สารกระตุ้นการเจริญโตพืช” (Biostimulants) คืออะไร ?

“สารกระตุ้นการเจริญโตพืช” (Biostimulants) คืออะไร ?

          จั่วหัวเรื่องในบทความนี้ว่า “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” และมีภาษาอังกฤษในวงเล็บว่า Biostimulants เพื่อต้องการเน้นย้ำว่า คำว่า “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” หมายถึงสารในกลุ่มที่เรียกในทางสากลว่า “Biostimulants” ซึ่งในทางวิทยาศาสตร์เกษตร มีการแยกออกจาก กลุ่มปุ๋ย (Fertilizers) และสารกลุ่มควบคุมการเจริญเติบโตพืช (Plant Growth Regulator: PGR/Hormones) และมีกฏเกณฑ์การขึ้นทะเบียนเพื่อใช้ในทางการค้า อย่างชัดเจน

          คำว่า Biostimulants แม้ว่าในช่วง 10-15 ปีที่ผ่านมา อาจจะมีความสับสน คำจำกัดความไม่ชัดเจนในเชิงวิชาการและไม่มีกฏเกณฑ์ที่ชัดเจนในทางกฏหมายสำหรับ การขึ้นทะเบียนเพื่อจำหน่ายในทางการค้า แต่ด้วยความก้าวหน้าทางงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์เกษตร  ปัจจุบัน สารกลุ่ม Biostimulants มีความชัดเจน ทั้งในเชิงวิชาการและกำลังจะมีกฏเกณฑ์ทางกฎหมายการขึ้นทะเบียนเพื่อการค้าในระดับสากล ภายในอีก 2 ปีข้างหน้า ส่วนในประเทศไทย ยังขาดความชัดเจน ทั้งในทางวิชาการและกฏเกณฑ์ การขึ้นทะเบียน ดังนั้น ในบทความนี้ จึงขอใช้คำว่า “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” เพื่อความสะดวกต่อการสื่อสารกับเกษตรกร จนกว่า จะมีการบัญญัติความหมาย อย่างเป็นทางการ จากกรมวิชาการเกษตร

          วัตถุประสงค์ของบทความนี้ จึงต้องการสื่อรายละเอียดทางวิชาการ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” และประโยชน์ของการใช้สารกลุ่มนี้ ต่อเกษตรกร เนื้อหาของบทความ จึงจะเริ่มต้นด้วย คำจำกัดความของกลุ่มสาร บทบาทหน้าที่ของสารต่อพืช และแนวทางการกำหนด กฏเกณฑ์การขึ้นทะเบียนเพื่อการค้า ในอเมริกา (USA) และกลุ่มประเทศยุโรป (EU)  

“สารกระตุ้นการเจริญโตพืข” (Biostimulants) คืออะไร ?

          ในปี 2011 กลุ่มบริษัทธุรกิจอุตสาหกรรมเกษตรในยุโรปได้จัดตั้งองค์กรที่เรียกว่า European Biostimulants Industry Council (EBIC) ด้วยจุดประสงค์ จะเป็นศูนย์กลางแลกเปลี่ยนความรู้และส่งเสริมการใช้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” (Biostimulants) ในการเกษตร เพื่อการพัฒนาเกษตรอย่างยั่งยืน และร่วมมือกับภาครัฐ ผลักดันให้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” เป็นหนึ่งในนโยบายด้านการเกษตรของ EU นับจากนั้นมา สารกลุ่ม “สารกลุ่มกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” ก็มีความก้าวหน้า ตลอดมา ณ ปัจจุบัน “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” มีคำจำกัดความ การจำแนกประเภทของสารและคุณประโยชน์ของการใช้ ได้อย่างชัดเจน เป็นที่ยอมรับในทางวิทยาศาสตร์เกษตรสากล

คำจำกัดความ    สภายุโรป (European Parliament) ให้การยอมรับ คำจำกัดความ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” หมายความถึง ผลิตภัณฑ์ ที่มีสารใดๆก็ตาม หรือ จุลินทรีย์ ที่ช่วยกระตุ้น ขบวนการใช้สารอาหารพืช อย่างอิสระ หรือ เป็นการร่วมกัน ระหว่าง สารใดๆกับจุลินทรีย์ เมื่อใช้แล้ว จะทำให้เกิดผลต่อพืช ดังต่อไปนี้

• เพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ธาตุอาหารพืช
• ช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์ในดิน
• ช่วยทำให้พืชต้านทานความเครียดจากสิ่งแวดล้อม
• ช่วยทำให้ผลผลิพืชมีคุณภาพดี
• ช่วยทำให้พืชดูดซับธาตุอาหารในดินได้ดีขึ้น
• ช่วยเปลี่ยนสารอินทรีย์ในดินให้เป็นฮิวมัส

ส่วนทางฝั่งสหรัฐอเมริกา ให้คำจำกัดความไว้ใน Agriculture and Nutrition Act of 2018 (Subsection (c) of section 9201)ว่า “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” คือ สารใดๆ หรือ จุลินทรีย์ ซึ่งเมื่อใช้กับเมล็ดพืช หรือบริเวณรากพืช สามารถไปกระตุ้นขบวนการธรรมชาติ ให้พืชใช้ประโยชน์ หรือ ช่วยการดูดซับธาตุอาหาร ได้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ช่วยให้พืชต้านทานความเครียด หรือ เพิ่มปริมาณและคุณภาพผลผลิต

          จะเห็นได้ว่า คำจำกัดความ ทั้งฝั่งสหรัฐอเมริกาและฝั่งอียู นั้น มีสาระสำคัญเหมือนกัน ต่างกันเพียงถ้อยคำที่ใช้เท่านั้น ดังนั้น จากคำจำกัดความนี้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” จึงมีหน้าที่ต่อพืช หรือผลประโยชน์จากการใช้ แตกต่างจาก ปุ๋ยและสารควบคุมการเจริญเติบโตพืช อย่างชัดเจน

การจัดแบ่งประเภท “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช”

          ในบทความรีวิวทางวิชาการ ซึ่งรีวิวโดยนักวิทยาศาสตร์ในยุโรป (Patrick du Jardin, 2015) ได้จัดแบ่งประเภทของ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” อย่างย่อ ออกเป็น 7 ประเภท คือ

