สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช

เมื่อกล่าวถึงสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช บางท่านอาจไม่เข้าใจความหมาย แต่ถ้ากล่าวว่าสารฮอร์โมน ก็เชื่อว่าทุกท่านคงรู้จักกันดี ในทางวิชาการให้ความหมายของสารทั้ง 2 กลุ่มนี้แตกต่างกัน คือ

สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช (plant growth regulating chemicalร : PGRC) เป็นสารอินทริย์ซึ่งไม่จำกัดว่าพืชจะสร้างขึ้นเองหรือมนุษย์สังเคราะห์ขึ้น และถ้าใช้ในปริมาณเพียงเล็กน้อยก็จะสามารถกระตุ้น ยับยั้ง หรือเปลี่ยนแปลงสภาพทางสรีรวิทยาของพืชได้
ฮอร์โมนพืช (plant hormones) เป็นสารอินทรีย์ที่พืซสร้างขึ้นในปริมาณเล็กน้อย และมีผลในการเปลี่ยนแปลงสภาพทางสรีรวิทยาในพืชนั้นๆ อาจมีความหมายรวมถึงวิตามินบางชนิด แต่ไม่รวมถึงอาหารที่พืชสร้างขึ้น

เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้นอาจกล่าวได้ว่า PGRC (คำย่อของสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช) มีความหมายรวมถึงฮอร์โมนพืช และสารที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นมาใช้ประโยชน์ ในทางการเกษตรเราไม่อาจใช้ฮอร์โมนพืชได้โดยตรง เนื่องจากการสกัดสารดังกล่าวทำได้ยาก และใช้ต้นทุนสูง ดังนั้นสารที่ใช้อยู่ทุกวันนี้จึงเป็นสารสังเคราะห์แทบทั้งสิ้น ถ้าจะกล่าวให้ถูกต้อง จึงควรเรียกรวมว่า PGRC

สารหลายชนิดมีผลต่อการเติบโตของพืช หรือแม้กระทั่งการออกดอก แต่สารเหล่านี้ อาจไม่ใช่ PGRC ก็ได้เมื่อพิจารณาจากคำจำกัดความของ PGRC เพื่อความเข้าใจที่ถูกต้อง จึงควรทราบดังต่อไปนี้

1. ต้องเป็นสารอินทรีย์ ซึ่งจะต้องประกอบด้วยคาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O) เป็นหลัก มีสารหลายชนิดที่สามารถกระตุ้นหรือเร่งการเติบโตของพืชได้ เช่น ปุ๋ยชนิดต่างๆ หรือแม้แต่โพแทสเซียมไนเตรท (KNO3) ซึ่งใช้เร่งการออกดอกของมะม่วง แต่สารเหล่านี้ไม่จัดเป็น PGRC เนื่องจากไม่ใช่สารอินทรีย์

2. ใช้หรือมีในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้นก็สามารถแสดงผลต่อพืชได้ ส่วนใหญ่แล้วที่ใช้กันอยู่ทั่วไปจะใช้ความเข้มข้นตํ่ามากๆ เช่น 1 มก/ ล ก็สามารถมีผลต่อพืชได้ บางครั้งอาจใช้ถึง 5,000 มก/ ล ซึ่งก็ยังถือว่าความเข้มข้นตํ่า ความเข้มข้นที่ใช้ขึ้นอยู่กับชนิดของสาร และจุดประสงค์ที่ต้องการ

3. ไม่ใช่อาหารหรือธาตุอาหารของพืช สารพวกน้ำตาล กรดอมิโน และไขมัน ถึงแม้ว่าจะเป็นสารอินทรีย์และมีผลต่อการเติบโตของพืช แต่ก็ไม่จัดว่าเป็น PGRC เนื่องจากสารเหล่านี้เป็นอาหารของพืชโดยตรงธาตุอาหารต่างๆ เช่นไนโตรเจน (N) ฟอสฟอรัส (P) เป็นวัตถุดิบในการสร้างอาหารและไม่จัดเป็นสารอินทรีย์ จึงไม่อยู่ในข่ายที่จะเป็น PGRC เช่นกัน PGRC เป็นสารกลุ่มใหญ่ ประกอบด้วยสารชนิดต่างๆ มากมายซึ่งสามารถแยกออกเป็นหมวดหมู่ตามคุณสมบัติซึ่งแตกต่างกันได้ดังนี้

