T.Sebifera”  พืชพลังงานทดแทนที่มีศักยภาพในการเป็นพลังงานสีเขียว (green energy)

       

              ปัจจุบันเป็นยุคที่ชาวโลกได้เห็นประจักษ์ถึงปัญหาวิกฤติพลังงานและภาวะโลกร้อน (Climate Change) ได้อย่างชัดเจน  การแสวงหาแหล่งพลังงานทดแทนเป็นเรื่องเร่งร้อนสำหรับคนในยุคนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานทดแทนจากธรรมชาติที่ไม่ก่อให้เกิดการปลดปล่อย (emission) ก๊าซเรือนกระจกออกมาสู่ชั้นบรรยากาศหรือพลังงานสีเขียว (green energy) ก็ยิ่งนับว่าเป็นของขวัญที่ล้ำค่าสำหรับการดำเนินชีวิตในชีวาลัยนี้  มีพืชหลายชนิดที่ได้รับความสนใจศึกษาวิจัยและพัฒนาเพื่อเป็นพลังงานทดแทน T.sebifera  ก็เป็นหนึ่งในพืชพลังงานทดแทนที่มีศักยภาพสูงในการแก้ปัญหาเหล่านั้น  T.sebifera  หรือ Triadica sebifera  หรือ Sapium sebiferum (L) Roxb.  มีชื่อสามัญว่า  Chinese Tallow Tree ซึ่งได้รับชื่อเป็นภาษาไทยว่า “ต้นศรีทอง” (อ้างใน ศิริและคณะ, 2551) เป็นพืชพลังงานทดแทนชนิดใหม่ที่ยังไม่เป็นที่รู้จักและยังไม่มีการใช้ประโยชน์ในประเทศไทย ทั้งๆ ที่เป็นพืชพลังงานที่มีศักยภาพสูงในการเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตไบโอดีเซล  Scott et al. (2006) ศึกษาวิจัยเรื่อง Kinetic Study of Biodiesel Production from Chinese Tallow Tree Oil  พบว่า “Triadica sebifera  หรือ Chinese Tallow Tree นั้น มีเมล็ดสีขาวของผลที่สามารถนำมาสกัดได้สารสกัด ประมาณ 40% ของปริมาตร ซึ่งสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลายอย่าง รวมทั้งการผลิตเป็นไบโอดีเซลด้วย  ประโยชน์หลักของ Triadica sebifera  คือ  เป็นสารขั้นต้นในการผลิตไบโอดีเซล ที่มีผลิตภาพด้านน้ำมันสูงต่อหน่วยพื้นที่ การปลูกในพื้นที่หนึ่งเฮกแตร์สามารถให้เมล็ดได้ประมาณ 12,500 กิโลกรัม  ซึ่งสกัดเป็นน้ำมันได้ 5,500 กิโลกรัม  ปริมาณน้ำมันที่ได้มากกว่าน้ำมันที่สกัดได้จากถั่วเหลืองถึง 15 เท่า ในสหรัฐฯ จึงมีการใช้น้ำมันของ T.sebifera ในการผลิตไบโอดีเซลอย่างกว้างขวาง  น้ำมันจากเมล็ด ประกอบไปด้วย palmitic fatty acid คิดเป็น 50% รองลงมาคือ oleic, linoleic และ linolenic  fatty acid ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการผลิตไบโอดีเซลได้”  T.sebifera มีชื่อเรียกต่างๆ ดังนี้ Popcorn Tree, Florida Tree หรือ White Wax Berry มีชื่อวิทยาศาสตร์ คือ Sapium sebiferum เป็นพืชในสกุล Euphorbiaceae  เป็นไม้ยืนต้นขนาดเล็กถึงขนาดกลาง มีถิ่นกำเนิดในแถบประเทศจีนและญี่ปุ่นและมีการนำไปปลูกในสหรัฐอเมริกาตั้งแต่ ค.