชื้อ มีห้องควบคุมการเจริญเติบโต สารละลายอาหารเพาะเลี้ยง และวัสดุอุปกรณ์ราคาแพงอื่นๆ

การทาให้พืชกลับมาอยู่ในระยะเยาว์วัย (Rejuvenation) เป็นขบวนการที่ตรงกันข้ามกับการที่พืชเข้าสู่ระยะโตเต็มที่และอายุมาก ขบวนการการทาให้พืชกลับมาอยู่ในระยะเยาว์วัยนี้เกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติคือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจากเมล็ด (เมื่อดอกของพืชได้รับการผสมพันธุ์และเกิดเมล็ด) หรืออาจเกิดขึ้นจากการกระทาของมนุษย์ด้วยการขยายพันธุ์จากเนื้อเยื่อหรือตัดกิ่งขา

การปลูกมันฝรั่ง (Potato Production) ส่วนมากทาโดยปลูกหัวมันฝรั่งที่โตเต็มที่ (ส่วนลาต้นที่พองแน่นขนาดใหญ่ใต้ดิน /ส่วนที่ใช้สะสมธาตุอาหาร) จากหัวพันธุ์ (seed potatoes) ต้นมันฝรั่งที่ได้จะมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกับต้นแม่พันธุ์และหัวมันที่ได้มีรูปแบบทางพันธุ์กรรมเหมือนกัน หัวมันฝรั่งถือเป็นส่วนทางกายภาพที่โตเต็มที่แล้ว ดังนั้นต้นที่ได้จะไม่ผ่านระยะงอกจนถึงระยะเยาว์วัย ส่วนต้นที่โตจากเมล็ดมันฝรั่ง (potato seeds) จะผ่านระยะงอกจนถึงระยะเยาว์วัย มีลักษณะที่ไม่แน่นอนและไม่ค่อยมีประโยชน์สาหรับการปลูกในเชิงพาณิชย์

การขยายพันธุ์ด้วยวิธีจุลภาค ถูกนามาใช้มากที่สุดในการทาให้พืชที่โตเต็มที่กลับเข้าสู่ระยะเยาว์วัยโดยยังคงลักษณะทางพันธุกรรมที่ต้องการไว้ได้ อย่างไรก็ตามการเพิ่มต้นพันธุ์พืชด้วยวิธีนี้มีค่าใช้จ่ายสูงมาก การศึกษาที่อธิบายไว้ในบทความนี้ได้จัดทาขึ้นเพื่อพิจารณาว่าจะมีความเป็นไปได้หรือไม่ที่จะใช้วิธีที่มีต้นทุนต่าในการคงลักษณะพันธุกรรมและทาให้ต้นพันธุ์กลับมาอยู่ในระยะเยาว์วัยในเขตร้อน ทั้งนี้เพื่อเป็นการส่งเสริมพันธุกรรมใหม่และมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่

วัสดุอุปกรณ์และวิธีการ

มันฝรั่งสายพันธุ์ที่มีชื่อเป็นรหัสตัวอักษรและตัวเลข (PO7 และ PO3) ที่ได้รับจากทีมของอาจารย์ Hong จากเวียดนามถูกนามาทดสอบเพื่อการผลิตและเพื่อการเพิ่มผลผลิตในกัมพูชา เราใช้ต้นอ่อนที่เติบโตจากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในขวดแก้วและต้นอ่อนที่โตมาจากหัวพันธุ์ เพื่อนามาทดสอบวิธีการขยายพันธุ์ในปริมาณมากที่ใช้ต้นทุนต่า วิธีการเหล่านี้แม้จะมีการศึกษากับเฉพาะสายพันธุ์ที่มีรหัสเป็นตัวอักษรและตัวเลข แต่ก็สามารถนาไปใช้กับมันฝรั่งสายพันธุ์อื่นด้วยเช่นกัน

การทดลองนี้ใช้มันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ที่เพิ่งได้มาจากเวียดนาม และการทดลองจัดทาขึ้นที่สานักงานในกรุงพนมเปญ ประเทศกัมพูชา โดยนาต้นมันฝรั่งวางไว้ใกล้กับหน้าต่างเพื่อไม่ให้ถูกแสงธรรมชาติตรงๆ มีโคมไฟสองอันที่ช่วยเพิ่มแสงสว่างและให้ช่วงเวลาที่พืชได้รับแสงเป็น 16 ชั่วโมง (ภาพที่ 2) ต้นปักชาเล็กๆเติบโตขึ้นในอุณภูมิระหว่าง 23 และ 36 °C และในส่วนที่ทดลองให้รากงอกจากท่อนปักชาใบเดียวได้ทาการทดลองด้านนอกอาคารภายใต้สภาวะอากาศปกติในประเทศกัมพูชา

