กระบวนการทำให้พืชไม้ผลออกดอกติดผล

กระบวนการทำให้พืชไม้ผลออกดอกติดผล

เลื่อนศักดิ์ วัฒนกุล

ในต้นพืชมีกระบวนการเผาผลาญอาหารเพื่อให้เกิดพลังงานต่างๆ ทั้งในกลางวันและกลางคืนเพื่อที่จะเปลี่ยนอาหารแร่ธาตุที่จำเป็น ( ตารางที่ 1 ) เปลี่ยนเป็นโปรตีน แป้ง ไขมัน น้ำตาล และวิตามิน

บทบาทของรากพืชจะดูดซับธาตุอาหารจากดินและส่งธาตุอาหารที่เกิดประโยชน์จากดินเข้าสู่ภายในต้นพืช รากจึงทำหน้าที่เหมือนทำเหมืองแร่เพื่อหาอาหารให้ต้นพืช จึงกล่าวได้ว่าลักษณะของพืชที่ดี คือมีการสร้างรากที่หนาแน่น และมีระบบรากที่มีสุขภาพดี

โดยปกติแล้วในพืชจะขึ้นอยู่กับราก โดยรากจะส่งอาหารไปสู่ใบเพื่อสร้างการสังเคราะห์แสง สร้างใบใหม่ในระยะการเจริญทางใบ ขณะเดียวกันรากก็ขึ้นอยู่กับผลผลิตจากใบที่เกิดจากการสังเคราะห์แสง เพื่อส่งใบสร้างการเจริญเติบโตของรากและการพัฒนาการของต้นพืช ถ้าใบพืชไม่ได้รับธาตุอาหาร อย่างพอเพียงจากรากเนื่องจากการขาดธาตุอาหารในดินขาดความชื้น พี.เอช ไม่เหมาะสม เป็นต้น เพื่อที่จะผลิตการเจริญของส่วนของพืชเพิ่มใหม่ก็จะทำให้การเจริญของรากและการพัฒนาระบบรากพลอยถูกระงับไปด้วย ปัญหานี้จะกลับมีผลไปสู่สภาพของต้นพืชโดยรวม เพราะเหตุว่ารากทำงานได้ไม่มีประสิทธิภาพ การออกดอก ติดผล ก็จะมีผลกระทบด้วยอีกประการก็คือ ดินมีธาตุอาหารในปริมาณที่เพียงพอต่อพืช แต่พืชนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ไม่ได้ เนื่องจากธาตุอาหารถูกตรึง

ใบพืชที่เติบโตเต็มที่จะสร้างแป้ง เพื่อให้เกิดพลังงานกรดอะมิโนให้เกิดการเจริญเติบโต และฮอร์โมนชนิดต่างๆหลังจากการสร้างประมาณ 50% จะเก็บไว้ที่ใบ ส่วนที่เหลือจะส่งไปยังพื้นที่อื่นเพื่อสร้างใบใหม่ และสุดท้ายก็เป็นการผลิตดอกผล

*เอกสารประกอบการบรรยาย ณ โรงแรม เค พี แกรนด์ จ.จันทบุรี วันที่ 28 ตุลาคม 2557

ขณะที่พืชจะเริ่มสร้างดอกผล พืชจะเปลี่ยนระยะการเจริญจากการเจริญทางใบไปสู่ระยะการสร้างดอกผล โดยเริ่มจากการออกดอก การผสมเกสร และการติดผลสร้างผลไม้ซึ่งมีเมล็ดเพื่อให้เกิดต้นใหม่ในอนาคต ขณะที่มีการสร้างดอกเป็นช่วงการส่งผลผลิตจากใบเพสลาดไม่ไปที่ใบอ่อน แต่จะส่งตรงไปยังเนื้อเยื่อที่เป็นส่วนสะสมการสร้างดอกหรือเมล็ด