ศ. 1776 เป็นพืชที่มีความทนทานในดินทุกประเภทและเติบโตเร็ว  สามารถสูงได้ถึง 1.5 เมตรในปีแรก  T.sebifera โดยทั่วไปมีอายุประมาณ 15-25 ปี แต่สามารถมีอายุยืนยาวได้ถึง 100 ปี เป็นพืชที่เติบโตได้ดีทั้งในที่ซึ่งมีแสงแดดจัดหรือมีร่มเงา  ทนความแห้งแล้งในระดับปานกลาง  ต้องการการรดน้ำในฤดูแล้ง  เมล็ดสามารถแพร่กระจายไปได้โดยนก  (David J. Bogler, 2000)  สำหรับในประเทศไทย  T.sebifera  ยังไม่เป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลาย  แต่มีการปลูกที่สถานีเกษตรหลวงอ่างขาง  จังหวัดเชียงใหม่  เป็นระยะเวลาประมาณ 25 ปีมาแล้ว  ซึ่งหากมีการศึกษาถึงการนำมาเพาะปลูกเพื่อใช้ประโยชน์เป็นพืชพลังงาน ในการผลิตเป็น biodiesel  จะเป็นทางเลือกหนึ่งในการแก้ปัญหาวิกฤติพลังงานที่รุนแรงอยู่ในปัจจุบันได้  ปัจจุบัน T.Sebifera หรือ Chinese Tallow Tree ที่ปลูกไว้ในประเทศไทยมีปัญหาในด้านการติดผลน้อย  จึงได้เริ่มมีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับพืชชนิดนี้มากขึ้น
             ในเบื้องต้นจากการที่ดอกเป็นส่วนที่สำคัญในการให้ผลผลิตของพืชและสามารถศึกษาต่อไปได้ในเรื่องของการติดผล  จุฑามณีและคณะ (2551)  จึงได้มีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับลักษณะทางสัณฐานวิทยาของดอกของพืชชนิดนี้  พบว่า  ต้นT.sebifera  ซึ่งพืชใบเลี้ยงคู่ เป็นไม้ยืนต้นในสกุล Euphorbiceae แตกกิ่งก้านสาขาในระดับสูง แตกกิ่งมาก (deliquescent) กิ่งก้านแผ่ออกอย่างไม่เป็นระบบ ต้นมีความสูงจนถึง 15 เมตร  (Bogler 2000 อ้างใน Norman Leonard, 2005) เริ่มออกดอกติดผลตั้งแต่อายุ 3-8 ปี ไปจนถึง 100 ปี (Duke 1983 อ้างใน  Cheryl  McCormick, 2005) จากการสำรวจข้อมูลในครั้งนี้กับต้นตัวอย่าง  จำนวน 17  ต้นที่สถานีเกษตรหลวงอ่างขาง      จ.