นวัตกรรมลดก๊าซมีเทนที่เกิดจากการปลูกข้าวแบบชุ่มน้ำ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
มัชชาวีร์ สมฤดี, ภัทรธิดา โพธิ์กลาง, ณภัทร ทรัพย์เมฆ
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สะอารอนิง ดาโอะ, จุฑารัตน์ อินทปัน
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของก๊าซในบรรยากาศสาเหตุใหญ่มาจากมนุษย์เป็นผู้กระทำ และอุณหภูมิของโลกที่สูงขึ้น เป็นผลมาจากการปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse Effect) ที่เกิดจากการสะสมของก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gas) ในชั้นบรรยากาศมากกว่าปกติ ประเทศไทยจึงได้มีการลงนามในอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ( UNFCCC ) โดยตั้งเป้าที่จะลดก๊าซเรือนกระจกให้ได้ร้อยละ 20-25 ให้ได้ภายในปีพุธศักราช 2573 โดยหนึ่งในเป้าหมายของการลดก๊าซเรือนกระจกคือภาคการเกษตร ในปัจจุบันประเทศไทยมีพื้นที่ปลูกข้าวประมาณ 74.056 ล้านไร่ และกำลังเป็นสินค้าส่งออกที่สำคัญ ซึ่งการปลูกข้าวในประเทศไทยมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากถึง ร้อยละ 55 จากกิจกรรมทางการเกษตรทั้งหมด ซึ่งเกิดจากกระบวนการปรับปรุงหน้าดิน การทำนาแบบน้ำขัง และการใช้ปุ๋ยอินทรีย์ก็ทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจก และปัญหาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการใช้ถาดพลาสติกในการเพาะกล้า จึงได้คิดประดิษฐ์นวัตกรรมถาดเพาะกล้าจากโฟมยางพาราโดยได้เลือกใช้ยางพาราเข้มข้น 60% ซึ่งมีคุณสมบัติในการอุ้มน้ำ เพิ่มถ่านกัมมันต์จากกะลามะพร้าวที่เป็นวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตร ซึ่งมีรูพรุนที่สามารถกักเก็บปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตที่ช่วยเร่งการงอกและก๊าซมีเทนได้ดีกว่าถ่านกัมมันต์จากแกลบ ถ่านกัมมันต์จากเส้นใยทะลายปาล์ม คอมพาวด์กับแบคทีเรียเซลลูโลสนาโนคริสตัลซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำ ด้วยการออกสูตรที่เหมาะสมที่สุด ได้อัตราส่วนของยางพารา : ถ่านกัมมันต์ : แบคทีเรียเซลลูโลสนาโนคริสตัล คือ 30 : 6 : 0.6 โดยน้ำหนัก ปั่นด้วยความเร็ว 460 รอบ/นาที จะได้โฟมฟองยางพาราคอมพาวด์ที่มีรูพรุนเล็กความละเอียดขนาด 83.6 μm พบว่าจากการทดลองจะมีความสามารถในการดูดซับน้ำและซึมซับน้ำได้มากที่สุด แต่มีความสามารถในการอุ้มน้ำน้อยกว่าฟองน้ำสังเคราะห์ จึงทำให้โมเลกุลของน้ำจะดึงดูดน้ำโมเลกุลอื่น ๆ เข้ามาในนวัตกรรม ส่งผลให้ก๊าซมีเทนเคลื่อนเข้ามาในถาด และถูกกักเก็บโดยถ่านกัมมันต์ เป็นการลดการปล่อยก๊าซมีเทนออกสู่บรรยากาศ ทั้งยังช่วยชะลอให้แบคทีเรีย Methylococcus capsulatus สามารถออกซิไดซ์ก๊าซมีเทนกลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความรุนแรงน้อยกว่า 25 เท่า และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จะเข้าสู่กระบวนการสังเคราะห์แสงของพืชต่อไป นอกจากนี้ ด้วยคุณสมบัติของแบคทีเรียเซลลูโลสนาโนคริสตัลทำให้กล้าข้าวได้รับความชื้นอยู่ตลอดเวลา และถ่านกัมมันต์ที่ได้กักเก็บปุ๋ยที่มีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของต้นข้าว ทำให้เป็นการร่นระยะเวลาในการเพาะกล้า โดยที่นวัตกรรมยังสามารถใช้ซ้ำได้ 5 ครั้ง ก่อนจะค่อย ๆ เสื่อมสภาพด้วยปัจจัยทางธรรมชาติ ส่วนพอลิเมอร์ที่เติมลงไปจะย่อยสลายกลายเป็นสารอาหาร อีกทั้งยังเป็นการปรับปรุงดินอีกด้วย