1. กรดฮิวมิค/กรดฟุลวิค (Humic and Fulvic acids) เป็นอินทรีย์วัตถุทางธรรมชาติที่เกิดจากการย่อยสลาย ซากพืช ซากสัตว์และจุลินทรีย์ กรดฮิวมิค จะช่วยปรับปรุงโครงสร้างของดินให้ดีขึ้นและช่วยเพิ่มดูดซับธาตุอาหารของรากพืช
2. กรดอะมิโน (Amino acids) เป็นสารที่ย่อยสลายมาจากโปรตีนในพืช หรือ โปรตีนในสัตว์ ก็ได้ กรดอะมิโน มีหลายบทบาทในฐานะเป็นสารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช บทบาทโดยตรงอย่างหนึ่ง คือ การดูดซับธาตุไนโตรเจน (N) การควบคุมการทำงานของเอ็นไซม์ (enzymes) ช่วยการเคลื่อนย้ายจุลธาตุที่จำเป็นสำหรับพืช และกรดอะมิโนบางชนิด ช่วยลดความเครียดพืชจากสิ่งแวดล้อม ผลทางอ้อม ช่วยเพิ่มกิจกรรมของจุลินทรีย์มีประโยชน์
3. สาหร่ายทะเลสกัด (seaweed extract ) การใช้สาหร่ายทะเลสกัด มีมานานในการเกษตรสมัยโบราณ ในฐานะเป็นปุ๋ยธรรมชาติ แต่ในฐานะเป็น “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” เพิ่งจะมีรายงานเมื่อไม่นานมานี้เอง เมื่อค้นพบว่า สาหร่ายทะเล มีองค์ประกอบของ ธาตุอาหารไนโตรเจน ธาตุอาหารรองและธาตุอาหารเสริมสำหรับพืช มีฮอร์โมนบางชนิด สาหร่ายทะเล มีบทบาทในดิน คือ ช่วยให้การระบายอากาศดี ช่วยอุ้มน้ำ ส่วนในพืช ธาตุอาหารต่างในสาหร่ายทะเล ก็คือ ปุ๋ยสำหรับพืช นั่นเอง
4. ไคโตซานและไบโอโพริเมอร์ (Chitosan and Biopolymers) เป็นสารที่มีโมเลกุลใหญ่ มีต้นกำเนิดจากสิ่งมีชีวิต เช่น เปลือกหุ้มตัวของสัตว์ลอกคราบ เช่น กุ้ง หอย ปู หรือ มีอยู่ในแป้ง โปรตีน เป็นต้น ในงานวิทยาศาสตร์ ได้มีการย่อยสลายสารออกมาจากเปลือกหุ้มตัวสัตว์ เรียกว่า ไคโตซาน และมีการนำมาใช้ในการเกษตร เพื่อต่อต้านเชื้อราโรคพืช และพบว่า ไคโตซาน มียังมีบทบาท ทำให้พืชต้านทาน ความเครียด จาก สภาพแล้ง ดินเค็ม และอากาศหนาว ได้
5. สารเคมีอนินทรีย์ ( Inorganic compounds) เป็นสารเคมีที่ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตพืช ซึ่งอาจจะจำเป็นสำหรับพืชบางชนิด แต่อาจไม่มีความจำเป็นกับพืชทุกชนิด สารเคมีประเภทนี้ เรียกว่า สารที่เป็นประโยชน์ต่อพืช ซึ่งมีสารหลัก 5 ชนิด ได้แก่ กลุ่มสารอนินทรีย์ในดินที่อาจจะในรูปเกลืออนินทรีย์ หรือสารที่ไม่ละลายน้ำที่มี ธาตุอะลูมิเนี่ยม (Al) โคบอลต์ (Co) โซเดียม (Na) ซีลีเนียม (Se) และ ซิลิคอน (Si) เช่น สารประกอบซิลิกา (มีอยู่ในทราย) ช่วยทำให้ผนังเซลล์พืชแข็งแรง สารประกอบเกลือโซเดียม ป้องกันแรงกดดันของสารละลายซึมผ่านเข้าเนื้อเยื่อพืช เป็นต้น ซึ่งบทบาทหน้าที่ของสารประกอบที่เป็นประโยชน์ต่อพืชเหล่านี้ จะแตกต่างจากบทบาทหน้าทีในฐานะเป็นธาตุอาหารพืช หรือปุ๋ย
6. เชื้อราที่เป็นประโยชน์ เป็นกลุ่มเชื้อราที่อาจอยู่อาศัยร่วมกับต้นพืช แต่ไม่เป็นอันตรายต่อพืช เช่น เชื้อราไมคอไรซา (Mycorrhiza fungi) ซึ่งอาศัยอยู่ในบริเวณรากพืช มีประโยชน์ มีช่วยพืชดูดซับธาตุอาหารพืชได้มากขึ้น ทำให้พืชต้านทานความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้มากขึ้น
7. เชื่อแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ เป็นจุลินทรีย์กลุ่มแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ต่อการเจริญเติบโตพืช (หรือภาษาอังกฤษเรียกว่า plant growth-promoting rhizobacteria:PGPR) มีบทบาทช่วยย่อยสลายอินทรียวัตถุในดิน ผลิตสารเคมีที่กระตุ้นให้พืชปรับกลไกในต้นพืชให้ต้านทานความเครียดได้ทั้ง จากสิ่งมีชีวิต(ศัตรูพืช) และสิ่งไม่มีชีวิต(สิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม) มีเชื้อแบคทีเรียหลายกลุ่มที่เป็นประโยชน์ต่อพืช เช่น แบคทีเรียบาซิลลัส (Bacillus)

การวิจัยใช้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช”  

          มีงานวิจัยมากมายในการใช้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” ในการเกษตร การใช้สารกลุ่มนี้ มีทั้งการฉีดพ่นทางใบพืชและการใช้ทางดิน ผลการวิจัย ยืนยันว่า “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” ให้ผลต่อการเติบโตและความสมบรูณ์ของต้นพืช แตกต่างจากไม่ใช้ อย่างชัดเจน ดังตัวอย่างงานวิจัย 2 ตัวอย่าง ดังต่อไปนี้