เชียงใหม่  พบว่า ในหนึ่งต้นมีลำต้นย่อยแยกออกจากกันตรงโคนต้น 1-3 ลำต้น  แต่ละลำต้นมีจำนวนกิ่งในช่วง 13-20  กิ่ง  แต่ละกิ่งมีกิ่งย่อยๆ เฉลี่ย 200 กิ่งย่อย แต่ละกิ่งย่อยมีช่อดอกในช่วง 20-30 ช่อดอก  ออกดอกปีละ 1 ครั้ง ดอกของต้น Chinese Tallow  Tree  เป็นดอกแบบช่อกระจะ (racemes type)  ประเภทช่อเชิงลด (spike) เป็นช่อดอกที่มีแกนกลางเป็นแกนยาวไม่แยกสาขา  มีฐานของกลุ่มดอกเรียงบนแกนกลางของช่อดอกสลับข้างกันไปจนถึงปลายช่อดอก แต่ละฐานมีกลุ่มดอกเพศผู้  แต่ละดอกมีก้านดอกแต่สั้นมาก  ส่วนดอกเพศเมียอยู่ส่วนโคนของช่อดอก  ช่อดอกมีลักษณะห้อยลง  ในก้านหนึ่งๆ มีช่อดอก 2-4 ช่อดอก  ช่อดอกกลางจะยาวที่สุด มี 1 ช่อดอก  เป็นดอกเพศผู้ (staminate flowers) ทั้งหมด  ช่อดอกที่อยู่เหนือช่อดอกตรงกลางขึ้นไปมีจำนวน 1-3  ช่อดอก  เป็นช่อดอกที่มีทั้งดอกเพศผู้ (staminate flowers) และเพศเมีย (pistillate flowers) เป็นช่อดอกที่สั้นกว่าอยู่ในก้านเดียวกัน  เป็นดอกไม่สมบูรณ์เพศ (imperfect flower) แบบที่มีดอกแยกเพศอยู่ร่วมต้นเดียวกัน (monoecious)  จะมีการออกดอกเป็น 2 รอบ รอบที่1 จะเริ่มออกดอกประมาณเดือนมีนาคมจนถึงเมษายน   ดอกรุ่นแรกนี้ในแต่ละก้านดอกจะมีทั้งช่อดอกที่มีแต่ดอกเพศผู้ (ช่อดอกตรงกลาง)  และช่อดอกด้านข้างเหนือช่อดอกกลางขึ้นไปมีทั้งดอกเพศผู้และดอกเพศเมียในช่อดอกเดียวกันมีจำนวน 1-3 ช่อดอก  ช่อดอกตรงกลาง (ดอกเพศผู้ทั้งหมด) จะค่อยทยอยบานประมาณเดือนมีนาคมและจะโรยไปก่อนในช่วงประมาณกลางเดือนพฤษภาคม  ช่อดอกที่มีดอกเพศเมียอยู่ด้วยจึงเริ่มบานในเวลาต่อมา  (ประมาณกลาง-ปลายเดือนพฤษภาคม) จนเริ่มมีการติดผลในช่วงต้น-กลางเดือนมิถุนายน   ดอกรอบที่2  เป็นช่อดอกที่ค่อยๆ ทยอยเกิดขึ้นหลังจากช่อดอกรุ่นแรกมีการติดผลแล้ว  แต่เป็นช่อดอกที่สั้นกว่า  และมีจำนวนก้านละ 1 ช่อดอก  เป็นดอกเพศผู้ทั้งหมด 
             จากการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาในดอกรอบแรกจำนวน 30 ช่อดอก  ด้วยวิธีการสุ่มอย่างง่าย (Simple Random Sampling)  พบว่า  ช่อดอกที่อยู่ตรงกลางของก้านดอกซึ่งมีดอกเพศผู้ทั้งหมด  มีความยาวของช่อดอกอยู่ในช่วง 15-20  เซนติเมตร  มีความยาวเฉลี่ย  17.31 เซนติเมตร  ดอกเพศผู้มีลักษณะเป็นกลุ่ม (clusters)  แต่ละกลุ่มเรียงสลับข้างกันไปจนถึงปลายช่อดอก  มีจำนวนเฉลี่ย  52 กลุ่มดอกต่อช่อดอก ในแต่ละช่อดอกมีจำนวนดอกเพศผู้เฉลี่ย 372  ดอก  สัดส่วนของดอกเพศเมียมีจำนวนน้อยมากเมื่อเทียบกับดอกเพศผู้คิดเป็นสัดส่วนดอกเพศเมียต่อดอกเพศผู้ในช่อดอกที่มีทั้งสองเพศเท่ากับ 7 : 160  ดอก  ช่อดอกที่มีดอกทั้งสองเพศ  ยาวเฉลี่ย 14.1  เซนติเมตร  ตรงโคนของช่อดอกจะมีดอกเพศเมีย  จำนวนเฉลี่ย  7  ดอกต่อช่อดอก   มีดอกเพศผู้อยู่ถัดจากดอกเพศเมียลงไป  ดอกเพศผู้มีลักษณะเป็นกลุ่ม (clusters)  แต่ละกลุ่มเรียงสลับข้างกันไปจนถึงปลายช่อดอก  มีจำนวนเฉลี่ย  25  กลุ่มต่อช่อดอก  ในแต่ละช่อดอกมีจำนวนดอกเพศผู้เฉลี่ย 159 ดอก 