ใบพืชจึงเปรียบเสมือนเป็นโรงงานซึ่งจะทำงานให้ผลผลิตได้ ก็ต้องขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่ป้อนเข้าสู่โรงงาน ตัวอย่างเช่นการสังเคราะห์โปรตีนขึ้นอยู่กับธาตุอาหารหลายอย่างรวมทั้งแมกนีเซียมในการสร้างคลอโรฟิลล์ เหล็กและสังกะสีในการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก ( RNA,DNA ) ไนโตรเจนในการสังเคราะห์โปรตีน รวมทั้งฮอร์โมนพืชบางตัวเป็นต้น โดยกลไกการสังเคราะห์ทั้งหมดในพืชอยู่ภายใต้บทบาทของโบรอน ซึ่งเปรียบเป็นเสมือนผู้จัดการโรงงาน ที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของธาตุอาหารต่างๆให้มีการประสานกันเพื่อสร้างการเจริญเติบโตและการขยายพันธุ์ของพืชต่อไป

ปัญหาของเกษตรกรที่ปลูกไม้ผลเศรษฐกิจ เช่น ทุเรียน เงาะ ลำไย ลิ้นจี่ ส้ม มังคุด เป็นต้น เกี่ยวกับการออกดอกของไม้ผลเหล่านั้น ปัญหาก็คือว่าต้องการให้ไม้ผลออกดอกก่อน เพื่อให้ได้ราคาดีจึงจะมีกำไร ถ้าการออกดอก ติดผลตามฤดูกาล ปริมาณของผลไม้ก็มีมากขายไม่ได้ราคาที่ดี อาจไม่คุ้มกับการลงทุน เกษตรกรชาวสวนจึงพยายามหาวิธีบำรุงไม้ผลของตนให้ออกดอกติดผลก่อน ฤดูกาลปกติ หรือไม่ก็ให้ออกนอกฤดูกาลไปเลย ผู้เขียนจึงพยายามรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการออกดอกติดผลของพืชไม้ผลที่มีผู้ทดลองวิจัยจากพืชไม้ผลต่างประเทศ โดยสรุปย่อพอสังเขป เพื่อให้ชาวสวนได้รับความรู้ถึงข้อมูลบางอย่างที่จะต้องบำรุงต้นไม้ผลที่ปลูก นอกเหนือใบจากบำรุงต้นให้สมบูรณ์แล้ว ถึงเวลาก่อนออกดอกต้นไม้ต้องการปัจจัยอะไรบ้างที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดการออกดอกได้

ประมาณ 30 ปีก่อน ผู้เขียนได้อ่านบทความของ เอ วอลเลช ( A.Wallace ) เกี่ยวกับการออกดอกของพืชไม้ผล มีข้อความตอนหนึ่งกล่าวว่าการออกดอกของพืชไม้ผลขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของ ไซโตไคนิน และจิบเบอร์เรลลิน ( Cytokinins : Gibberellins ) ถ้าความเข้มข้นของไซโคไคนินสูงกว่าจิบเบอร์เรลลิน พืชก็จะสร้างตาดอก ตรงข้ามถ้าความเข้มข้นของจิบเบอร์เรลลินมากกว่าไซโตไคนินพืชก็จะสร้างใบ ผู้เขียนก็ค้นคว้าเพิ่มเติมพบว่าฮอร์โมน ทั้งสองชนิดอยู่ในบทบาทของธาตุโบรอนทั้งสิ้น แต่ที่ต้องนำเอาเรื่องของฮอร์โมนทั้งสองมาขยายความก็เพราะเหตุว่า เกษตรกรชาวสวนมีการใช้สารเคมีบางชนิดใช้กับพืชไม้ผล ที่เคยให้ผลผลิตมาแล้ว วัตถุประสงค์เพื่อระงับมิให้พืชสร้างจิบเบอร์เรลลิน ในช่วงก่อนออกดอก แต่บางครั้งผลที่ออกมาก็ประสบความสำเร็จบ้างไม่ประสบความสำเร็จบ้าง ตามหลักการแล้วการใช้สารบังคับการสร้างจิบเบอร์เรลลินในไม้ผลเช่นในทุเรียนเป็นต้น เราต้องเตรียมต้นให้มีปริมาณฮอร์โมนไซโตไคนินในระดับที่พืชจะออกดอกได้แล้วลดการสร้างจิบเบอร์เรลลินพืชก็จะให้ดอก ทางตรงข้ามเราไม่ทราบว่าได้บำรุงต้นมีไซโตไคนินมากพอหรือเปล่าที่พืชจะออกดอก ถ้าเกษตรกรบำรุงต้นให้สมบูรณ์ให้อาหารที่เกิดประโยชน์ แก่พืชที่พืชต้องการตามระยะของการเจริญเติบโต การใช้สารบังคับหรือไม่ต้องใช้สารพืชก็ออกดอกอย่างแน่นอน เพราะพืชสะสมอาหารสมบูรณ์สร้างการเจริญเติบโตพร้อมที่จะพัฒนาการสร้างดอกให้เกิดขึ้นอยู่แล้ว ปัจจัยที่สำคัญในการสร้างดอก ติดผล ของพืชขึ้นอยู่กับการสร้างโปรตีนเป็นหลัก

