การคัดเลือกสายพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลายที่ได้จากเทคนิคลำไอออนพลังงานต่ำ ที่ให้ผลผลิตสูงสำหรับปลูกในพื้นที่ภาคเหนือของประเทศไทย

บทคัดย่อ

ได้ทําการทดสอบและคัดเลือกสายพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลายที่ได้จากเทคนิคลํา ไอออนพลังงานต่ําที่ให้ผลผลิตสูงที่เหมาะสมกับพื้นที่ปลูกในภาคเหนือของประเทศไทยเมื่อทําการเพาะ นอกฤดูปลูกและในฤดูปลูกใน 10 แปลงทดลองในพื้นที่ 4 จังหวัดภาคเหนือ (เชียงใหม่ ลําปาง แพร่ อุตรดิตถ์) ทั้งในระบบเกษตรอินทรีย์และระบบเกษตรเคมี ในสภาวะการเพาะปลูกที่แตกต่าง เช่น นาเขต ชลประทาน นานอกเขตชลประทาน การเพาะปลูกแบบนาดําและการเพาะปลูกแบบนาหว่าน พบว่าข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลายทั้ง 6 สายพันธุ์แสดงคุณสมบัติไม่ไวต่อช่วงแสง (photoperiod insensitive) และต้นเตี้ยปานกลาง (semi-dwarfism) โดยข้าวสายพันธุ์ HyKOS3 แสดง คุณสมบัติของข้าวพันธุ์เบาที่มีอายุการเก็บเกี่ยวประมาณ 90 วัน ส่วนข้าวสายพันธุ์อื่นๆ แสดงคุณสมบัติ ของข้าวพันธุ์กลาง จากการเพาะปลูกในแปลงทดลอง 10 แปลงและจากการเพาะปลูกแบบประจักษ์จริงแบบนาด 4 แปลง พบว่าข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลาย 5 สายพันธุ์แสดงคุณสมบัติของข้าวที่ให้ผลผลิตสูงอย่าง ชัดเจนคือสายพันธุ์ HyKOS3-1 สายพันธุ์ HyKOS7-1 สายพันธุ์ HyKOS16 สายพันธุ์ HyKOS21 และสายพันธุ์ HyKOS22 โดยมีผลผลิตต่อไร่ที่ 1,242,7+160.27 กิโลกรัม/ไร่ 1,040.3+73.21 กิโลกรัม/ไร่ 1,407.9+217.05 กิโลกรัม/ไร่ 997+11.84 กิโลกรัม/ไร่ และ 1,725+85.37 กิโลกรัม/ไร่ ตามลําดับ จากการสํารวจการเกิดโรคและแมลงในแปลงปลูกทั้ง 10 แปลง ไม่พบโรคไหม้ในข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลายทุกสายพันธุ์และไม่พบการระบาดของเพลี้ยกระโดดสีน้ําตาลในข้าวสายพันธุ์ HyKOS3, HyKOS7-1, HyKOS16, HyKOS21 และ HyKOS22 พบการเกิดโรคไหม้และการระบาดของเพลี้ยกระโดด สีน้ําตาลในข้าวขาวดอกมะลิ 105 เกษตรกรระบบเกษตรอินทรีย์พึงพอใจในข้าวสายพันธุ์ที่มีเมล็ดสี... (HyKOS21) และข้าวที่มีอายุ การเก็บเกี่ยวสั้น (HyKOS3) ส่วนเกษตรกรระบบเกษตรเคมีพึงพอใจในข้าวที่ให้ผลผลิตสูงเป็นอันดับต้นๆ คือสายพันธุ์ HyKOS3-1 สายพันธุ์ HyKOS7-1 สายพันธุ์ HyKOS16 และสายพันธุ์ HyKOS22 