1. ออกซิน (auxins) สารในกลุ่มนี้มีทั้งที่พืชสร้างขึ้นเอง (ฮอร์โมน) และสารสังเคราะห์มีหน้าที่ควบคุมการขยายตัวของเซลล์ การเติบโตของใบ การติดผล การเกิดราก และเกี่ยวข้องกับกระบวนการอื่นๆ อีกมากมาย สารออกซินที่ใช้ในการเกษตรส่วนใหญ่เป็นสารสังเคราะห์โดยใช้ประโยชน์ในการเร่งรากของกิ่งตอนหรือกิ่งปักชำ ช่วยเปลี่ยนเพศดอก ของพืชบางชนิด ช่วยติดผลป้องกันผลร่วง หรือขยายขนาดผล
ออกซินบางชนิดใช้กันมากเพื่อการกำจัดวัชพืช

2. จิบเบอเรลลิน (gibberellins) สารกลุ่มนี้พืชสร้างขึ้นได้เอง และยังมีเชื้อราบางชนิดสร้างสารนี้ได้ จึงมีการเลี้ยงเชื้อราเหล่านี้เพื่อนำมาสกัดสารจิบเบอเรลลินออกมาใช้ประโยชน์ ปัจจุบันยังไม่สามารถสังเคราะห์สารนี้ได้ในห้องปฏิบัติการ จึงทำให้สารชนิดนี้มีราคาสูง จิบเบอเรลลินมีหน้าที่ควบคุมการยืดตัวของเซลล์ การติดผล การเกิดดอก เร่งการเจริญเติบโตของต้นพืช ชาวสวนองุ่นใช้ประโยชน์จากจิบเบอเรลลินกันมาก โดยใช้ในการยืดช่อผล และปรับปรุงคุณภาพผล เป็นต้น

3. ไซโตไคนิน (cytokinins) มีหน้าที่ควบคุมการแบ่งเซลล์ การเจริญเติบโต ทางด้านกิ่งใบ การแตกแขนง สารกลุ่มนี้ใช้ประโยชน์ทางพืชสวนน้อยมาก ส่วนใหญ่ใช้ในงานเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช แต่ปัจจุบันเริ่มนำมาใช้เร่งการแตกตาข้างของพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการขยายพันธุ์พืชโดยการติดตา

4. เอทิลีนและสารปลดปล่อยเอทิลีน (ethylene and ethylene releasing compounds) สารเอทิลีนเป็นก๊าช ซึ่งพบได้ทั่วๆ ไป แม้กระทั่งในควันไฟก็มีเอทิลีนเป็นองค์ประกอบ พืชก็สามารถสร้างเอทิลีนได้เอง จึงจัดเป็นฮอร์โมนพืชชนิดหนึ่ง เอทิลีนมีหน้าที่ควบคุมการออกดอก การแก่และการสุกของผล และเกี่ยวข้องกับการหลุดร่วงของใบ ดอก ผล อาจกล่าวรวมๆ ได้ว่า เอทิลีนมีหน้าที่กระตุ้นให้พืชแก่ตัวได้เร็วขึ้น การใช้ประโยชน์จากเอทิลีนในแปลงปลูกกระทำได้ยากเนื่องจากเอทิลีนเป็นก๊าซ ดังนั้นจึงมีการสังเคราะห์สารต่างๆ ให้อยู่ในรูปของแข็งหรือของเหลวที่สามารถปลดปล่อยก๊าซเอทิลีนออกมาได้ ซึ่งปัจจุบันได้นำมาใช้ประโยชน์ในการเร่งดอกสับปะรด เร่งการแก่ของผลไม้บนต้น เร่งการไหลของนํ้ายางพารา