การสังเคราะห์โปรตีนในพืชเป็นสิ่งที่สำคัญอย่างยิ่ง ที่จะทำให้พืชสร้างผลผลิตขึ้นมา อันเป็นขั้นตอนของการสะสมอาหารการออกดอก ติดผล เป็นต้น

มนุษย์และสัตว์ไม่สามารถใช้ไนโตรเจนที่มีอยู่ในบรรยากาศมาสังเคราะห์ให้เกิดโปรตีนได้ แต่พืชมีความสามารถสังเคราะห์โปรตีนโดยใช้โมเลกุลของน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจน โดยคาร์บอนไดออกไซด์ได้จากอากาศ ไนโตรเจนได้จากไนเตรทและไนโตรท์ที่อยู่ในดิน มีพืชบางชนิดเช่นพืชตระกูลถั่ว มีแบคทีเรียอยู่ที่ราก สามารถจับไนโตรเจนได้ดี จึงสร้างโปรตีนได้ค่อนข้างสูงกว่าพืชอื่น มนุษย์และสัตว์สังเคราะห์โปรตีนโดยใช้กรดอะมิโนที่ได้รับจากพืชและสัตว์

กรดอะมิโน ซึ่งเป็นโครงสร้างของโปรตีนจะถูกสังเคราะห์ที่รากและใบของพืช คือ ส่วนยอดที่เกิดใบอ่อนและที่ส่วนลำต้น กิ่งก้าน จากนั้นก็จะย้ายไปสู่ส่วนของเมล็ด ราก ไหล ( rhizomes ) หัว ( tuber ) เป็นต้น

โปรตีน เป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างยิ่งในสิ่งที่มีชีวิต เนื่องจากมีบทบาทหน้าที่ในการควบคุม การเผาผลาญอาหาร เป็นโมเลกุลโครงสร้างในผลิตผลที่เป็นอาหารสะสมในรูปของคาร์บอนและไนโตรเจน โปรตีนประกอบด้วย ลูกโซ่ของกรดอะมิโนซึ่งต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์ ( peptide bond ) เรามักจะเรียกโปรตีนว่าโพลีเปปไทด์ ซึ่งหมายถึงลูกโซ่ของกรดอะมิโนที่มีความยาวตั้งแต่ 10-100 หน่วย คุณสมบัติของโปรตีนขึ้นอยู่กับคุณสมบัติ ของกรดอะมิโนและการจัดการเรียงของกรดอะมิโนที่เป็นองค์ประกอบอย่างจำเพาะในโมเลกุล ในพืชโดยทั่วๆไปมักพบว่าประกอบด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิด ( ตารางที่ 2 ) แต่อย่างไรก็ตามได้มีการจำแนกชนิดของกรดอะมิโนที่ไม่ใช่โปรตีน ( nonprotein amino acids )ได้มากกว่า 100 ชนิด

ที่มา a Lee ( 1983 )

b Regenstein ( 1984 )

