การศึกษาอิทธิพลของรูปปุ๋ยเคมีไนโตรเจนและโพแทสเซียม ต่อลักษณะการเจริญเติบโต ผลผลิต และคุณภาพของมะเขือเทศสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม

ดร.นครินทร์ จี้อาทิตย์ และคณะ ภาควิชาพืชศาสตร์และปฐพีศาสตร์ คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ร่วมกับ สายงานการตลาดวิจัยและพัฒนา บมจ.ไทยเซ็นทรัลเคมี

ที่มาและความสำคัญของโครงการ

มะเขือเทศ (Solanum lycopersicum L.) อยู่ในตระกูล Solanaceae เป็นพืชผักฤดูเดียวที่ทั่วโลกนิยมปลูกและบริโภค
อย่างแพร่หลาย มีความสำคัญอันดับสองรองจากมันฝรั่ง และคาดว่ามีถิ่นกำเนิดในอัฟริกากลางและอเมริกาใต้ (Vavilov, 1951)

การผลิตมะเขือเทศมีจุดประสงค์เพื่อใช้ประโยชน์อย่างหลากหลาย โดยประเทศไทยแบ่งมะเขือเทศออกเป็น 3 ชนิด ตามลักษณะ
การบริโภค ได้แก่

• มะเขือเทศรับประทานสดผลเล็ก
• มะเขือเทศสีดา
• มะเขือเทศผลใหญ่ หรือมะเขือเทศสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม

การปลูกพืชให้ได้ผลผลิตสูง ทั้งยังมีคุณภาพที่ดีนั้น ธาตุอาหารพืชถือว่าเป็นปัจจัยสำคัญอันดับต้น ๆ ที่ควรคำนึงถึง เพราะพืชจำเป็นต้องใช้ธาตุอาหารในการเจริญเติบโต ออกดอก และติดผล นอกจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และออกซิเจนยังมีธาตุอาหารที่จำเป็นอีกถึง 14 ธาตุ โดยแบ่งเป็นสามกลุ่ม คือ

ธาตุอาหารหลักประกอบด้วยไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม ซึ่งเป็นธาตุที่พืชต้องการในปริมาณมาก โดยเฉพาะไนโตรเจนที่มีหน้าที่เป็นส่วนประกอบของโปรตีน ช่วยให้พืชมีสีเขียว เร่งการเจริญเติบโตทางกิ่งใบ หากพืชขาดธาตุนี้จะมีอาการใบเหลือง ขนาดใบเล็กลง ลำต้นแคระแกร็น และอัตราการให้ผลผลิตต่ำ และโพแทสเซียมที่ช่วยในการสังเคราะห์น้ำตาล แป้ง และโปรตีน ส่งเสริมการเคลื่อนย้ายน้ำตาลจากใบไปสู่ผล ช่วยให้ผลเติบโตเร็วและมีคุณภาพดี หากขาดธาตุนี้พืชจะไม่แข็งแรง ลำต้นอ่อนแอ ผลผลิตเติบโตไม่เต็มที่ และมีคุณภาพต่ำทั้งในด้านของสีและรสชาติ

ดังนั้น งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของรูปแบบของไนโตรเจนและโพแทสเซียมต่อการเจริญเติบโต ผลผลิต และคุณภาพผลของมะเขือเทศโรงงาน (Processing Tomato) เพื่อให้ทราบรูปแบบที่เหมาะสมของธาตุอาหารที่พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้สูงสุดเพื่อให้ได้ผลผลิตและคุณภาพที่ดีที่สุด

วัตถุประสงค์

1. ศึกษาอิทธิพลของรูปแบบของธาตุไนโตรเจนต่อการเจริญเติบโต ผลผลิต และคุณภาพผลของมะเขือเทศ
2. ศึกษาอิทธิพลของรูปแบบของธาตุโพแทสเซียมต่อการเจริญเติบโต ผลผลิต และคุณภาพผลของมะเขือ