           จากการนำตัวอย่างดอกซึ่งเป็นดอกเพศผู้จำนวน 10 ดอก และดอกเพศเมียจำนวน 6 ดอก  มาศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์ พบว่า  ดอกเพศผู้ยาวเฉลี่ย 3.8 มิลลิเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลีบดอกเฉลี่ย 1.2 มิลลิเมตร  มีส่วนประกอบของดอก  คือ  กลีบเลี้ยง (sepal) ของดอกเพศผู้จะอยู่รอบๆ กลุ่มดอกบนฐานที่ติดอยู่กับก้านช่อดอก  มีสีเขียวเข้มตรงโคนและสีค่อยๆ จางขึ้นไปจนถึงปลายกลีบ  มีวงกลีบเลี้ยงแบบเชื่อมติดกัน (synsepalus calyx) ในวงกลีบเลี้ยงจะมีกลุ่มของดอกเพศผู้อยู่ตรงกลาง  จำนวนเฉลี่ย 9 ดอก  กลีบดอก (petal) มีสีเหลืองอมเขียว  มีวงกลีบดอกแบบเชื่อมติดกันเป็นหลอดกลีบดอก (gamopetalous หรือ corolla tube) ส่วนปลายของกลีบดอกแยกออกเป็นแฉกหรือเป็นพู  จำนวน 4-5 แฉก  แต่ละดอกจะมีเกสรเพศผู้ (stamen)  อยู่ตรงกลางของหลอดกลีบดอก  จำนวน 2-3 เกสร  เชื่อมติดอยู่กับฐานรองดอก (receptacle)  ก้านชูอับเรณู  แต่ละอันในดอกเดียวกันมีความยาวใกล้เคียงกันทั้ง 3 ก้าน  ตรงส่วนปลายแต่ละก้านมีอับเรณู (anther) จำนวน 1 อัน  ปลายของก้านชูอับเรณูติดกับฐานด้านล่างซึ่งอยู่ตรงส่วนปลายข้างหนึ่งของแต่ละอับเรณู โดยอับเรณูมีลักษณะห้อยลงอับเรณูมีสีเหลืองและมี 2 พู  ส่วนดอกเพศเมีย  มีลักษณะเป็นรูปวงรี ส่วนบนและส่วนล่างแคบเรียวกว่าตรงกลาง มีก้านเกสรเพศเมียอยู่ส่วนปลายสุด เส้นผ่านศูนย์กลางของดอกเฉลี่ย (ส่วนที่กว้างที่สุด) 2 มิลลิเมตร มีความยาวรวมของดอกเฉลี่ย 9 มิลลิเมตร  ด้วยลักษณะที่มีรังไข่อยู่เหนือวงกลีบจึงเป็นดอกประเภทดอกใต้รังไข่ หรือ hypogynous flower            มีส่วนประกอบของดอก  คือ  กลีบเลี้ยง (sepal) ของดอกเพศเมียจะอยู่รอบๆ ส่วนล่างสุดของดอกติดกับฐานรองดอก มีจำนวน 2-3 กลีบ ยาวเฉลี่ย 1.5 มิลลิเมตร กว้างเฉลี่ย 0.5 มิลลิเมตร  มีสีเขียวอ่อนตรงปลายของแต่ละกลีบมีสีเหลือง กลีบเลี้ยงมีรูปร่างเรียวยาวเป็นสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัด ส่วนโคนของกลีบกว้างและส่วนปลายเรียวแหลมขอบของกลีบเลี้ยงเป็นรอยหยัก