          งานวิจัยการใช้สาหร่ายทะเลสกัดกับต้นเยอบีรา ในระเทศเม็กซิโก โดยใช้ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ทางการค้า สารสาหร่ายทะเลสกัด จำนวน 3 ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างแหล่งผลิตกัน ผลการวิจัย พบว่า ผลิตภัณฑ์ สาหร่ายทะเลสกัด ทั้ง 3 ผลิตภัณฑ์ ให้ผลต่อการเจริญเติบโตพืช แตกต่างจากการไม่ใช้ อย่างชัดเจน คือ มีใบมากกว่า มีก้านช่อดอกยาวกว่า มีขนาดดอกเยอบีรา ที่ใหญ่กว่า แม้ว่าระหว่างผลิตภัณฑ์ทางค้า ที่นำมาทดสอบ จะมีผลแตกต่างกันบ้าง แต่ก็ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ชี้ให้เห็นว่า ในผลิตภัณฑ์ทางค้าที่ต่างแหล่งผลิตกัน ก็อาจมีความแตกต่างกันในคุณภาพ อยู่บ้าง

          งานวิจัยการใช้ สารกรดอะมิโน ในประเทศอินเดีย โดยใช้ตัวอย่าง ผลิตภัณฑ์สารกรดอะมิโน (ที่ได้จากการย่อยสลายโปรตีนสัตว์) ทดสอบกับ ต้นกล้าข้าวและต้นหัวผักกาดหัว (หัวไชเท้า) ผลการวิจัย พบว่า ผลิตภัณฑ์ทางการค้า สารกรดอะมิโนที่นำมาทดสอบการใช้ ทั้งทางใบและทางดิน ให้ผลต่อการเจริญเติบโตพืช วัดได้จาก ความยาวของราก ความยาวของยอด รวมถึงปริมาณผลผลิตที่มากกว่า

          งานวิจัยการใช้แบคทีเรียที่มีประโชยน์ หลายชนิด เช่น เชื้อแบคทีเรีย บาซิลลัส ซับทิลีส (Bacillus subtilis) เพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช พบว่า เชื้อแบคที่เรีย สามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของต้นพืชได้ ผลที่เด่นชัด คือเพิ่มความสมบรูณ์ของระบบราก

การเติบโตของตลาด “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” ทั่วโลก          

                การใช้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” มีอัตราเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทั่วโลก ในรอบหลายปีที่ผ่านมา และคาดว่าจะมีอัตราการเติบโตอย่างรวดเร็ว ในอีก 5 ข้างหน้า มูลค่าตลาดรวม ในปี 2015 อยู่ที่ 15,000 ล้านดอลล่าร์ (ประมาณ 4.8 แสนล้านบาท) จะเพิ่มเป็น 28,000 ล้านดอลล่าร์ (ประมาณ 9 แสนล้านบาท) ในปี 2021 โดยมีอัตราการเติบโตที่ 10.9% ต่อปี [ข้อมูลจาก The Agribusiness Magazine, Febuary,2017]

กฏเกณฑ์ทางกฎหมาย การขึ้นทะเบียน เพื่อการค้า “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช”

                    แม้ว่าตลาดการใช้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” จะการเติบโตอย่างรวดเร็ว ดังกล่าวมาข้างต้น ก็ตาม แต่กฏเกณฑ์การขึ้นทะเบียนผลิตภัณฑ์ทางการค้า ก็ยังมีความไม่ชัดเจนในระดับสากล แตกต่างกันไปตามภูมิภาค หรือแต่ละประเทศ เช่น ในกลุ่มประเทศอียู (EU) การขึ้นทะเบียน “สารกระต้นการเจริญเติบโตพืช” จัดอยู่ในหมวดการขึ้นทะเบียนตามกฎหมายปุ๋ยเคมี (EC fertilizer regulation) ส่วนในสหรัฐอเมริกา ขึ้นทะเบียนในกลุ่มของสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช หรือกลุ่มเดียวกับ ฮอร์โมนพืช อย่างไรก็ตาม “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” ก็จะต้องขึ้นทะเบียนก่อนจะทำการจำหน่ายทางการค้า เพื่อกฏเกณฑ์ ความปลอดภัยและมาตรฐานของสินค้า

          อย่างไรก็ตาม ข้อมูลล่าสุดในปี 2018 ทางฝั่งกลุ่มประเทศอียู รัฐสภายุโรป (European Pariament) บรรลุข้อตกลง การจัดแบ่งกลุ่ม “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” (Biostimulants) ออกเป็นการเฉพาะและจะออกกฏเกณฑ์ การขึ้นทะเบียน ภายในปี 2021-2022 ส่วนทางฝั่งสหรัฐอเมริกา ก็มีการผ่านกฎหมายที่เรียกว่า 2018 Farm Bill จัดแบ่งกลุ่ม “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” ซึ่งทาง EPA จะตั้งกฏเกณฑ์การขึ้นทะเบียน และจำการประสานกฏเกณฑ์กับทางฝั่งอียู ต่อไป