วิธีดำเนินงาน

การศึกษาอิทธิพลของรูปปุ๋ยเคมีไนโตรเจนและโพแทสเซียมต่อลักษณะการเจริญเติบโต ผลผลิต และคุณภาพการรับประทานของมะเขือเทศโรงงาน (Processing Tomato) ทำการปลูกทดสอบมะเขือเทศในฤดูแล้ง ระหว่างเดือนตุลาคม 2563 – กุมภาพันธ์ 2564
ภายใต้โรงเรือน ณ ศูนย์วิจัย สาธิตและฝึกอบรมการเกษตรแม่เหียะ คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ โดยทั้ง 2 การทดลอง วางแผนการทดลองแบบ factorial in RCBD กำหนดให้ปัจจัย A แทนรูปแบบของไนโตรเจน แบ่งเป็น 3 รูปแบบ ได้แก่ 15-0-0 (N1), 21-0-0 (N2) และ 46-0-0 (N3) และปัจจัย B แทนรูปแบบของโพแทสเซียม แบ่งเป็น 2 รูปแบบ ได้แก่ 0-0-60 (K1) และ 0-0-50 (K2)

นำเมล็ดมะเขือเทศมาแช่ใน Clorox 5% เป็นเวลา 5 นาที จากนั้นนำเมล็ดที่แช่ Clorox มาล้างด้วยน้ำไหลผ่านประมาณ
3 น้ำ หรือจนกว่าจะหมดกลิ่น แล้วจึงนำเมล็ดวางในกล่องบ่ม เมื่อเมล็ดมีตุ่มรากแทงออกมาให้นำไปเพาะ เตรียมวัสดุเพาะกล้าบรรจุในถาดหลุมขนาด 4 x 4 x 4 เซนติเมตร ใส่เมล็ดมะเขือเทศในถาดหลุม หลุมละ 1 เมล็ด หลังจากเมล็ดงอกใบเลี้ยงให้ปุ๋ยสูตร 30-20-10 (2-7 วันหลังมีใบเลี้ยง) สูตร 15-15-15 (8-15 วันหลังมีใบเลี้ยง) และปุ๋ยสูตร 6-32-35 (16-21 วันหลังมีใบเลี้ยง) อัตรา 20 กรัม/น้ำ 20 ลิตร ทำการย้ายกล้าเมื่อต้นกล้าอายุประมาณ 21-25 วัน หรือมีใบจริง 5-7 ใบ ในกระถางขนาด
15 ลิตร ซึ่งบรรจุวัสดุปลูกซึ่งมีส่วนผสมของแกลบดิบ แกลบดำ ปุ๋ยหมัก และขี้วัว ในอัตราส่วน 2:1:1:0.5 ให้มีปริมาตรเท่ากัน ทำการให้น้ำจนเต็มกระถาง ให้สารละลายธาตุอาหารความเข้มข้นของปุ๋ยตามระยะการเจริญเติบโตทุก ๆ 3 วัน ดัดแปลงจากวิธีการของ Patricia (1999) จนกระทั่งเก็บเกี่ยวผลผลิต รวมทั้งต้นมะเขือเทศทุกกรรมวิธีได้รับธาตุอาหารรองผ่านทางใบ ร่วมกับการให้น้ำในระดับความเข้มข้นเท่ากัน (ตารางที่ 2)

ผลการทดลอง

จากการศึกษาลักษณะการให้ผลผลิตของมะเขือเทศ พบว่า รูปแบบของไนโตรเจนมีผลต่อทุกลักษณะ ยกเว้นจำนวนผลดีต่อต้น (ตารางที่ 7) โดยปุ๋ยไนโตรเจนในรูป N2 มีผลผลิตต่อต้นสูงที่สุดเท่ากับ 1,119.9 กรัม ซึ่งไม่แตกต่างทางสถิติกับรูป N1 (999.2 กรัม) และพบว่ารูป N3 มีจำนวนผลเสียต่อต้นและผลผลิตเสียสูงที่สุดเท่ากับ 23.4 ผล และ 464.8 กรัม ตามลำดับ รองลงมาเป็นรูป N1 และ N2 ซึ่งไม่แตกต่างกันทางสถิติ ในขณะที่รูปแบบของโพแทสเซียมไม่มีผลต่อลักษณะจำนวนผลและผลผลิตต่อต้น

