ปรับปรุงสายพันธุ์ถั่วเขียว

ปรับปรุงสายพันธุ์ถั่วเขียวแก้ปัญหาขาดธาตุเหล็กในดินด่าง
ดินด่างเป็นดินที่พบส่วนใหญ่ในบริเวณเทือกเขาสูงตอนกลาง และที่ราบภาคกลางของประเทศไทย ซึ่งได้รับอิทธิพลจากตะกอนแม่น้ำและทะเล ทำให้มีการสะสมธาตุอาหารต่างๆ และมีอินทรียวัตถุค่อนข้างสูง ดินจึงมีความอุดมสมบูรณ์เหมาะแก่การเพาะปลูก แต่ก็มักมีการสะสมของแคลเซียมคาร์บอเนตในเนื้อดินในปริมาณมาก ทำให้เกิดแร่ดินเหนียวประเภทมอนต์โมริลโลไนท์ สังเกตได้จากในฤดูฝน ดินมีการขยายตัวหรือพองตัวสูง แต่ในฤดูร้อน ดินหดตัวและแตกระแหงอย่างเด่นชัด คือ มีการยืดและหดตัวสูง
สำหรับชุดดินที่มีคุณสมบัติเป็นด่าง (pH 7.0-8.5) ได้แก่ ชุดดินตาคลีและชุดดินลพบุรี ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 3 ล้านไร่ โดยหนึ่งในสามของพื้นที่ (ประมาณ 1 ล้านไร่) เป็นแหล่งปลูกถั่วเขียวผิวมันที่สำคัญ คือ จังหวัดเพชรบูรณ์ กำแพงเพชร นครสวรรค์ ลพบุรี สระบุรี พิจิตร พิษณุโลก สุโขทัย อุตรดิตถ์ และอุทัยธานี
พันธุ์ถั่วเขียวผิวมันที่เกษตรกรในจังหวัดดังกล่าวนิยมปลูก คือ “พันธุ์กำแพงแสน 2” ซึ่งมีลักษณะเด่นประจำพันธุ์ ได้แก่ ฝักอยู่เหนือทรงพุ่ม อายุเก็บเกี่ยวสั้น ให้ผลผลิตต่อไร่สูงกว่าถั่วเขียวผิวมันพันธุ์อื่นๆ สามารถปลูกได้ตลอดปี ต้านทานต่อโรคใบจุดและราแป้ง อย่างไรก็ตาม พันธุ์กำแพงแสน 2 มักแสดงอาการอ่อนแอต่อการขาดธาตุเหล็กอย่างชัดเจนที่บริเวณใบยอด โดยพื้นที่ใบมีสีขาวซีดหรือที่เรียกว่าอาการใบซีดขาว หรือ “คลอโรซิส” (chlorosis) ใบเล็ก หนา หยาบกระด้าง และถ้าอาการรุนแรงมาก จะมีอาการตายจากยอดลงมา ในขณะที่ใบล่างยังเขียวอยู่ ซึ่งผลที่เกิดจากการขาดธาตุเหล็กในถั่วเขียวพันธุ์กำแพงแสน 2 ทำให้ลำต้นแคระแกร็น ผลผลิตต่อไร่ลดลง 30-80% เมื่อเทียบกับพื้นที่ที่ไม่มีการสะสมของแคลเซียมคาร์บอเนตในเนื้อดิน เนื่องจากธาตุอาหารที่สะสมในดินชนิดนี้จะถูกพืชนำออกมาใช้ได้น้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งธาตุเหล็กซึ่งมีบทบาทสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช โดยพืชต้องการธาตุเหล็กมาใช้ในการสร้างคลอโรฟิลล์และเอนไซม์ต่างๆ ที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง
ศ.ดร.พีระศักดิ์ ศรีนิเวศน์ เมธีวิจัยอาวุโส สกว. จากภาควิชาพืชไร่นา คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน เปิดเผยว่า การแก้ปัญหาการขาดธาตุเหล็กของถั่วเขียวพันธุ์กำแพงแสน 2 ที่เพาะปลูกในดินด่าง เกษตรกรสามารถฉีดพ่นต้นถั่วเขียวด้วย Fe-DTPA และ Fe-EDTA ซึ่งเป็นสารประกอบเหล็กคีเลท ทำให้อาการใบซีดขาวหายเป็นปกติหรือดีขึ้น และทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นด้วย
อย่างไรก็ตาม การแก้ปัญหาการขาดธาตุเหล็กโดยใช้สารประกอบเหล็กคีเลท ไม่เป็นที่นิยมของเกษตรกร เพราะสารประกอบเหล่านี้มีราคาแพง และไม่เหมาะสมจะใช้กับพื้นที่ปลูกขนาดใหญ่ ดังนั้น ศ.ดร.พีระศักดิ์ และคณะ จึงได้ดำเนินการปรับปรุงพันธุ์ถั่วเขียวกำแพงแสน 2 ที่เกษตรกรนิยมปลูก ให้ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็ก เพื่อเป็นการแก้ไขปัญหาดังกล่าวให้แก่เกษตรกร โดยได้รับการสนับสนุนด้านงบประมาณจากฝ่ายวิชาการ สำนักงานสนับสนุนกองทุนวิจัย (สกว.) และสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
