การเร่งการดูดซึมแร่ธาตุของพืขไฮโดรโปนิกโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตอาศัยแรงเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ไชยวุฒิ จันทร์โนนแซง, ธนกร ใหญ่เลิศ, ญาณศรณ์ มุทขอนแก่น

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สุรศักดิ์ บุญธิมา, ศุภชัย ดวงคำน้อย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เลย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

จากงานวิจัย การศึกษาความเป็นไปได้ในการลงทุนการปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ ในเขตอำเภอเมือง จังหวัดเลย พบว่าพฤติกรรมการบริโภคผักไฮโดรโปนิกส์ ของประชาชนในเขตอำเภอเมือง จังหวัดเลย มีทัศนคติในบริโภคผักไฮโดรโปนิกส์ ส่วนใหญ่ซื้อผักไฮโดรโปนิกส์ประเภทผักสดแบบไม่ตัดราก ทั้งนี้ผักในประเทศที่ได้รับความนิยม 5 อันดับแรกในจังหวัดเลย ได้แก่ ผักกาดหอม ผักบุ้งจีน ผักกาดขาว คะน้าฮ่องกง และปวยเล้ง ตามลำดับ ซึ่งส่วนใหญ่มีค่าใช้จ่ายในการซื้อผักไฮโดรโปนิกส์โดยเฉลี่ยแต่ละครั้งที่ 50 – 100 บาท เมื่อพิจารณาระดับความสำคัญต่อการ ตัดสินใจที่มีผลต่อการเลือกซื้อหรือรับประทานผักไฮโดรโปนิกส์ พบว่า ประชากรกลุ่มตัวอย่างให้ความสำคัญต่อ ปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกซื้อหรือรับประทานผักไฮโดรโปนิกส์ที่ระดับมากที่สุด ได้แก่ คุณภาพและความสะอาด และส่วนที่ระดับมาก ได้แก่ ความสดใหม่ของสินค้ามีความสะดวกและความหลากหลายของสินค้า

การปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ เป็นการปลูกผักที่สามารถควบคุมกระบวนการผลิตได้ สามารถลดการใช้สารเคมีทางการเกษตร ส่งผลให้ได้ผลผลิตผักที่มีคุณภาพ และยังเป็นการผลิตผักที่สามารถทำได้ในสภาพพื้นที่ที่ไม่เหมาะสม สำหรับการทำการเกษตร การปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ สามารถปลูกเพื่อบริโภคภายในครัวเรือน และปลูกเพื่อเป็นการค้า แต่ปัญหาที่พบในการปลูกพืชไฮโดรโปนิกส์คืออาการขาดแคลเซียม เป็นปัญหาที่พบบ่อยมากโดยเฉพาะผักกาดหอม ลักษณะอาการ ใบอ่อนมีเนื้อเยื่อตายเป็นสีน้ำตาลจางๆที่ปลายใบหรือขอบใบ ปัญหาส่วนใหญ่ที่พบเกิดจากอัตราการดูดใช้แคลเซียม ของพืชไม่เพียงพอ แต่ไม่ได้หมายความว่าแคลเซียม ในสารละลายไม่เพียงพอ กล่าวคือแม้ในสารละลายธาตุอาหารจะมีธาตุ Ca ในปริมาณมากพอเพียงกับความต้องการของพืชแต่มีปัญหาอัตราการดูดใช้ Caไม่เพียงพอ

แคลเซียมมีหน้าที่ คือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของผนังเซลล์ คือส่วนของ Calcium Pectate ทำหน้าทีคล้ายกาวเชื่อมผนังเซลล์ให้ติดกันซึ่งทำให้เซลล์มีความแข็งแรง ดังนั้น Ca เป็นตัวทำให้ผลและใบแข็งแรง ถ้าขาดธาตุนี้จะทำให้ส่วนของเซลล์หลวมอ่อนแอและตายเป็นสีน้ำตาลหรือดำ และธาตุ Ca เป็นธาตุที่ไม่เคลื่อนที่ในพืช ดังนั้นจะต้องมีปริมาณ Ca ในพืชอย่างพอเพียงตลอดเวลา พืชไม่สามารถเคลื่อนย้าย Ca ไปยังเซลล์ใหม่ได้ อาการขาด Ca จึงมักจะเกิดและแสดงอาการในส่วนยอดของพืช โดยเฉพาะยอดผักสลัดใบยอดจะมีอาการขอบใบไหม้มีสีน้ำตาลหรือดำ

จากสภาพปัญหาดังกล่าวคณะผู้จัดทำจึงมีแนวคิดในการนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตมาใช้ในการเหนี่ยวนำประจุไฟฟ้าให้กับผักกาดหอม โดยใช้ประจุลบจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต เหนี่ยวนำทำให้เกิดประจุบวกที่มีความหนาแน่นบริเวณใบของผักกาดหอม ซึ่งจะทำให้บริเวณปลายรากมีความหนาแน่นของประจุลบ ส่งผลให้แคลเซียมไอออน Ca2+ ที่ละลายในน้ำซึ่งมีประจุบวกถูกดึงดูดเข้าหารากของผักกาดหอมได้มากยิ่งขึ้น โดยอาศัยแรงเหนี่ยวนำไฟฟ้าจากฌครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซึมแคลเซียม ( Ca2+) ของผักกาดหอม และเปรียบเทียประสิทธิภาพการดูดซึมแคลเซียม ( Ca2+) ของผักการหอมที่ใช้กับไม่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต โดยมีการเตรียมสารละลายปุ๋ย stock A ที่มีความเข้มข้น 5 cc ต่อน้ำ 1 ลิตร แล้วนำผักกาดหอมที่เลี้ยงไว้จำนวน 2 ต้นใส่ลงในภาชนะที่เตรียมไว้อย่างละต้นให้ส่วนรากจุ่มลงในสารละลาย ทำการจับเวลา เขียนโปรแกรม Arduino ให้ทำการเปิด - ปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตทุกๆ 20 นาที การเหนี่ยวนำแต่ละครั้ง ครั้งละ 5 นาที โดยให้แผ่นปจะจุวางด้านบนของภาชนะ เพื่อสร้างประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำภายในต้นผักกาดหอมเพียงหนึ่งต้น ส่วนอีกต้นไม่ให้ไฟฟ้าสถิต เก็บตัวอย่างสารละลาย เพื่อไปวัดค่าดูดกลืนแสงเทียบกับกราฟมาตรฐาน คำนวณหาความเข้มข้นของ แคลเซียม (Ca2+)ทำการทดลองซ้ำ 3 ชุดการทดลอง