อีกทั้งปฏิสัมพันธ์ระหว่างรูปแบบไนโตรเจนและโพแทสเซียมมีผลต่อทุกลักษณะ ยกเว้นจำนวนผลดีต่อต้น โดยพบว่าการให้ปุ๋ยในรูป N2 ร่วมกับ K2 มีน้ำหนักผลผลิตดีต่อต้นสูงที่สุดเท่ากับ 1,466.3 กรัม ซึ่งไม่แตกต่างทางสถิติกับการให้ในรูป N1 ร่วมกับ K1 (1,333.8 กรัม) อย่างไรก็ตาม การให้ปุ๋ยไนโตรเจนร่วมกับโพแทสเซียมในรูป N3 ร่วมกับ K1 มีจำนวนผลเสียและน้ำหนักผลผลิตเสียต่อต้นมากที่สุดเท่ากับ 23.9 ผล และ 469.9 กรัม ตามลำดับ ซึ่งไม่แตกต่างทางสถิติกับการให้ในรูป N3 ร่วมกับ K2 (23.0 ผล และ 459.6 กรัม ตามลำดับ)

จากการศึกษาลักษณะคุณภาพผลของมะเขือเทศ พบว่า รูปแบบของไนโตรเจน โพแทสเซียม และปฏิสัมพันธ์ระหว่างรูปแบบไนโตรเจนและโพแทสเซียมมีผลต่อทุกลักษณะที่ศึกษา

K1 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างรูปแบบไนโตรเจนและโพแทสเซียมพบว่า การให้ปุ๋ยไนโตรเจนร่วมกับโพแทสเซียมในรูป N1 ร่วมกับ K1
มีน้ำหนักต่อผล ความยาวผล และความกว้างผล มากที่สุดเท่ากับ 107.23 กรัม 54.60 มิลลิเมตร และ 63.05 มิลลิเมตร ตามลำดับ
และในรูป N3 ร่วมกับ K2 มีปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้มากที่สุด เท่ากับ 6.24 เปอร์เซ็นต์บริกซ์ ซึ่งไม่แตกต่างทางสถิติกับ
การให้ในรูป N1 ร่วมกับ K2 (6.22 เปอร์เซ็นต์บริกซ์) และ N2 ร่วมกับ K1 (6.05 เปอร์เซ็นต์บริกซ์)

วิจารณ์ผลการทดลอง

จากการศึกษาอิทธิพลของรูปแบบธาตุไนโตรเจนและโพแทสเซียมต่อลักษณะการให้ผลผลิตและคุณภาพของมะเขือเทศโรงงานพันธุ์แกมม่าพบว่า อิทธิพลของรูปแบบธาตุไนโตรเจนมีผลต่อทุกลักษณะที่ศึกษา ยกเว้นลักษณะจำนวนผลดีต่อต้น โดยรูปแบบ N1 มีค่าเฉลี่ยของผลผลิตต่อต้นและคุณภาพผลสูงที่สุด ซึ่งไม่แตกต่างทางสถิติกับรูปแบบ N2 และพบว่ารูปแบบ N3 มีจำนวนผลเสียต่อต้นและน้ำหนักผลผลิตเสียสูงที่สุด เนื่องจาก N1 จัดเป็นปุ๋ยไนโตรเจนที่มีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบ (15-0-0: แคลเซียมไนเตรท) ซึ่งมีบทบาทหน้าที่ในการส่งเสริมความแข็งแรง และเป็นองค์ประกอบของผนังเซลล์ (อรพิน, 2552)

นอกจากนี้ มะเขือเทศมีกลไกการดูดไนเตรทได้มากกว่าแอมโมเนียม (ยงยุทธ, 2558) ทำให้มีผลผลิตและคุณภาพสูง และ N2 คือรูปของแอมโมเนียมซัลเฟต เป็นธาตุที่พืชสามารถนำมาใช้ได้ดี และสังเคราะห์เป็นกรดอะมิโนได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการรีดักชัน จึงช่วยเพิ่มปริมาณโปรตีน การเจริญของใบและการสังเคราะห์แสงของพืช ทำให้พืชมีผลผลิตรวมเพิ่มขึ้น (ยงยุทธ, 2558) ในขณะที่ N3 อยู่ในรูปของยูเรีย พืชสามารถดูดซึมโมเลกุลของยูเรียไปใช้งานได้ทันที ไม่จำเป็นต้องรอให้เกิดกระบวนการเปลี่ยนรูปก่อน พืชจึงตอบสนองต่อปุ๋ยยูเรียได้ดีหากใช้ด้วยปริมาณที่เหมาะสม ดังนั้นการดูดใช้และการสะสมยูเรียในปริมาณมาก อาจส่งผลให้พืชมีความอ่อนแอต่อโรคได้ง่ายเนื่องจากเชื้อโรคใช้ธาตุนี้ในการสร้างกรดอะมิโนในการเจริญเติบโต (ยงยุทธ, 2558)