* กรดอะมิโนที่จำเป็น

ธาตุอาหารที่มีผลในกระบวนการสร้างโปรตีน

ไนโตรเจน

ไนโตรเจนเป็นพื้นฐานของโปรตีน และเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างการเจริญเติบโตทุกระยะของพืช โดยเฉพาะการสร้างผลผลิตของพืชไม้ผลเกี่ยวกับการออกดอกติดผลไปจนถึงคุณภาพของผลผลิต ไนโตรเจนเป็นตัวกระตุ้นการสร้างฮอร์โมนพืชและสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งอวัยวะของพืชที่อยู่เหนือพื้นดินมีการเจริญเติบโตก็ขึ้นอยู่กับการร่วมประสานระหว่างฮอร์โมนพืชเร่งการเจริญเติบโตและลดการเจริญเติบโต ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนส่งเสริมการสังเคราะห์ฮอร์โมนไซโตไคนินและจิบเบอร์เรลลิน ฮอร์โมนทั้งสองชนิดนี้ควบคุมกระบวนการสังเคราะห์ต่างๆในพืช เช่น ยืดอายุสีเขียวของพืชให้นานขึ้น อันเกิดจากการรบกวนของกรดแอบซีสซิก (Abscisic acid ) ถ้าพืชขาดไนโตเจน การสังเคราะห์ไซโตไคนินจากรากพืชจะช้าลงและจะไปส่งเสริมการเกิดกรดแอบซิสซิกแทน ปฏิกิริยาดังกล่าวนี้ยังเกิดขึ้นได้จากที่พืชกระทบความแห้งแล้ง พืชขาดน้ำ ผลก็คือพืชจะแก่เร็ว ไนโตรเจนยังมีอิทธิพลต่อความสมดุลของฮอร์โมนพืชด้วย

 

กระบวนการนี้จะมีฮอร์โมนพืชเข้าควบคุมการสังเคราะห์ที่มี ดี.เอ็น.เอ ( DNA ) เป็นฐานและการช่วยสังเคราะห์ อาร์.เอ็น.เอ ( RNA ) โดยสร้างน้ำย่อย

กำมะถัน

กำมะถันเป็นส่วนร่วมกับไนโตรเจนอย่างใกล้ชิดในการสร้างกรดอะมิโนชนิดต่างๆเช่น ซีสตีน ซีสเตอีน และเมไทโอนิน

การขาดกำมะถันจะทำให้มีผลต่อการสังเคราะห์โปรตีนอย่างรุนแรง

ฟอสฟอรัส

จากธาตุอาหารต่างๆของพืช ฟอสฟอรัสจะมีบทบาทเป็นศูนย์กลาง ที่สร้างพลังงานเผาผลาญอาหารเพื่อสร้างการเจริญเติบโตของพืช ฟอสเฟตจะให้พลังงานที่สำคัญและจำนวนมากมายให้กับการสังเคราะห์โปรตีน

พืชต้องใช้พลังงงานสูงมากในการเร่งกรดอะมิโนและกระบวนการต่างๆเพื่อสร้างโปรตีนในอวัยวะของพืชที่ผลิตและสะสมโปรตีน แป้ง หรือไขมัน จะต้องได้รับการส่งเสริมจากฟอสฟอรัสสูงมาก

แมกนีเซียม แมงกานีสและโพแทสเซียม

ความสำคัญของปฏิกริยาต่างๆในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนต้องใช้ธาตุโดยเฉพาะ เช่น แมกนีเซียม โพแทสเซียม แมงกานีส เหล็ก สังกะสี โคบอลท์ จากธาตุต่างๆดังกล่าวมานี้ แมกนีเซียม โพแทสเซียม และแมงกานีสจะสำคัญระดับต้นๆ

แมกนีเซียม  ใช้ในการทำความสม่ำเสมอและความเสถียรของเนื้อเยื่อ

แมงกานีส    มีอิทธิพลในการรวบรวมและเคลื่อนตัวของกรดอะมิโน โดย อาร์.เอ็น.เอ เป็นตัวดำเนินการ

โพแทสเซียม มีหน้าที่หลักที่สำคัญ ในกระบวนการเผาผลาญอาหารในเซลล์โดยมีน้ำย่อยเป็นตัวช่วย การที่พืชขาดโพแทสเซียม จะเกิดการสะสมกรดอะมิโนอิสระ ทำให้ขัดขวางการทำงานการสังเคราะห์โปรตีนและลดพลังงานที่เกิดจากฟอสฟอรัส