ประยูร ประเทศ และรัตนากร กฤษณชาญดี นักวิจัยร่วมทีม กล่าวถึงการวิจัยนี้ว่าได้รวบรวมเชื้อพันธุกรรมถั่วเขียวและพันธุ์การค้าทั้งในและต่างประเทศ จำนวน 241 พันธุ์ ปลูกทดสอบในแปลงที่มีดินด่าง ณ ศูนย์วิจัยพืชไร่นครสวรรค์ อ.ตากฟ้า จ.นครสวรรค์ เพื่อทำการคัดเลือกหาพันธุ์ถั่วเขียวที่ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็ก โดยคัดเลือกจากอาการขาดธาตุเหล็กที่แสดงออกและการวัดปริมาณคลอโรฟิลล์ พบพันธุ์ถั่วเขียวที่ทนทาน จำนวน 196 พันธุ์ และอ่อนแอต่อการขาดธาตุเหล็ก จำนวน 45 พันธุ์ แต่วิธีการคัดเลือกที่ใช้มีข้อจำกัด คือ ไม่สะดวกในการปฏิบัติงาน ทั้งยังไม่สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง กล่าวคือ (1) การกระจายของแคลเซียมคาร์บอเนตในดินมักไม่สม่ำเสมอ (2) ปริมาณน้ำในดินมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรดเป็นด่างในดิน (3) อาการขาดธาตุที่เกิดขึ้นอาจจะไม่ได้เกิดจากการขาดธาตุเหล็กเพียงธาตุเดียว และ (4) เสียค่าใช้จ่ายสูง
ด้วยเหตุนี้ คณะผู้วิจัยจึงได้นำเครื่องหมายโมเลกุล (molecular marker หรือ DNA marker) มาช่วยคัดเลือกด้วย โดยเฉพาะเครื่องหมายโมเลกุลแบบเอเอฟแอลพี ซึ่งจากผลจากการวิจัยพบ 2 เครื่องหมาย คือ E-ACC/M-CTG และ E-ACT/M-CTA ในพันธุ์ที่ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็กจำนวน 143 และ 148 พันธุ์จาก 196 พันธุ์ ตามลำดับ ผลที่ได้จากการทดสอบในแปลงร่วมกับเทคนิคเอเอฟแอลพี สามารถนำมาตัดสินใจเลือกพันธุ์ที่ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็ก และมีลักษณะอื่นๆ ที่ดีร่วมด้วย โดยพันธุ์ที่ถูกคัดเลือกเพื่อนำมาใช้เป็นคู่ผสมในการปรับปรุงพันธุ์กำแพงแสน 2 ให้ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็ก คือ พันธุ์ NM10-12-1 จากประเทศปากีสถาน
จากนั้น คณะผู้วิจัยได้สร้างประชากรจากคู่ผสมระหว่างพันธุ์กำแพงแสน 2 กับ พันธุ์ NM10-12-1 ได้สายพันธุ์บริสุทธิ์ 108 สายพันธุ์ นำไปปลูกทดสอบในแปลง ณ ศูนย์วิจัยพืชไร่นครสวรรค์ เพื่อตรวจสอบอาการขาดธาตุเหล็ก โดยใช้พันธุ์กำแพงแสน 2 และพันธุ์ NM10-12-1 เป็นตัวเปรียบเทียบ
ผลที่ได้จากการทดสอบครั้งนี้ พบพันธุ์ที่ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็ก จำนวน 65 สายพันธุ์ และพันธุ์ที่อ่อนแอต่อการขาดธาตุเหล็ก จำนวน 43 สายพันธุ์ หลังจากนั้นได้ทำการคัดเลือกพันธุ์ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็กที่มีลักษณะเด่นและผลผลิตใกล้เคียงกับพันธุ์กำแพงแสน 2 ซึ่งงานในส่วนนี้ได้ดำเนินการเสร็จเรียบร้อยแล้ว คาดว่าจะสามารถแจกจ่ายพันธุ์กำแพงแสน 2 ที่ทนทานต่อการขาดธาตุเหล็กให้กับเกษตรกรนำไปขยายพันธุ์ต่อได้ภายในปี 2553.