ผลของขนาดอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์และปริมาณการใช้ต่อคุณภาพดิน การเจริญเติบโตและผลผลิตข้าว

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา 1) ขนาดและลักษณะของอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ในรูปแบบสารแขวนลอยในการนำมาใช้ประโยชน์กับพืช 2) ผลของขนาดและปริมาณของอนุภาคไททาเนียมไดออกไซด์ที่เป็นสารแขวนลอยต่อคุณภาพของดิน และ 3) ผลของขนาดและปริมาณของอนุภาคไททาเนียมไดออกไซด์ที่เป็นสารแขวนลอยต่อการเจริญเติบโตและผลผลิตของข้าว และการสะสมของอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ในดินและข้าว งานวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลอง โดยการศึกษาขนาดและลักษณะของอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ในรูปสารแขวนลอยด้วยการวิเคราะห์ขนาดด้วยเครื่อง SEM TEM และ DLS และวิเคราะห์โครงสร้างผลึกด้วยเครื่อง XRD และวางการทดลองแบบ 3 x 6 แฟคทอเรียล โดยใช้แผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ ที่มีสองปัจจัย คือ ขนาดของอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ 3 ระดับ ได้แก่ ช่วงขนาด 20-30, 80-120 และ 400-600 นาโนเมตร และความเข้มข้นของอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ในสารแขวนลอย 6 ระดับ ได้แก่ 0 (ควบคุม), 10, 50, 100, 250 และ 1000 มิลลิกรัมต่อลิตร มีจำนวน 3 ซ้ำ ซ้ำละ 5 กระถาง ในระยะการเจริญเติบโตตั้งแต่ระยะต้นกล้าจนกระทั่งให้ผลผลิต โดยเก็บข้อมูลของข้าว ได้แก่ ความสูงต้น จำนวนใบ สีใบ น้ำหนักสดและน้ำหนักแห้งของต้น และการสะสมไททาเนียม และข้อมูลดินก่อนและหลังปลูก ได้แก่ วิเคราะห์คุณสมบัติดิน และการสะสมไททาเนียมในดิน วิเคราะห์ข้อมูลโดยการวิเคราะห์ความแปรปรวนสองทางและทางเดียวที่ระดับความเชื่อมั่น 95 เปอร์เซ็นต์ และวิเคราะห์หาค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์แบบเพียร์สันระหว่างตัวแปร ผลการทดลองพบว่า 1) อนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ขนาดเล็กและขนาดกลางมีลักษณะเป็นเหลี่ยมเป็นส่วนมาก และมีบางส่วนที่เป็นลักษณะกลม ส่วนอนุภาคขนาดใหญ่มีลักษณะกลมเป็นส่วนมากอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ขนาดเล็กมีการเกาะตัวและส่งผลให้ขนาดเชิงพลวัตมีค่ามากกว่าอนุภาคขนาดใหญ่ 2) ปริมาณธาตุอาหารในดินก่อนปลูกข้าวมากกว่าหลังปลูกข้าว และคุณสมบัติทางเคมีในดินลดลง แต่ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p>0.05) ส่วนการสะสมไททาเนียมในดินมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ (p<0.01) โดยมีปริมาณการสะสมไททาเนียมมากขึ้นเมื่อมีการเพิ่มความเข้มข้น 3) ขนาดและปริมาณอนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ส่งผลที่มีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ (p<0.01) ต่อการสะสมธาตุไททาเนียม ซึ่งอนุภาคขนาด 400-600 นาโนเมตรที่ใช้ในปริมาณ 1,000 มิลลิกรัมต่อลิตร ทำให้ความสูงต้น จำนวนใบ สีใบ น้ำหนักสดต้น น้ำหนักแห้งต้นของข้าวมากที่สุด มีการสะสมไททาเนียมในต้นข้าวน้อยที่สุด และไม่พบการสะสมไททาเนียมในผลผลิตข้าว และค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์แบบเพียร์สันระหว่างตัวแปรปริมาณการสะสมธาตุไททาเนียมในเมล็ด ราก ต้น และใบ ความสูง ค่าสีใบ น้ำหนักสด น้ำหนักแห้ง และอัตราการรอดตายของต้นกล้าข้าว พบว่ามีสหสัมพันธ์เชิงบวก