พลาสมาเย็นกับเมล็ดพันธุ์ผัก: ลดเชื้อที่ติดมากับเมล็ด โดยไม่ต้องเคลือบสารเคมี

การปรับสภาพเมล็ดพันธุ์ผักด้วยพลาสมาเย็น คือการใช้พลาสมาที่เกิดในอากาศที่อุณหภูมิห้อง ปรับผิวเมล็ดให้ดูดซึมน้ำได้ดีขึ้นและลดเชื้อก่อโรคที่ติดมากับเปลือกเมล็ด (seed treatment) โดยไม่ใช้สารเคมี ไม่ใช้ความร้อน และไม่ทิ้งสารตกค้าง (residue)

สิ่งที่ทำให้โจทย์ของเมล็ดพันธุ์ผักต่างจากเมล็ดข้าวคือมูลค่าต่อเมล็ด เมล็ดพันธุ์ผักลูกผสมรุ่นแรก เช่น มะเขือเทศเชอร์รี่ พริกหวาน แตงกวาญี่ปุ่น และผักสลัดสายพันธุ์เฉพาะ มีราคาต่อเมล็ดสูงกว่าเมล็ดพืชไร่หลายสิบเท่า ส่วนต่างระดับนี้ทำให้การลงทุนยกระดับคุณภาพเมล็ดคุ้มค่าชัดเจนกว่า

01ปัญหาของเมล็ดพันธุ์ผักอยู่ตรงไหน

ปัญหาแบ่งได้เป็นสองมิติที่ต้องแก้คนละทาง

มิติแรกคือประสิทธิภาพการงอก ฟาร์มระบบควบคุมสภาพแวดล้อมและระบบไฮโดรโปนิก (hydroponics) ต้องการเมล็ดที่งอกใกล้ครบทุกเมล็ดและงอกพร้อมกัน เพราะรอบการเก็บเกี่ยวถูกวางเป็นตาราง ต้นกล้าที่งอกช้ากว่าเพื่อนสองสามวันทำให้ทั้งถาดเสียจังหวะ

มิติที่สองคือเชื้อก่อโรคที่ติดมากับเมล็ด ซึ่งในผักแต่ละกลุ่มมีตัวปัญหาต่างกัน

เมื่อเชื้อเหล่านี้เข้าไปในเรือนปลูกหรือแปลงพร้อมกับเมล็ด ความเสียหายมักไม่ได้จำกัดอยู่ที่ต้นเดียว แต่กระจายทั้งล็อต

02พลาสมาเย็นจัดการเรื่องนี้อย่างไร

พลาสมาเย็นทำงานสองอย่างพร้อมกันในขั้นตอนเดียว คือเปลี่ยนสภาพผิวเมล็ด และลดจำนวนจุลินทรีย์ (microorganisms) ที่เกาะอยู่บนผิวนั้น

ในด้านผิวเมล็ด อนุภาคที่มีฤทธิ์ในพลาสมาทำปฏิกิริยากับชั้นผิวในระดับนาโนเมตร ทำให้มุมสัมผัสของหยดน้ำลดลง น้ำแผ่ราบและซึมเข้าได้เร็วขึ้น การดูดซึมน้ำคือขั้นแรกของการงอก (germination) เมื่อขั้นแรกสม่ำเสมอขึ้นทั้งล็อต การงอกที่ตามมาก็สม่ำเสมอขึ้น

ในด้านเชื้อ อนุภาคชุดเดียวกันทำลายโครงสร้างเซลล์ของจุลินทรีย์บนผิวเมล็ดผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยไม่ต้องเติมสารฆ่าเชื้อใด ๆ เข้าไป

สำหรับเมล็ดผักบางกลุ่ม ทีมวิจัยใช้พลาสมาร่วมกับของเหลวที่ผ่านการกระตุ้นด้วยพลาสมา (Plasma-Activated Water) เพื่อให้ฤทธิ์เข้าถึงร่องและรอยบนผิวเมล็ดที่แก๊สอย่างเดียวเข้าไม่ถึง

03งานวิจัยรายงานอะไรไว้บ้าง

งานที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับเมล็ดพันธุ์ผักส่วนใหญ่มาจากทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และตีพิมพ์ในวารสารระดับนานาชาติ

จุดที่ควรอ่านให้ตรงคือ ตัวเลขการลดเชื้อในงานเหล่านี้วัดในเงื่อนไขของห้องปฏิบัติการกับเมล็ดชนิดที่ระบุไว้ ไม่ใช่ค่าที่ยกไปใช้กับเมล็ดทุกชนิดได้ทันที

04เทียบกับการเคลือบเคมีและการอบความร้อนแล้วเป็นอย่างไร

ตลาดเมล็ดพันธุ์ผักใช้สามวิธีหลัก แต่ละวิธีมีจุดที่ทำได้ดีและจุดที่เป็นภาระ

ในด้านกฎระเบียบ สหภาพยุโรปถอนการอนุมัติ Thiram ตั้งแต่ปี 2018 และห้ามใช้ Mancozeb ตั้งแต่เดือนมกราคม 2022 ส่วนค่าสารตกค้างสูงสุดเริ่มต้นสำหรับสารที่ไม่มีเกณฑ์เฉพาะอยู่ที่ 0.01 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ภายใต้ Regulation (EC) No 396/2005 และระบบ Positive List ของประเทศญี่ปุ่นใช้เกณฑ์เดียวกันที่ 0.01 ส่วนในล้านส่วน แนวโน้มนี้ทำให้วิธีการทางกายภาพได้เปรียบเชิงโครงสร้างมากขึ้นเรื่อย ๆ

05ใครควรสนใจเรื่องนี้

06ลำดับการทดสอบที่ควรใช้

เริ่มจากการวัดค่าตั้งต้นของล็อตจริง ทั้งความชื้นของเมล็ด เปอร์เซ็นต์ความงอกฐาน ปริมาณจุลินทรีย์เริ่มต้น และการคัดกรองเชื้อก่อโรคเฉพาะของผักชนิดนั้น เพราะถ้าไม่รู้ว่าตั้งต้นอยู่ตรงไหน ผลหลังบำบัดก็ไม่มีความหมาย

จากนั้นทดสอบประสิทธิภาพเบื้องต้นในแบตช์เล็กด้วยเมล็ดจากล็อตจริงของผู้ประกอบการ ผลในขั้นนี้เป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจ ไม่ใช่คำรับประกันตัวเลขการงอกที่จะเพิ่ม

เมื่อผลสนับสนุน จึงออกแบบกระบวนการและเครื่องตามอัตราการไหลจริงของสายการผลิต (production line) พร้อมคู่มือปฏิบัติงานและการฝึกอบรมทีม

การตรวจสอบประสิทธิภาพควรแยกออกจากผู้พัฒนาเทคโนโลยี ในกรณีของ TIBD ดำเนินการโดย VISBIO บริษัทในเครือที่ทำหน้าที่เป็นผู้ตรวจสอบอิสระ ครอบคลุมอัตราการงอก ดัชนีความแข็งแรง ระยะเวลาการงอกเฉลี่ย การลดจุลินทรีย์ และการคัดกรองเชื้อก่อโรคเฉพาะของแต่ละกลุ่มผัก

สำหรับมาตรฐานที่ผู้ซื้อในตลาดสากลรับรู้ การทดสอบดำเนินการตามแนวปฏิบัติของ International Seed Testing Association (ISTA) ส่วนการส่งออกผักอินทรีย์อยู่ภายใต้กรอบของ IFOAM, EU Organic Regulation 2018/848, USDA National Organic Program, JAS Organic ของญี่ปุ่น และมาตรฐาน Organic Thailand

07สรุป สี่ข้อก่อนตัดสินใจ

08คำถามที่พบบ่อย

พลาสมาเย็นฆ่าเชื้อในเมล็ดได้ทุกชนิดหรือไม่

ไม่ได้ทุกชนิด ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับว่าเชื้ออยู่ที่ผิวเมล็ดหรืออยู่ลึกเข้าไปในเนื้อเมล็ด พลาสมาทำงานได้ดีที่สุดกับเชื้อที่ผิวและในร่องผิว ส่วนเชื้อที่ฝังลึกต้องใช้วิธีอื่นร่วมด้วย จึงต้องระบุเชื้อเป้าหมายให้ชัดก่อนออกแบบการทดสอบ

เมล็ดพันธุ์ผักผิวบางจะเสียหายไหม

พลาสมาเย็นทำงานที่อุณหภูมิห้อง จึงไม่มีความร้อนที่ทำลายเมล็ดแบบการอบ แต่การให้พลังงานสูงเกินไปหรือนานเกินไปก็ลดความงอกได้ การหาเงื่อนไขที่พอดีสำหรับเมล็ดผิวบางจึงเป็นส่วนสำคัญของการทดสอบเบื้องต้น

ใช้ร่วมกับการเคลือบเมล็ดแบบเดิมได้หรือไม่

ได้ในบางกรณี แต่ลำดับขั้นตอนมีผล เพราะการเคลือบทับหลังการปรับสภาพผิวอาจกลบผลที่เพิ่งทำไป การออกแบบลำดับจึงต้องทำร่วมกันตามเป้าหมายของแต่ละล็อต

ต้องบำบัดก่อนเก็บหรือก่อนขาย

เพราะผิวเมล็ดที่ชอบน้ำมากขึ้นจะดูดความชื้นจากอากาศได้ง่ายขึ้นด้วย ตำแหน่งของขั้นตอนนี้ในสายการผลิตจึงมีผลต่ออายุการเก็บ โดยทั่วไปการวางไว้ใกล้ปลายทางก่อนบรรจุจะจัดการง่ายกว่า แต่ต้องยืนยันด้วยการทดสอบเก็บรักษาจริง

09คุยโจทย์ของคุณกับทีม TIBD

ถ้าทำเมล็ดพันธุ์ผักแล้วติดเรื่องความสม่ำเสมอของการงอก หรือเชื้อที่ติดมากับผิวเมล็ด เริ่มจากส่งค่าตั้งต้นของล็อตจริงมาคุยกันก่อนได้

TIBD ทำงานร่วมกับนักวิจัยและเจ้าของเทคโนโลยี เพื่อให้งานวิจัยเดินต่อจากห้องปฏิบัติการไปถึงสายการผลิตจริง สิ่งแรกที่เราทำคือประเมินร่วมกันว่าโจทย์ของคุณเหมาะกับเทคโนโลยีนี้จริงหรือไม่ ถ้าประเมินแล้วไม่เหมาะ เราจะบอกตั้งแต่ต้น

ทักไลน์ @tibdglobal หรือกรอกแบบฟอร์มที่ tibdglobal.com/contact แล้วเล่าโจทย์ในกระบวนการของคุณมาได้เลย