การที่มีกรดอะมิโนอิสระที่ส่วนปลายของรากพืชและในลำต้น โดยขึ้นอยู่กับระดับของไนโตรเจน ทั้งนี้เกิดจากโพแทสเซียมไม่อยู่ในระดับที่พอเพียง พืชก็จะสร้างใบอ่อนขึ้นมาได้ พืชที่ขาดโพแทสเซียม จะมีการสะสมไนโตรเจนที่ละลายได้ ไนเตรทและกรดอะมิโนอิสระ ทำให้เกิดในระยะการสร้างใบได้ ผลก็คือพืชจะสร้างโปรตีนอย่างหยาบๆ ทำให้โปรตีนไม่ได้คุณภาพ การเพิ่มโพแทสเซียมและไนโตรเจนให้เพียงพอก็จะแก้ปัญหานี้ได้

สังกะสี เหล็ก โบรอนและธาตุอื่นๆ

ธาตุอาหารเสริมหลายธาตุมีความสำคัญอย่างมากในการสร้างปฏิกิริยาของน้ำย่อยในพืช เช่น เหล็ก ทองแดง
โมลิบดินั่ม เป็นต้น โดยร่วมกับพวกน้ำย่อยช่วยควบคุมกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน

มีผลงานวิจัยมากมายพบว่าพืชต้องการธาตุอาหารเสริมเพื่อสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก(ดี.เอ็น.เอ และอาร์.เอ็น.เอ ) และธาตุอาหารเสริมยังมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเผาผลาญอาหารของกรดนิวคลีอิกอีกด้วย ตัวอย่างเช่น พืชที่ขาดสังกะสี จะทำให้ลด อาร์.เอ็น.เอ ลง และการสังเคราะห์โปรตีนก็ลดลงด้วย

เหล็ก มีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญอาหารของกรดนิวคลีอิก พืชจะแสดงอาหารสีเขียวซีด ทำให้มีผลอย่างมากในการสังเคราะห์โปรตีน

มีธาตุอาหารเสริมบางธาตุที่พืชขาดจะนำไปสู่การสะสมกรดอะมิโนอิสระและทำให้กระบวนการสังเคราะห์โปรตีนไม่มีประสิทธิภาพ

โบรอน มีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์โปรตีนและการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก โบรอนจะทำงานใกล้ชิดกับแคลเซียมเสมอ แต่ไม่สามรถสรุปได้ว่าเป็นอัตราส่วนอย่างไรและภายในต้นพืชก็ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าอัตราส่วนของแคลเซียมและโบรอนมีอย่างไร

โบรอน มีบทบาทที่สำคัญในการผสมเกสรดอกไม้ในพืช พืชต้องการโบรอนในช่วงออกดอกสูงกว่าระยะการเติบโตปกติ พบว่ามีไซโตไคนิน มีความเข้มข้นสูงกว่าจิบเบอร์เรลลิน ไประยะที่พืชไม้ผลกำลังออกดอก ปริมาณโบรอนที่พบในส่วนอวัยะสืบพันธุ์ของพืช ( เกสรตัวผู้ เกสรตัวเมีย ก้านดอก รังไข่ ) มีค่อนข้างสูง ระยะที่ใบพืชช่วงเพสลาดที่มีน้ำหนักมากที่สุดจะต้องการโบรอนสูงสุด

โบรอน จากส่วนของดอกและติดผลแล้ว พืชใบเลี้ยงเดี่ยวจะมีโบรอนประมาณ 2-6 พี.พี.เอ็ม พืชใบเลี้ยงคู่มีประมาณ 20-60 พี.พี.เอ็ม

หน้าที่ของโบรอนโดยตรงว่าทำหน้าที่อะไรในพืช ยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัด แต่มันเป็นตัวควบคุมการทำงานของธาตุอาหารต่างๆ การทำงานของระบบน้ำย่อย กระบวนการสังเคราะห์ต่างๆ การเจริญเติบโต การสร้างผลผลิตและคุณภาพของผลผลิตพืช

งานประชุมวิชาการเรื่อง “กระบวนการทำให้พืชไม้ผลออกดอกติดผล” โดยอาจารย์เลื่อนศักดิ์ วัฒนกุล วันอังคารที่ 28 ตุลาคม 2557 ณ โรงแรม เคพี แกรนด์ จันทบุรี