โอกาสทางการตลาดและสิ่งท้าทาย  

          ในโลกของการเกษตรยุคปัจจุบัน ประสิทธิผลของการผลิต (Productivity) และการควบคุมระบบนิเวศเกษตรอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นสิ่งที่ต้องการในการผลิตอาหารและส่วนที่ไม่เป็นอาหาร ในอนาคต หรือเป็นการผลิตให้เป็นไปตามหลักปรัชญา เกษตรแบบยั่งยืน จึงเป็นโอกาสของ ”สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช”  ซึ่งมีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ

          ข้อคิดเห็นที่มีการพูดถึงจากนักวิชาการ ซึ่งถือว่า ยังเป็นสิ่งท้าทายในวงการผลิตและใช้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” คือ การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ของสารกลุ่มนี้ ตลอดจน กฏเกณฑ์การขึ้นทะเบียนเพื่อการค้า การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ คือ การศึกษาถึง กลไกของสารต่างๆต่อการกระตุ้นการเจริญเติบโต การพัฒนาขบวนการผลิตและสูตรของผลิตภัณฑ์ ระยะเวลาที่เหมาะสมในการใช้ในแต่ละพืช ส่วนทางด้านกฏเกณฑ์การขึ้นทะเบียน จะต้องมีการจัดแบ่งประเภทของกลุ่มสารนี้ ให้ชัดเจน การควบคุมคุณภาพของสินค้า ตลอดจนการคุ้มครองทรัพย์สินทางปัญญา        

ข้อคิดเห็นท้ายเรื่อง

         จากข้อมูลทั้งหมด ที่กล่าวมาข้างต้น “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” มีข้อมูลยืนยันในบทบาทหน้าที่ ที่ผ่านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์แล้วว่า ช่วยเพิ่มผลผลิต คุณภาพของผลผลิต นอกเหนือไปจาก การใช้ ปุ๋ยเคมี สารเคมีกำจัดศัตรูพืช ดังนั้น วงการวิทยาศาสตร์เกษตร จึงมีการตื่นตัวในงานวิจัยการใช้ “สารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืช” อย่างเข้มข้นและมีการใช้ในการเกษตร เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทั่วโลกในรอบทศวรรษ ที่ผ่านมา  ความจริง ในประเทศไทย ก็มีการขายสารกลุ่มนี้ อยู่ทั่วไปในท้องตลาด แต่อาจยังขาดการส่งเสริมการใช้ อย่างจริงจังในเชิงวิชาการ และทางราชการยังไม่ควบคุม หรือ ออกกฏระเบียบการขึ้นทะเบียน เกษตรกรบางส่วน อาจมีประสกการณ์การใช้มาบ้างแล้ว โดยการโฆษณาของบริบัทผู้จำหน่าย คุณภาพของสินค้า ก็คงจะขึ้นอยู่แหล่งผลิต ความน่าเชื่อถือของผู้จำหน่าย

เรียบเรียงโดย  สุจินต์ จันทรสอาด ที่ปรึกษาศูนย์แนะนำแก้ปัญหาการปลูกพืช VANIDA KASET (www.vanidakaset.com)

เอกสารที่ใช้อ้างอิงข้อมูล

1. Agricultural uses of plant biostimulants, P. Calvo et al, Plant and Soil, 2014
2. Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation, P. Jardin, Scientia Horticulturae 196 (2015) 3–14   
3. Briefing EU Legislation in Progress : CE marked fertilising products, European Parliament, 2017
4. A review of the function, efficacy and value of biostimulant products available for UK cereals and oilseeds, Kate Storer et al., AHDB Cereals & Oilseeds, 2016
5. The effect of seaweed on the development of Gerbera jamesonii (Asteraceae), García Sahagún et al., e-Cucba, 2014
6. Influence of rhizobacterial volatiles on the root system architecture and the production and allocation of biomass in the model grass Brachypodium distachyon (L.) P. Beauv. Pierre Delaplace et al., BMC Plant Biology (2015) 15:195
7. Development of Global Markets for Biostimulants Peter May Xenex Associates Brisbane, Australia, presentation at the 6^th China International Forum on Development of BiocontrolTechnology, Shanghai, March 2017

***************************