การประยุกต์ใช้คุณสมบัติความเป็นอัลลีโลพาธีของสารสกัดจากลำต้นเเละใบดาวเรือง เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของ วัชพืชในนาข้าว
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
อชิรวิชญ์ ป้อเฮือน, สุณิสา สิบหมื่นอาด, ชวัลลักษณ์ หาญกล้า
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ณัฐภาส นามแสงโคตร, ดุษณีย์ ศรีจันทร์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
การประยุกต์ใช้คุณสมบัติความเป็นอัลลีโลพาธีของสารสกัดจากลำต้นเเละใบดาวเรือง เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของ วัชพืชในนาข้าว
เกษตรกรไทยยังนิยมใช้ยากำจัดศัตรูพืชในการทำการเกษตร โดยมีความเชื่อว่า มีต้นทุนต่ำที่สุดสะดวกสบายที่สุด แต่มีข้อมูลเชิงประจักษ์ว่าได้ส่งผลต่อสุขภาพของเกษตรกรด้วยเช่นกัน สารกำจัดวัชพืชสามารถเข้าสู่ร่างกายทั้งทางผิวหนัง การหายใจและการกลืนกิน ซึ่งการใช้สารกำจัดศัตรูพืชนั้นมีเพียงร้อยละ 0.1 เท่านั้นที่ซึมเข้าวัชพืช แต่อีกร้อยละ 99.9 จะปนเปื้อนสู่สิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะทางดินและน้ำส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศและห่วงโซ่อาหาร(สุธาสินี อั้งสูงเนิน ,2558)
การทำการเกษตรแบบปลอดสารพิษ จึงเป็นทางเลือกหนึ่ง เช่น การใช้สารกำจัดวัชพืชที่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษทางดิน มลพิษทางน้ำ และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ในธรรมชาติพืชหลายชนิดจะมีการปล่อยสารพิษออกไปยับยั้งการเจริญเติบโตกับพืชข้างเคียงชนิดอื่น เรียกว่า ปรากฎการณ์อัลลีโลพาธี โดยสารที่พืชปล่อยออกมา เรียกว่า อัลลิโลเคมิคอล (allelochemicals) หรือ สารอัลลิโลพาธิก(allelopathic substance) (Einhelling, 1987) จากงานวิจัยพบว่า ในส่วนของลำต้นและใบของดาวเรืองนั้นมีสารอัลลี่โลเคมิคอล ซึ่งสารอัลลีโลเคมิคอลพบในพืชบางชนิดเท่านั้น เช่น ผักเสี้ยนดอกม่วง กระดุมทอง ต้อยติ่งและดาวเรือง เป็นต้น
พื้นที่อำเภอเชียงคำ จังหวัดพะเยา มีการปลูกดาวเรืองทั้งปลูกตามบ้านเรือนและปลูกเป็นพืชเศษฐกิจโดยดาวเรือง หรือดอกคำปู้จู้ (ภาคเหนือ) จัดอยู่ในวงศ์ Asteraceae ปลูกได้ตลอดทั้งปี ใช้ต้นทุนต่ำ ออกดอกเร็วระยะการเก็บเกี่ยวสั้นประมาณ 60-70 วัน แตให้ผลผลิตสูง มีแมลงรบกวนน้อย นำไปจำหน่ายง่าย ดอกดาวเรือง
มักถูกนำมาใช้ในการร้อยมาลัย และใช้ในเทศกาลสำคัญ เช่น วันสงกรานต์ วันลอยกระทง และวันสำคัญทางศาสนา เป็นต้น จึงทำให้ลำต้นและใบดาวเรื่องเหลือเป็นจำนวนมากในพื้นที่อำเภอเชียงคำ
ดังนั้นคณะผู้จัดทำจึงต้องการนำลำต้นและใบดาวเรืองที่เหลือใช้มาสกัดเป็นสารเพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชที่พบเห็นได้มากในพื้นที่ไร่นา อำเภอเชียงคำ จังหวัดพะเยา ได้แก่ กกขนาก ปอวัชพืช และหนวดปลาดุกเพื่อลดการใช้สารเคมีที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ลดความเสี่ยงด้านสุขภาพของเกษตรกรที่เกิดจากการใช้สารเคมีในปัจจุบัน และเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับสิ่งเหลือใช้ทางการเกษตรให้มีประโยชน์
จุดประสงค์
-เพื่อศึกษาชนิดตัวทำละลายที่เหมาะสมต่อการสกัดสารจากลำต้นและใบดาวเรือง เพื่อใช้ยับยั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชในนาข้าว