5. สารชะลอการเจริญเติบโต (plant growth retardants) สารกลุ่มนี้ไม่พบตามธรรมชาติในพืช เป็นกลุ่มของสารซึ่งสังเคราะห์ขึ้นมาทั้งหมด คุณสมบัติหลักของสารกลุ่มนี้คือ ยับยั้งการสร้างหรือการทำงานของจิบเบอเรลลิน ดังนั้นลักษณะของพืชที่ได้รับสารเหล่านี้จึงมักแสดงออกในทางที่ตรงกันข้ามกับผลของจิบเบอเรลลิน ประโยชน์ของสารชะลอการเจริญเติบโตมีหลายอย่าง เช่น ลดความสูงของต้น ทำให้ปล้องสั้นลง ช่วยในการออกดอกและติดผลของพืชบางชนิด

6. สารยับยั้งการเจริญเติบโต (plant growth inhibitors) สารกลุ่มนี้พืชสร้างขึ้นมาเพื่อถ่วงดุล กับสารเร่งการเจริญเติบโตต่างๆ ไม่ให้พืชเติบโตมากเกินไป สารกลุ่มนี้ยังควบคุมการพักตัว การหลุดร่วงของใบ ดอก ผล หรือแม้กระทั่งควบคุมการออกดอกของพืช ปัจจุบันมีการใช้สารสังเคราะห์ที่มีผลยับยั้งการเจริญเติบโตของพืช เพื่อประโยชน์ทางการเกษตรเช่น ทำให้พืชแตกกิ่งแขนงมากขึ้น ยับยั้งการเกิดหน่อยาสูบ เร่งการออกดอกของพืชบางชนิด

7. สารอื่นๆ เป็นสารที่ไม่อาจจัดอยูในกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งข้างต้นได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป เช่น สารเร่งการเติบโตทั่วๆ ไป สารทำให้ใบร่วง สารเพิ่มผลผลิตสารในกลุ่มนี้มีผลต่อพืชค่อนข้างจำกัด และมักใช้เพื่อประโยชน์อย่างใดอย่างหนึ่งโดยเฉพาะ

จากการที่สารดังกล่าวมีคุณสมบัติแตกต่างกันนี้เอง ทำให้เราสามารถใช้ประโยชน์ ได้อย่างกว้างขวางในหลายแง่มุมที่ต้องการ แต่ผู้ใช้สารควรมีความรู้เกี่ยวกับสารนั้นๆ พอสมควร เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นโดยรู้เท่าไม่ถึงการณ์ การใช้สารเหล่านี้มีข้อจำกัดที่ต้องคำนึงถึงมากพอสมควร มีหลายครั้งที่พบว่าการใช้สารชนิดเดียวกันกับพืชชนิดเดียวกัน แต่ต่างสถานที่ ทำให้ผลที่ได้รับแตกต่างกัน จากกรณีนี้จะเห็นได้ว่าสภาพแวดล้อมมีผลอย่างมาก แต่ไม่ใช่เฉพาะสภาพแวดล้อมเพียงอย่างเดียวเท่านั้นที่มีผลต่อการใช้สาร ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีก ที่เกี่ยวข้องจึงขอยกตัวอย่างดังต่อไปนี้

ก. ชนิดของพืช พืชแต่ละชนิดมีระบบกลไกปลีกย่อยแตกต่างกันไป การใช้ PGRC เป็นการทำให้กลไกภายในเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไป ดังนั้นพืชชนิดหนึ่งอาจตอบสนองต่อการใช้สารได้ดีถ้า PGRC สามารถเข้าไปควบคุมกลไกนั้นๆ ได้ ในขณะที่สารชนิดเดียวกันนี้อาจใช้ไม่ได้ผลกับพืชอีกชนิดหนึ่ง หรือแม้กระทั่งพืชชนิดเดียวกันแต่แตกต่างกันเพียงแค่พันธุ์ก็อาจตอบสนองได้ไม่เหมือนกัน เช่น จากการทดลองใช้สาร daminozide กับผักกาดขาวปลี 2 พันธุ์ ซึ่งปลูกในฤดูร้อน คือพันธุ์ B40 ซึ่งเป็นพันธุ์ไม่ทนร้อน และพันธุ์ hybrid# 58 ซึ่งเป็นพันธุ์ทนร้อน พบว่าพันธุ์ B40 ตอบสนองได้ดี มีผลผลิตเพิ่มขึ้นมาก ในขณะที่พันธุ์ hybrid #58 ไม่ตอบสนองใดๆ ทั้งสิ้น ทั้งๆ ที่ให้สารโดยวิธีเดียวกันและพร้อมๆ กัน หรืออย่างเช่นการใช้สาร ethephon สามารถเร่งการออกดอกของสับปะรดได้ แต่ก็ไม่จำเป็นเสมอไปว่าสารดังกล่าวจะสามารถเร่งการออกดอกของไม้ผลชนิดอื่นได้ ดังนั้นผลที่เกิดขึ้นจากการใช้ PGRC กับพืชชนิดหนึ่งอาจใช้เป็นเพียงแนวทางในการทดลองกับพืชชนิดอื่นเท่านั้น โดยที่ผลที่เกิดขึ้นไม่จำเป็นต้องเหมือนกับที่คาดหวังไว้