เราได้จัดวิธีการทดลอง 2 วิธีเพื่อจะดูว่าเราจะเพิ่มจานวนมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ที่มีอยู่ปริมาณไม่มากภายใต้สภาวะที่ต้องเผชิญกับสภาพอากาศในเขตร้อนได้หรือไม่ (ภาพที่ 1) วิธีแรกใช้ท่อนปักชาใบเดียว (One-leaf Cuttings) ที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ (ภาพที่ 1A; ภาพที่ 3) โดยท่อนปักชาใบเดียวนี้เรานามาเก็บรักษาไว้ให้มีความชื้นจนกว่าจะนาไปลงดินในถาดที่ชุ่มน้า (ภาพที่ 1A2; ภาพที่ 4) จากนั้นเราจะทิ้งไว้ให้โตจนกว่าจะมี

รากงอกและแตกใบใหม่เพิ่มอีกหลายใบ เมื่อถึงจุดนั้นเราสามารถตัดต้น ปักชาเป็นท่อนๆโดยแต่ละท่อนมีใบติดอยู่หนึ่งใบเพื่อนาไปขยายพันธุ์ได้ในปริมาณมาก หรืออีกทางหนึ่งตามทฤษฏีแล้วท่อนปักชาใบเดียวเหล่านี้สามารถนาไปปลูกในไร่เพื่อเก็บเกี่ยวหัวมันฝรั่งได้ (ภาพที่ 1A1) ซึ่งทั้งสองวิธีนี้จะให้มันฝรั่งที่เป็นหัวพันธุ์มันฝรั่ง (Seed Potatoes) และหัวพันธุ์นี้สามารถนาไปหั่นแยกและปลูกเพื่อเก็บเกี่ยวผลผลิตต่อไป

ในขบวนการเร่งการเติบโตของราก เรายังได้ทดลองเอาต้นอ่อนแช่น้าในแก้วที่ปิดด้วยกระดา ษฟอยล์ที่ทาเป็นรูไว้ให้ต้นอ่อนโผล่ออกมา ทั้งนี้เพื่อช่วยลดการระเหยของน้าและเพิ่มความชื้นรอบๆบริเวณราก (ภาพที่ 5) และในน้านี้ รากแก้วจะงอกออกมาภายในสี่วัน (ภาพที่ 6) เมื่อทิ้งไว้ในน้าเป็นเวลานาน ต้นอ่ อนจะมีขนาดสูงขึ้นและแตกใบอีกหลายใบ ส่วนรากแก้วก็แตกรากแขนงออกมา อีกมากมาย (ภาพที่ 7)

ท่อนปักชาที่มีขนาดใหญ่กว่าและแก่กว่าที่เติบโตมาจากหัวพันธุ์ยังสามารถนาไปทาให้กลับเข้าสู่ระยะเยาว์วัยและทาเป็นต้นพันธุ์เพื่อขยายพันธุ์ต่อไปได้ (ภาพที่ 1B) ในการทดลองนี้ เรายังนาท่อนปักชามาจากต้นที่โตจากหัวพันธุ์ เมื่อตัดมาแล้วเราได้ลิดเอาใบทั้งหมดออกยกเว้นใบที่อยู่บนยอดสุด จากนั้นนาท่อนปักชาไปแช่น้าและทิ้งไว้ในสภาวะเดียวกันกับวิธีก่อนหน้านี้ (ภาพที่ 8) ยอดอ่อนเล็กๆที่แตกออกมาด้านข้าง (0.8-1.2 ซม) นี้เราจะนาไปเป็นวัสดุพันธุ์เพื่อทาเ ป็นต้นใหม่ที่อยู่ในระยะเยาว์วัย (ภาพที่ 9)

ขั้นตอนการงอกรากของท่อนปักชาที่โตเต็มที่นั้นช้ามาก และสุดท้ายเราจึงไม่ได้นาไปปลูก แต่เรานาเอายอดที่แตกออกด้านข้างขณะอยู่ในขั้นตอนแช่น้าเพื่อให้รากงอกไปปลูกแทน โดยนาไปปลูกลงดิน (ภาพที่ 1B) โดยยอดที่มีขนาดยาว 1.2 ถึง 1.8 ซม. (ภาพที่ 9) มีรากแก้วงอกอย่างรวดเร็วเมื่อเราใช้ถ้วยพลาสติกขนาดเล็กคว่าไว้ ด้านบนเพื่อช่วยรักษาความชุ่มชื้น (ภาพที่ 10)