-เพื่อศึกษาความเข้มข้นของสารสกัดดาวเรืองที่เหมาะสมต่อการยับยั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชในนาข้าว ในแต่ละช่วงระยะเวลาการเจริญเติบโต
สมมติฐานหรือเป้าหมายของโครงงาน
เอทานอลเหมาะสมที่จะนำมาเป็นตัวทำละลาย เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชได้
ความเข้มข้นของสารสกัดจากลำตันและใบดาวเรืองที่ตกต่างกันจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการยับยั้งการเจริญเติบโตของวัชพืช3ชนิด ในแต่ละช่วงระยะเวลาของการเจริญเติบโตได้แตกต่างกัน
วิธีการทดลอง
ตอนที่1 ความสามารถของตัวทำละลายสองชนิดที่มีผลต่อการสกัดสารที่มีคุณสมบัติเป็นอัลลีโลพาธี ด้วยการศึกษาการยับยั้งการงอกของเมล็ดพืช
ตัวแปรการทดลอง
ตัวแปรต้น ชนิดของตัวทำละลายได้แก่ น้ำและเคทานอล
ตัวแปรตาม อัตราการงอกของเมล็ดถั่วเขียว และเมล็ดข้าวโพด
ตัวแปรควบคุม ปริมาณและเวลาในการฉีดพ่นสารสกัดลำต้นและใบดาวเรืองสภาพแวดล้อมและวัสดุปลูก ปริมาณน้ำและเวลาการรดน้ำ
วิธีการทดลอง
1.นำลำต้นและใบดาวเรื่องมาสับให้ละเอียด นำไปตากในที่ร่มให้แห้ง และปั่นให้ละเอียดด้วยเครื่องปั่น
2.ชั่งผงลำตันและใบตาวเรื่องจำนวน 25 กรัม แล้วนำไปสกัดด้วยตัวทำละลยเอทานอลละน้ำ ด้วยวิธีการซอกห์เลต เป็นเวลา 8 ชั่วโมง ทั้งหมด 3วัน จะได้เป็นสารสกัดหยาบ
3.นำสารสกัดหยาบไประเหยตัวทำละลายออกด้วยเครื่องระเหยสารแบบหมุน(Rotary Evaporator) จะได้สารสกัดเข้มข้น 100 เปอร์เซนต์ เก็บไว้ในขวดสีชาแล้วนำไปเก็บไว้ในตู้เย็น(refrigerator) ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเชียส เพื่อใช้ทดสอบขั้นต่อไป
4.เตรียมเมล็ดถั่วเขียวและเมล็ดข้าวโพด จำนวน 3 ชุด ชุดละ 3 ซ้ำ แต่ละชุดประกอบด้วยเมล็ดถั่วเขียวหรือเมล็ดข้าวโพดที่สมบูรณ์ จำนวน 10เมล็ด
5.เจือจางสารละลายที่ได้จากการสกัดด้วยตัวทำละลายน้ำและเอทานอล ให้มีเข้มข้น 59 V / นำไปฉีดพ่นเมล็ดถั่วเขียวและเมล็ดข้าวโพด วันละ 1ครั้ง ในเวลา 16:00 น. ดังแผนการทดลอง ดังนี้
ชุดที่ 1 ฉีดพ่นด้วยสารสกัดลำต้นและใบดาวเรืองที่สกัดด้วยตัวทำละลายน้ำ
ชุดที่ 2 ฉีดพ่นด้วยสารสกัดลำต้นและใบดาวเรืองที่สกัดด้วยตัวทำละลายเอทานอล
ชุดที่ 3 ฉีดพ่นด้วยน้ำกลั่น
6.วัดความยาวรากของเมล็ดพืชทั้ง 2 ชนิดเป็นเวลา 7 วัน นำมาคำนวณร้อยละการงอกของเมล็ดถั่วเขียวและเมล็ดข้าวโพด
7.สรุปผลเลือกตัวทำละลายที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตได้มากที่สุด เพื่อนำไปใช้ในการทดลองตอนต่อไป
ตอนที่2 การศึกษาความเข้มข้นของสารสกัดลำต้นเเละใบดาวเรืองที่เหมาะสมต่อการยับยั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชในนาข้าว ในเเต่ละช่วง ระยะเวลาการเจริญเติบโต
ตัวแปรการทดลอง
ตัวแปรต้น ความเข้มข้นสารสกัดลำต้นและใบดาวเรือง ชนิดของวัชพืช และ อายุของวัชพืช
ตัวแปรตาม อัตราการเจริญเติบโต
ตัวแปรควบคุม ปริมาณและเวลาในการฉีดพ่นสารสกัดลำต้นและใบดาวเรื่องสภาพแวดล้อมและวัสดุปลูก ปริมาณน้ำและเวลาการรดน้ำ
วิธีการทดลอง
1.เพาะวัชพืช 3 ชนิด เพื่อให้ได้มีระยะการเจริญเติบโต 3 ระยะ ได้แก่ ระยะต้น ระยะกลาง และระยะปลาย
2.เตรียมสารสกัดลำต้นและใบดาวเรืองให้มีความเข้มข้น 2.5%VV 5.0%VN และ 10.0%VN
3.ทดสอบประสิทธิภาพทางอัลดีโลพาของสารสกัดลำต้นและใบดาวเรื่องต่อการเจริญเติบโตของวัชพืชในนาข้วว ด้วยการฉีดพ่นสารสกัดลำต้นและ ใบดาวเรื่อง วันละ 1 ครั้งในเวลา 16:00 น. ดังตาราง ในข้อเสนอโครงการ