จากการทดสอบเปรียบเทียบลายพิมพ์ดีเอ็นเอระหว่างข้าวขาวดอกมะลิ 105 กับข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลาย 6 สายพันธุ์ด้วยเทคนิค Microsatellite marker โดยใช้ไพรเมอร์ 10 คู่ที่จําเพาะกับข้าว ขาวดอกมะลิ 105 พบว่าข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลายทั้ง 6 สายพันธุ์และข้าวขาวดอกมะลิ 105 มี แถบดีเอ็นเอหลักตรงกันในไพรเมอร์ 10 คู่ที่ใช้ทดสอบซึ่งเป็นการบ่งชี้ว่าข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลาย ทั้ง 6 สายพันธุ์เป็นสายพันธุ์ข้าวที่กลายพันธุ์มาจากข้าวขาวดอกมะลิ 105 (KDML 105) โดยยืนยันจาก แถบดีเอ็นเอหลักที่ตรงกัน (specific or unique DNA band) ผลการวิเคราะห์ลักษณะเนื้อสัมผัสของข้าวด้วยเครื่องวิเคราะห์เนื้อสัมผัส พบว่าข้าวสายพันธุ์ HyKOS3 มีลักษณะเนื้อสัมผัสใกล้เคียงกับข้าวหอมเวียงพิงค์/ข้าวขาวดอกมะลิ 105 มากที่สุด รองลงมา คือ ข้าวสายพันธุ์ HyKOS7-1 ข้าวสายพันธุ์ HyKOS21 และ ข้าวสายพันธุ์ HyKOS16 ตามลําดับ ในขณะ ที่ ข้าวสายพันธุ์ HyKOS3-1 และข้าวสายพันธุ์ HyKOS22 มีลักษณะเนื้อสัมผัสที่แตกต่างจากข้าวหอมเวียง พิงค์/ข้าวขาวดอกมะลิ 105 มาก เนื่องจากทั้งสองสายพันธุ์มีลักษณะแข็งและเหนียวกว่า เมื่อเทียบ กับข้าวสายพันธุ์อื่น โดยข้าวสายพันธุ์ HyKOS3-1 มีความเหนียวมากที่สุดและข้าวสายพันธุ์ HyKOS22 มี ความแข็งมากที่สุด ดังนั้นการหุงข้าวสายพันธุ์ HyKOS3-1 และข้าวสายพันธุ์ HyKOS22 จึงควรใช้น้ําใน อัตราส่วนที่มากขึ้น เพื่อให้ได้ข้าวสวยที่มีลักษณะเนื้อสัมผัสใกล้เคียงกับข้าวหอมเวียงพิงค์/ข้าวขาวดอก มะลิ 105 ผลการวิเคราะห์การสลายตัวในสารละลายด่าง พบว่าข้าวสายพันธุ์ HyKOS22 ไม่มีคุณสมบัติเป็น ข้าวหอมมะลิไทยหากใช้การสลายตัวในสารละลายด่างเป็นเกณฑ์ในการพิจารณา เนื่องจากมีการสลายตัว ในสารละลายด่างที่ระดับ 3 ในขณะที่ข้าวสายพันธุ์อื่นมีการสลายตัวในสารละลายด่างที่ระดับ 6-7 เช่นเดียวกับข้าวหอมเวียงพิงค์/ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ผลการวัดความหนืดของแป้งข้าวด้วยเครื่องวิเคราะห์ความหนืด RVA พบว่าข้าวสายพันธุ์ HyKOS7-1 ข้าวสายพันธุ์ HyKOS16 และข้าวสายพันธุ์ HyKOS21 มีลักษณะของความหนืดต่างๆ ใกล้เคียงกับข้าวหอมเวียงพิงค์/ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ในขณะที่ข้าวสายพันธุ์ HyKOS3 ข้าวสายพันธุ์ HyKOS3-1 