ข. ชนิดของสาร สารแต่ละชนิดมีความจำเพาะเจาะจงต่อพืชไม่เหมือนกัน บางชนิดใช้ได้ผลดีกับพืชมากชนิดกว่า เช่น การทดลองใช้สาร ancymidol และ daminozide กับพืช 88 ชนิด พบว่ามีพืชถึง 68 ชนิดที่ตอบสนองต่อการให้สาร ancymidol แต่มีเพียง 44 ชนิดเท่านั้น ที่ตอบสนองต่อการให้สาร daminozide ถึงแม้สารทั้ง 2 ชนิดนี้จัดอยู่ในกลุ่มสารชะลอการเจริญเติบโตเหมือนกันก็ตาม

ค. สภาพแวดล้อม มีผลต่อการดูดซึมสาร การสลายตัว และการแสดงผลของสารต่อพืช โดยปกติแล้ว ในสภาพที่มีอุณหภูมิสูง ความชื้นในอากาศสูง จะทำให้การดูดซึมสารเป็นไปได้ดี และพืชจะตอบสนองต่อสารได้มากขึ้น การใช้สารบางชนิดอาจต้องลดความเข้มข้นลง จากปกติเมื่อใช้สารในขณะที่มีอากาศร้อนจัด เนื่องจากว่าถ้าให้โดยความเข้มข้นปกติอาจก่อให้เกิดพิษขึ้นได้ ยกตัวอย่างเช่นการใช้สาร ethephon

ง. ความสมบูรณ์ของต้นพืช ต้นพืชที่มีความสมบูรณ์สูงย่อมตอบสนองต่อ PGRC ได้ดีกว่าพืชที่อ่อนแอ PGRC ไม่ได้จัดว่าเป็นปุ๋ยหรืออาหารของพืช ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เพื่อฟื้นฟูสภาพของต้นไม้ที่โทรมหรืออ่อนแอให้กลับแข็งแรงขึ้นมาได้ การใช้ PGRC ให้ได้ผลดี จึงควรใช้กับต้นที่มีความสมบูรณ์สูง และอยู่ในสภาพพร้อมที่จะตอบสนองต่อสาร เช่น มีอายุมากพอหรือมีอายุที่เหมาะสม ยกตัวอย่างเช่นการใช้ ethephon เร่งการออกดอกของสับปะรด จะใช้ได้ผลก็ต่อเมื่อต้นมีอายุไม่ตํ่ากว่า 4 เดือน หรือมีนํ้าหนักสดไม่ต่ำกว่า 878 กรัม แต่ถ้าใช้สารเมื่อต้นมีอายุ 2 เดือน ซึ่งมีนํ้าหนักสดเพียง 514 กรัม ปรากฏว่าไม่สามารถเร่งการออกดอกได้

