การศึกษาประสิทธิภาพของไฮโดรเจลในการปล่อยสารซาโปนินที่สกัดจากผักตบชวา เพื่อใช้ในการกำจัดหอยเชอร์รี่ในนาข้าว

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พิชชาภา พงศ์ภัทรเศรษฐ์, มณฑลี อินโฉม

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ณัฐภาส นามแสงโคตร, นิภาวรรณ กันทเนตร์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเชียงคำวิทยาคม

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ผักตบชวาเป็นพืชน้ำซึ่งจัดอยู่ในพืชประเภทใบเลี้ยงเดี่ยว เป็นพืชตระกูลวงศ์Pontederiaceae ผักตบชวาเป็นพืชพื้นเมือของทวีปอเมริกาใต้ มีถิ่นกำเนิดอยู่ในประเทศบราซิล ซึ่งผักตบชวานั้นสามารถนำมาบำบัดมลพิษที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำได้ ผู้คนจึงให้ความสนใจในการนำผักตบชวามาบำบัดน้ำเสีย แต่อย่างไรก็ตามผักตบชวาเป็นพืชที่สามารถเจริญเติบโตและแพร่พันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว จึงทำให้มีปริมาณของผักตบชวาในแหล่งน้ำที่มากเกินไปและส่งผลเสียต่อระบบนิเวศของแหล่งน้ำ โดยการไปขัดขวางการไหลของน้ำทำให้ส่งผลอัตราการไหลของน้ำในแม่น้ำลำคลองลดลง กีดขวางทางระบายน้ำและบดบังแสงอาทิตย์ที่ส่องไปยังใต้น้ำ ทำให้พืชในน้ำไม่สามารถเจริญเติบโตได้ (อริยกานนท์, 2561)

ในปัจจุบันได้มีการนำผักตบชวาซึ่งเป็นพืชที่มีปริมาณมากและเกินความจำเป็นมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านต่างๆ ทั้งการนำผักตบชวามาประยุกต์ใช้ในการผลิตหรือการขึ้นรูปวัสดุหรือการนำมาสกัดสาร ซึ่งหนึ่งในสารที่สามารถสกัดได้จากผักตบชวาคือสารกลุ่มซาโปนิน สารซาโปนินมีประโยชน์อย่างมากในการใช้กำจัดศัตรูพืชหลายชนิด อาทิ หนอน หนูขาวเล็ก หนอนใยผัก และหอยเชอร์รี่ จากงานวิจัยของศูนย์ติดตามและแก้ไขปัญหาภัยพิบัติด้านการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ในปี2566 ได้ระบุไว้ว่ามีการระบาดหนักของหอยเชอร์รี่ในนาข้าวเป็นจำนวนมาก (กระทรวงเกษตรและสหกรณ์, 2566) ซึ่งข้าวเป็นพืชเศรษฐกิจของไทยและของอีกหลายประเทศ เนื่องจากหอยเชอร์รี่สามารถขยายพันธุ์ได้อย่างรวดเร็วและพบการระบาดมากในนาข้าวทั่วประเทศ โดยเฉพาะในนาข้าวที่มีน้ำขัง สารสกัดซาโปนินนั้นสามารถนำมาใช้ในการกำจัดศัตรูได้หลายวิธีเช่น การนำไปทำให้อยู่ในรูปของผงซาโปนินหรืออาจนำไปผสมกับยาฆ่าแมลงในปัจจุบัน การใช้ยาฆ่าแมลงในการฆ่าหอยเชอร์รี่นั้นอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำของแปลงนาข้าวและอาจก่อให้เกิดสารเคมีตกค้างได้ ไฮโดรเจลซึ่งเป็นสารที่มีคุณสมบัติเด่นคือในเรื่องความสามารถในการดูดซับน้ำได้สูงเป็นเวลานาน ยอมให้น้ำแพร่ผ่านได้ (อิสรีย์ จิตต์สมนึก และ ดวงพร นะคาพันธุ์ชัย, 2564) และเนื่องจากเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติจึงย่อยสลายทางชีวภาพได้ สามารถปรับแต่งและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (นภาทิวาอำนวย, 2560)

จากข้อมูลที่กล่าวมาข้างต้นคณะผู้จัดทำจึงมีความสนใจในการนำความสามารถของไฮโดรเจลที่สามารถอุ้มน้ำมาผสมกับสารสกัดซาโปนินจากผักตบชวาเพื่อนำมาใช้ในการกำจัดศัตรูของข้าวที่มีการแพร่ระบาดหนักอย่างหอยเชอร์รี่และเป็นประโยชน์ต่อการนำผักตบชวาที่มีปริมาณมากจนเกินความจำเป็นภายในแหล่งน้ำให้เกิดประโยชน์สูงสุด

โดยมีวิธีการดำเนินการแบ่่งออกเป็น3ขั้นตอนดังนี้ 1.ขั้นตอนการสกัดแยกซาโปนินจากผักตบชวา การสกัดแบบแช่โดยการชั่งตัวอย่างใบของผักตบชวาที่อบแล้ว ตัวอย่างละ100กรัมและนำไปแช่สารละลายเอทานอลเข้มข้น 70% โดยทำการแช่เป็นเป็นเวลาอย่างน้อย 4 วัน และเขย่าวันละ 2 ครั้งนานครั้งละ 10 นาที เมื่อครบ 4 วันนำไประเหยตัวทำละลายออกด้วยตู้อบลมร้อนที่ 50-60 องศาเซลเซียสจนแห้งแล้วชั่งน้ำหนักสารสกัดหยาบที่ได้ ขั้นตอนที่ 2การศึกษาประสิทธิภาพของสารกลุ่มซาโปนินที่ได้จากผักตบชวาต่อการกำจัดหอยเชอร์รี่ในนาข้าว โดย วิธีการทดลองในหอยเชอร์รี่

1.เตรียมน้ำผสมสารซาโปนินที่มีอัตราส่วนของซาโปนินต่อน้ำดังนี้

0 กรัมต่อน้ำ 20 ลิตร

20 กรัมต่อน้ำ 20 ลิตร

40 กรัมต่อน้ำ 20 ลิตร

80 กรัมต่อน้ำ 20 ลิตร

2.สังเกตพฤติกรรมของหอยเชอร์รี่ที่มีต่อปริมาณของสารซาโปนินในอัตราส่วนต่างๆ

3.บันทึกพฤติกรรมของหอยเชอร์รี่ในของสารซาโปนินในอัตราส่วนต่างๆ

และขั้นตอนที่3การทดสอบความสามารถในการปล่อยสารกลุ่มซาโปนินที่อยู่ในรูปของไฮโดรเจลโดยการทดสอบประสิทธิภาพของไฮโดรเจล

คือการเลือกศึกษาอัตราการสลายตัวของไฮโดรเจลในบริเวณที่มีตัวทำละลายและไม่มีตัวทำละลาย