และข้าวสายพันธุ์ HyKOS22 มีลักษณะความหนืดของแป้งที่แตกต่างออกไปอย่างชัดเจน ผลการวิเคราะห์ความคงตัวแป้งสุก พบว่า ข้าวหอมเวียงพิงค์/ข้าวขาวดอกมะลิ 105 HyKOS3, HyKOS7-1 และ HyKOS16 มีลักษณะความคงตัวของแป้งสุกใกล้เคียงกัน คือเจลมีลักษณะอ่อน ในขณะที่ แป้งสุกของข้าวสายพันธุ์ HyKOS22 มีความอ่อนมากที่สุด รองลงมาคือ HyKOS21 และแป้งสุกของข้าว สายพันธุ์ HyKOS3-1 มีความแข็งมากที่สุดแต่การเปรียบเทียบโดยใช้ความคงตัวของแป้งสุกเป็นเกณฑ์นั้น ควรพิจารณาบนพื้นฐานของข้าวที่มีปริมาณอมิโลสอยู่ในกลุ่มเดียวกัน ผลการยืดตัวของเมล็ดข้าวสุก พบว่าข้าวสายพันธุ์ HyKS07-1 มีการยึดตัวของเมล็ดข้าวสุกมาก ที่สุดอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (p0.05) ในส่วนของเปอร์เซ็นต์ของข้าวสาร พบว่าข้าว HyKOS3 และHyKOS22 มีค่าสูงกว่าตัวอย่าง ควบคุม โดยมีค่า 65.63%, 64.04% และ 60.51% ตามลําดับ (p<0.05) นอกจากนี้ตัวอย่าง HyKOS3-1 มีค่าเปอร์เซ็นต์ของข้าวเต็มเมล็ดและต้นข้าวสูงที่สุดโดยมีค่ามากถึง 70.00 % ในขณะที่ตัวอย่างอื่นมีค่าอยู่ ในช่วง 41.59-63.12 % ซึ่งเปอร์เซ็นต์ข้าวหักจะแปรผกผันกับเปอร์เซ็นต์ของข้าวเต็มเมล็ดและต้นข้าว สําหรับปริมาณของข้าวท้องไข่ของข้าวทุกสายพันธุ์พบว่าอยู่ในช่วง 0.44%-11.56% โดยข้าว HyKOS3 HyKOS7-1 HyKOS16 และ HyKOS21 มีเปอร์เซ็นต์ของข้าวท้องไข่ไม่เกิน 5% เมื่อเปรียบเทียบระหว่าง การปลูกแบบเกษตรอินทรีย์และเกษตรเคมีพบว่าเปอร์เซ็นต์ของข้าวกล้อง ข้าวสาร รํา แกลบ และ ระดับการสีไม่แตกต่างกัน ส่วนเปอร์เซ็นต์ของแกลบ ข้าวหัก ข้าวเต็มเมล็ดและต้นข้าว และข้าวท้องไข่ ซึ่งเมื่อพิจารณาแล้วพบว่าข้าวที่ปลูกแบบเกษตรอินทรีย์จะมีเปอร์เซ็นต์ของข้าวหักน้อยกว่าแต่มีข้าวเต็ม เมล็ดและข้าวท้องไข่มากกว่าข้าวที่ปลูกแบบเกษตรเคมี การใช้เทคนิค Near Infrared (NIR) Spectroscopy ในการทํานายค่าปริมาณความชื้น อมิโลส และโปรตีนในข้าวขาวดอกมะลิ 105 และข้าวพันธุ์กลาย 6 สายพันธุ์โดยเครื่อง FT-NIR ยี่ห้อ Bruker ร่วมกับใช้โปรแกรม OPUS 7.0 ในโหมดของแข็งช่วงเลขคลื่น 25000 - 4000 cm พบว่า การแปลง ข้อมูลสเปกตรัมสําหรับความชื้น อมิโลส และโปรตีนใช้วิธี internal standard, first derivative+normalization และ multiplication จะให้ค่า R square เท่ากับ 42.04, 73.74 และ 76.24 ตามลําดับ ส่วนค่าอัตราส่วนของค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของกลุ่มทดสอบสมการต่อค่า SEP (RPD) มีค่า 0.83, 1.19 และ 1.80 ตามลําดับซึ่งพบว่าสมการที่ใช้ทํานายโปรตีนมีความน่าเชื่อถือมากที่สุด รองลงมาคืออมิโลสและความชื้นตามลําดับ จากการตรวจวิเคราะห์คุณภาพทางเคมีและคุณค่าทางโภชนาการของข้าวที่ปลูกนอกฤดูปลูก ปลูกแบบนาดํา แบบเกษตรเคมี ของข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลายเทียบกับข้าวชุดควบคุม (ข้าวหอม เวียงพิงค์) โดยทําการศึกษาปริมาณความชื้น โปรตีน อมิโลส แมกนีเซียม แคลเซียม เหล็ก และสังกะสี พบว่าปริมาณความชื้นของข้าวสารและข้าวกล้องของข้าวพันธุ์กลายและข้าวชุดควบคุมมีค่าอยู่ระหว่าง 11.44%-13.39% และ 11.78%-13.35% ตามลําดับ โดยมีค่าไม่เกินเกณฑ์มาตรฐานข้าวหอมมะลิไทย (มกอช. 4000-2546) ที่กําหนดให้ข้าวมีความชื้นไม่เกิน 14 % ปริมาณไขมันของข้าวสารทุกสายพันธุ์อยู่ ในช่วง 0.39%-0.88 % ข้าวกล้องอยู่ในช่วง 2.33%-3.24% โดยข้าวกล้องมีปริมาณไขมันมากกว่าข้าวสาร ประมาณ 3-5 เท่า ซึ่งข้าวพันธุ์กลาย HyKOS21 มีปริมาณไขมันสูงสุด (p<0.05) ปริมาณโปรตีนของ ข้าวสารทั้งหมดอยู่ในช่วง 8.086-9.99 % ข้าวกล้องอยู่ในช่วง 9.50%-10.78% โดยข้าว HyKOS21 มี ปริมาณโปรตีนสูงสุด (p<0.05) ส่วนผลการวิเคราะห์ปริมาณอมิโลสของข้าวทั้ง 7 สายพันธุ์พบว่าข้าว แบ่งเป็น 2 กลุ่มตามปริมาณอมิโลส คือ ข้าวอมิโลสต่ําได้แก่ ข้าว HyKOS3 HyKOS7-1 HyKOS16 HyKOS21 และข้าวหอมเวียงพิงค์ (ชุดควบคุม) และข้าวอมิโลสปานกลาง ได้แก่ ข้าว HyKOS3-1 และ HyKOS22 เมื่อทําการวิเคราะห์คุณภาพทางเคมีและคุณค่าทางโภชนาการของข้าวในฤดูปลูก แบบนาดํา เกษตรอินทรีย์ของข้าวพันธุ์กลายเทียบกับข้าวชุดควบคุม (ข้าวขาวดอกมะลิ 105) โดยทําการวิเคราะห์หา ปริมาณความชื้น ไขมัน โปรตีน อมิโลส 2-Acetyl-1-pyrroline (2-AP) แมกนีเซียม แคลเซียม เหล็ก สังกะสี วิตามินบี 1 บี 3 และบี 6 พบว่าปริมาณความชื้นของข้าวสารและข้าวกล้องของข้าวพันธุ์กลายและ ข้าวชุดควบคุม มีค่าอยู่ระหว่าง 12.786-14.21% และ 12.48%-13.60% ตามลําดับซึ่งข้าวส่วนใหญ่มี ความชื้นไม่เกินเกณฑ์มาตรฐานข้าวหอมมะลิไทย (มกอช. 4000-2546) ยกเว้นข้าวสารชุดควบคุม ปริมาณ ไขมันของข้าวสารทุกสายพันธุ์อยู่ในช่วง 0.28%-0.78% ข้าวกล้อง 1.6496-2.56% ข้าวกล้อง HyKOS21 เป็นสายพันธุ์ที่มีปริมาณไขมันสูงที่สุด (p<0.05) ปริมาณโปรตีนของข้าวสารอยู่ในช่วง 4.196-8.45% ข้าว กล้องอยู่ในช่วง7.14%-10.78% ซึ่งปริมาณโปรตีนของข้าวที่ได้จากการปลูกแบบเกษตรอินทรีย์จะต่ํากว่า ข้าวที่ได้จากการปลูกแบบเกษตรเคมี แต่วิธีการปลูกทั้ง 2 แบบส่งผลกระทบน้อยมากต่อปริมาณโปรตีน ของข้าวกล้องHyKOS21 (10.13%และ 10.78%) ปริมาณอมิโลสของข้าวทั้ง 7 สายพันธุ์แบ่งข้าวพันธุ์ กลายได้เป็น 2 กลุ่มเช่นเดียวกับข้าวปลูกนอกฤดูปลูก คือ ข้าวอมิโลสต่ํา ได้แก่ข้าว HyKOS3 HyKOS7-1 HyKOS16 HyKOS21 และข้าวขาวดอกมะลิ 105 (ชุดควบคุม) ข้าวอมิโลสปานกลาง ได้แก่ข้าว HyKOS31 และ HyKOS22 ปริมาณ 2-AP ซึ่งเป็นสารให้ความหอมหลักของข้าวหอม พบปริมาณสูงสุดในข้าวขาวดอกมะลิ 105 ซึ่งข้าวสารมีปริมาณ 13.64 ppm ข้าวกล้อง 11.23 ppm รองลงมาคือข้าว HyKOS3 (ข้าวสาร 6.91 ppm และข้าวกล้อง 6.40 ppm) และข้าว HyKOS16 (ข้าวสาร 7.00 ppm และข้าวกล้อง 5.85 ppm) โดยตรวจไม่พบ 2-AP ในข้าว HyKOS21 และ HyKOS22 แต่ข้าวสาร HyKOS21 มีปริมาณวิตามิน ปี 1 1.11 มก/100 ก บี 3 2.50 มก/100 ก และบี 6 1.73 มก/100 ก สูง นอกจากนั้นข้าวกล้อง HyKOS21 ยังมีปริมาณแร่ธาตุสูงเมื่อเปรียบเทียบกับข้าวกล้องสายพันธุ์อื่นๆ โดยมีปริมาณแมกนีเซียม 1.19 มก/ก แคลเซียม 0.17 มก/ก เหล็ก 17.51 ไมโครกรัม/ก และสังกะสี 27.31 ไมโครกรัม/ก ซึ่ง ปริมาณสังกะสีของข้าวกล้องข้าวสายพันธุ์นี้มีค่าสูงที่สุด (p<0.05) และข้าวกล้องสายพันธุ์นี้มีสีม่วงดําของ สารสีแอนโธไซยานินซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ได้คัดเลือกสายพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 พันธุ์กลายที่ได้จากเทคนิคลําไอออนพลังงานต่ําที่ให้ ผลผลิตสูงสําหรับปลูกในพื้นที่ภาคเหนือของประเทศไทยโดยพิจารณาจากข้อมูลวิจัยการให้ผลผลิตที่สูง การต้านทานต่อโรคและแมลงในสภาพแปลงปลูก ความพึงพอใจของเกษตรกรต่อสายพันธุ์ข้าว คุณภาพ ของเมล็ดข้าวในด้านต่าง ๆ ได้แก่ คุณภาพการหุงต้ม การยอมรับของผู้บริโภค ความหอม คุณภาพทางเคมี และคุณค่าทางโภชนาการ สามารถคัดเลือกข้าวพันธุ์กลาย 5 สายพันธุ์ที่เหมาะสมกับพื้นที่ปลูกใน ภาคเหนือเพื่อแก้ปัญหาการเพาะปลูกข้าวในพื้นที่ภาคเหนือโดยใช้เป็นพันธุ์ทางเลือกในการเพาะปลูกเพื่อ เพิ่มปริมาณการส่งออกข้าวทั้งข้าวคุณภาพ (ข้าวหอม) และข้าวปริมาณของประเทศไทยคือข้าว HyKOS3 HyKOS3-1 HyKOS16 HyKOS21 lbaz HyKOS22

คำสำคัญ