จ. ช่วงอายุของพืชหรือช่วงเวลาของการให้สาร เรื่องนี้มีความสำคัญมาก และเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดแน่นอนลงไปว่าเมื่อใดควรให้สาร งานทดลองหลายเรื่องประสบความล้มเหลว เนื่องจากให้สารในช่วงอายุที่ไม่เหมาะสม ซึ่งมีผลทำให้พืชตอบสนองไปในทางที่ไม่ต้องการ เช่น การทดลองใช้ daminozide กับแรดิชเมื่อต้นกล้ามีอายุต่างๆ กันตั้งแต่ 8 ถึง 20 วันพบว่าการให้สารดังกล่าวเมื่อต้นกล้ามีอายุ 16 วัน จะทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นได้มาก ในขณะที่การใช้สาร เมื่ออายุน้อยหรือมากกว่านี้กลับมีผลทำให้ผลผลิตลดลงกว่าปกติ อาจกล่าวได้ว่าถ้างานทดลองครั้งนี้ทำขึ้นโดยไม่คำนึงถึงช่วงอายุเป็นสำคัญ ผลที่ได้รับอาจสรุปออกมาได้ว่าการใช้สารทำให้ผลผลิตลดลง ถ้าบังเอิญการให้สารนั้นอยู่ในช่วงที่ไม่เหมาะสมดังกล่าวมาแล้ว

ฉ. วิธีการให้สาร การให้สารแก่พืช ทำได้หลายวิธี เช่นการพ่น ทา จุ่ม หรือแช่ การที่จะใช้วิธีใดนั้นต้องคำนึงถึงจุดประสงค์ที่ต้องการ ชนิดของสาร และความเข้มข้นของสารเป็นสำคัญ เหตุที่ต้องคำนึงถึงวิธีการให้สาร เนื่องจากสารแต่ละชนิดมีการดูดซึมและเคลื่อนย้ายภายในต้นพืชต่างกัน PGRC จะแสดงผลต่อพืชได้ก็ต่อเมื่อมีการเคลื่อนที่จากจุดที่ให้สารไปยังจุดที่จะแสดงผล ยกตัวอย่างเช่นสาร paclobutrazol เคลื่อนที่ได้ดีในท่อน้ำของพืชแต่ไม่เคลื่อนที่ในท่ออาหาร ดังนั้นวิธีการใช้สารที่เหมาะสมคือการรดลงดินให้รากพืชดูดขึ้นไปพร้อมกับธาตุอาหารต่างๆ เพื่อขึ้นไปสู่ส่วนบนของลำต้น

ปัจจัยที่กล่าวมาทั้งหมดข้างต้นนี้เป็นส่วนหนึ่งที่อาจใช้อธิบายได้ว่าเหตุใดการใช้ PGRC จึงยุ่งยากกว่าการใช้สารเคมีชนิดอื่นๆ และผลจากการใช้ PGRC ก็ไม่คงที่แน่นอนเหมือนกันทุกครั้ง ดังนั้นการจะใช้ PGRC ให้ได้ผลแน่นอนจึงจำเป็นต้องอาศัยเวลาเพื่อศึกษา ผลของสารและปัจจัยที่เกี่ยวข้องจนกระทั่งได้ข้อสรุปหรือคำแนะนำที่เหมาะสม PGRC มีนับร้อยชนิด แต่ที่สามารถนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ได้มีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น และที่เหลือก็ยังอยู่ในขั้นทดลองหาความเหมาะสมดังที่กล่าวมา PGRC ที่ใช้ในโลกปัจจุบันมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นทุกปี แต่เมื่อเปรียบเทียบปริมาณการใช้กับสารเคมีการเกษตรอื่นๆ เช่นยาฆ่าแมลง หรือยากำจัดวัชพืชแล้วพบว่ามีสัดส่วนน้อยมาก ทั้งนี้อาจเป็นเพราะสาเหตุที่กล่าวมาข้างต้น และอีกประการหนึ่ง คือ ปริมาณการใช้ PGRC แต่ละครั้งน้อยมากเนื่องจากการใช้ได้ผลที่ความเข้มข้นตํ่าๆ ก็แสดงผลต่อพืชได้ ในบรรดา PGRC ที่ใช้ในโลกมากที่สุด 6 อันดับแรก คือ chlormequat, daminozide, gibberellin, ethephon, maleic hydrazide และ glyphosine สารเหล่านี้ใช้กันมากกับพืชสวน ยกเว้น glyphosine ใช้มากกับพืชไร่
ที่มา:พีระเดช ทองอำไพ