อิทธิพลของรูปแบบธาตุโพแทสเซียม พบว่า ไม่มีผลต่อลักษณะผลผลิต แต่มีผลต่อลักษณะคุณภาพผลในทุกลักษณะ โดยรูปแบบ K1 มีค่าเฉลี่ยน้ำหนักต่อผล ความยาวผล และความกว้างผลมากที่สุด เนื่องจาก K1 คือ โพแทสเซียมคลอไรด์ประกอบด้วยธาตุโพแทสเซียม 60% และ คลอรีน 45%ซึ่งคลอรีนทำหน้าที่รักษาสมดุลประจุแรงดันภายในพืชช่วยปลดปล่อยออกซิเจนใน photosystem II ในกระบวนการสังเคราะห์แสง และมีความสามารถในการละลายได้ดี และโพแทสเซียมทำหน้าที่ส่งเสริมการเคลื่อนย้ายสารอาหารภายในเซลล์พืช (ยงยุทธ, 2558) พืชจึงดูดใช้ธาตุอาหารในรูปนี้ได้ดี (นฤมลและคณะ, 2554) ในขณะที่รูปแบบ K2 คือ โพแทสเซียมซัลเฟต มีธาตุโพแทสเซียม 50% และกำมะถัน 18% ซึ่งรากพืชจะดูดใช้กำมะถันในรูปซัลเฟตไอออนและอัตราการดูดค่อนข้างต่ำ(ยงยุทธ, 2558) อย่างไรก็ตาม K2 มีปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้มากกว่า K1 เนื่องจากกำมะถันสามารถสร้างสารประกอบอินทรีย์ทำให้เพิ่มรสชาติให้กับมะเขือเทศและการขาดปริมาณกำมะถันจะทำให้มะเขือเทศไม่มีรสชาติ (Cleveland, 2017)

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างธาตุไนโตรเจนและธาตุโพแทสเซียมพบว่ามีผลต่อทุกลักษณะที่ศึกษา ยกเว้นลักษณะจำนวนผลดีต่อต้น เนื่องจากธาตุไนโตรเจนและโพแทสเซียมมีปฏิสัมพันธ์กับด้านการดูดซึมและการเคลื่อนย้ายสารอาหารภายในพืชโดยระดับความเข้มข้นของโพแทสเซียมจะช่วยส่งเสริมความสามารถในการดูดซึมธาตุไนโตรเจนในดิน (ยงยุทธ, 2558)

สรุปผลการทดลอง

จากการศึกษาอิทธิพลของรูปแบบธาตุไนโตรเจนและโพแทสเซียมต่อการให้ผลผลิตและคุณภาพของมะเขือเทศโรงงานพันธุ์แกมม่า ทั้ง 6 รูปแบบ พบว่า อิทธิพลของรูปแบบธาตุไนโตรเจนมีผลต่อทุกลักษณะที่ศึกษา ยกเว้นลักษณะจำนวนผลดีต่อต้น ขณะที่อิทธิพลของรูปแบบธาตุโพแทสเซียมมีผลต่อลักษณะน้ำหนักผล ความกว้างผล ความยาวผล และปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ อีกทั้งยังพบว่า ปฏิสัมพันธ์ระหว่างรูปแบบธาตุไนโตรเจนและธาตุโพแทสเซียม มีผลต่อทุกลักษณะที่ศึกษายกเว้นลักษณะจำนวนผลดีต่อต้น ปริมาณกรดแอสคอร์บิคและเบต้าแคโรทีน โดยรูปแบบ N1 (15-0-0) ร่วมกับ K1 (0-0-60) และ N2 (21-0-0) ร่วมกับ K2 (0-0-50) มีผลทำให้มะเขือเทศมีจำนวนผลดีและน้ำหนักผลผลิตดีต่อต้นมากสูงที่สุด นอกจากนี้พบว่า คุณภาพผลทุกลักษณะที่ศึกษาดีเกินกว่าเกณฑ์ในการคัดเลือกมะเขือเทศโรงงาน ดังนั้นการให้ปุ๋ยไนโตรเจนร่วมกับการให้ปุ๋ยโพแทสเซียมทั้ง 2 รูปแบบ จึงเหมาะสมต่อการผลิตมะเขือเทศโรงงานพันธุ์แกมม่าเพื่อให้ได้ผลผลิตสูงและมีคุณภาพผลที่ดีที่สุด