เมื่อต้นอ่อนเติบโตขึ้น จากต้นเล็กๆที่มีที่มาจากท่อนปักชาทั้ง 3 แหล่ง (ท่อนปักชาที่ปลูกลงดินโดยตรง, ท่อนปักชาที่แช่น้าจนรากงอกแล้วนาไปปลูกลงดิน, และส่วนยอดอ่อนที่แตกออกด้านข้างจากกิ่งโตเต็มที่แช่น้าไว้) เมื่อต้นเหล่านี้เริ่มมีลักษณะเหมือนกับต้นที่ได้จากวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อครั้งแรก ก็สามารถนาไปใช้เพื่อขยายพันธุ์ในปริมาณมากโดยนาไปทาเป็นหัวพันธุ์ได้ (ภาพที่ 11)

ผลที่ได้ และข้อคิดเห็น

ท่อนปักชาใบเดียวสามารถงอกรากและเติบโตได้เรื่อยๆเหมือนในการทดลองก่อนหน้านี้ (Haapala, 2004; Haapala 2005; Haapala et al. 2008) การทาให้รากงอกในประเทศกัมพูชาจะทาได้ยากกว่าในประเทศฟินแลนด์ (ซึ่งการทดลองนี้จัดทาขึ้นแล้วในอดีต) เนื่องจากสภาพอากาศร้อน “โรงเรือนขนาดเล็ก” (เช่น ถ้วยสีใสที่วางคว้าบนกิ่งชาที่ปลูกอยู่), การใช้แผ่นฟอยล์คลุมแก้วน้า, และการใช้พลาสติกคลุมต้นอ่อนไว้จะทาให้รากงอกและเติบโตได้ดียิ่งขึ้น

ต้นอ่อนงอกรากในดินจากการใช้วิธีดังกล่าวจะอ่อนไหวต่อโรคโคนเน่า ที่น่าจะเกิดจากเชื้อรา การให้น้าจากด้านล่างของถาดจะช่วยป้องกันปัญหานี้

ยอดที่แตกออกด้านข้าง (ภาพที่ 9) จากท่อนพันธุ์ที่โตจากหัวพันธุ์ (ภาพที่ 8) งอกรากได้ดีภายใต้ถ้วยพลาสติก และเมื่อโตขึ้นก็จะค่อยๆเริ่มมีลักษณะที่เหมือนกับยอดอื่นๆที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ ใบของต้นในระยะเยาว์วัยดูแตกต่างมากจากใบของต้นที่โตเต็มที่ ดังนั้น เราจึงคิดว่าวัสดุพันธุ์ในช่วงระยะออกรากได้กลับคืนสู่ระยะเยาว์วัยและสามารถนาไปใช้ขยายพันธุ์ปริมาณมากได้ ท่อนปักชาที่ได้จากยอดที่แตกออกจากวัสดุพันธุ์ที่โตเต็มที่ไม่ต่างไปจากที่ได้จากท่อนปักชาที่มีใบติดอยู่ใบเดียว

สรุป

การขยายพันธุ์ด้วยท่อนปักชาใบเดียวเป็นวิธีขยายพันธุ์ที่สามารถลดต้นทุนและทาให้เกิประสิทธิภาพได้สาหรับมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ที่เหมาะกับการปลูกในเขตร้อน โดยเป็นวิธีที่จะสร้างต้นอ่อนมากมายจากจานวนต้นอ่อนที่มีอยู่ไม่มาก ขั้นตอนการกลับสู่ระยะเยาว์วัยมักจะทาด้วยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในสภาพปลอดเชื้อ แต่เราได้ทดลองให้เห็นแล้วว่าสามารถทาได้ในพื้นที่สานักงานทั่วไปในภูมิกาศเขตร้อน โดยการใช้ยอดอ่อนขนาดเล็กที่งอกจากด้านข้างของท่อนพันธุ์ที่โตเต็มที่เติบโตมาจากหัวพันธุ์

กิตติกรรมประกาศ

ขอขอบพระคุณอาจารย์ Hong (ภาพที่ 12) และทีมงานจาก RUA สาหรับความร่วมมือในตลอดระยะเวลา 3 ปีที่ผ่านมา

อ้างอิง

Frusciante, L., A. Barone, D. Carputo, M. R. Ercolano, F. della Rocca, and S. Esposito. 2000. Evaluation and use of plant biodiversity for food and pharmaceuticals. Fitoterapia 71:66-72.

Haapala, T. 2005. Use of single-leaf cuttings of potato for effi cient mass propagation. Potato Research 48: 201-214.

Haapala, T. 2004. Establishment and use of juvenility for plant propagation in sterile and non-sterile conditions. Academic dissertation.
University of Helsinki, Department of Applied Biology. Publication no. 21. Available: http://ethesis.helsinki.fi /.

Haapala, T., R. Cortbaoui, and E. Chujoy. 2008. Production of disease-free seed tubers. A simple, low-cost technology can help developing countries produce the healthy seed tubers farmers need for sustainable potato production. FAO Factsheets. Available:http://www.potato2008.org/en/potato/seedtubers.html