มีวงกลีบเลี้ยงแบบแยกจากกันโดยอิสระ (polysepalous calyx) โคนของกลีบเลี้ยงแต่ละกลีบจะเชื่อมติดกันตรงส่วนล่างของดอกซึ่งเชื่อมต่อกับฐานรองดอกแบบจรดกัน (valvate)  กลีบดอก (petal) เพศเมีย  มีสีเขียวอมเหลืองขอบของแต่ละกลีบเป็นสีเหลือง มีจำนวน 3 กลีบ ความยาวของกลีบเฉลี่ย 2.5 มิลลิเมตร กว้างเฉลี่ย  0.5 มิลลิเมตร มีวงกลีบดอกแบบแบบแยกจากกันโดยอิสระ (polypetalous calyx) กลีบดอกมีรูปร่างเรียวยาวเป็นสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัด ส่วนโคนของกลีบกว้างและส่วนปลายเรียวแหลม  ขอบเป็นรอยหยัก  แต่ละดอกจะมีเกสรเพศเมีย (pistil) จำนวน 3  เกสร แต่ละเกสรมี 1 คาร์เพล  เกสรเพศเมียแต่ละอันประกอบด้วย รังไข่  ก้านเกสรเพศเมีย  และยอดเกสรเพศเมีย  โดยรังไข่  (ovary)  อยู่ติดกับฐานดอก  แต่ละดอก มี 3 รังไข่  อยู่ในเกสรละ 1 รังไข่  แต่ละรังไข่มี 1 ovule  เป็นรังไข่ที่อยู่เหนือวงกลีบดอก (superior ovary)  มีความยาวเฉลี่ย 1 มิลลิเมตร  กว้างเฉลี่ย 0.5 มิลลิเมตร  มีสีเขียว ช่องว่างภายในแต่ละรังไข่มีรูปร่างเป็นวงรี มี ovule อยู่ภายใน  ovule มีสีเหลือง  รูปร่างเป็นก้อนวงรี มีความยาวเฉลี่ย 0.5 มิลลิเมตร  กว้างเฉลี่ย 0.2 มิลลิเมตร ยอดเกสรเพศเมีย (stigma) มีทั้งหมดจำนวน 3 ยอด  อยู่ในส่วนปลายสุดของก้านเกสรเพศเมียแต่ละก้าน  มีลักษณะเป็นตุ่มเล็กๆ  อยู่ด้านบนของปลายก้านเกสรเพศเมีย (ด้านที่ม้วนออก) มีสีเขียว จัดเป็น capitate stigma  ผลจากการสังเกต พบว่า ดอกของ T.sebifera  มีสัตว์จำพวกผึ้ง มิ้ม ฯลฯ เป็นผู้ผสมเกสร (pollinator) สอดคล้องกับรายงานของ USDA- NRCS (United States Department of Agriculture-Natural Resources Conservation Service, มปป.  อ้างใน http://plants.usda.gov, 2007) ที่กล่าวว่า น้ำหวานในดอกของ Chinese Tallow Tree เป็นอาหารที่โปรดปรานของผึ้ง (honeybees)  จากผลการศึกษาในครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าหากจะแก้ปัญหาการติดผลของ T.sebiferum ในเมืองไทยควรเน้นไปที่สัดส่วนเพศดอก  และจากการที่ดอกมีธรรมชาติของการผสมเกสรระหว่างดอกหรือระหว่างต้นเพื่อรักษาลักษณะทางพันธุกรรม จะเห็นได้จากช่วงเวลาในการบานของดอกที่แตกต่างกัน ผู้ผสมเกสร (pollinator) จึงมีความสำคัญมากต่อการติดผล  ดังนั้นควรต้องรักษาระบบนิเวศให้สมดุลและไม่ควรใช้สารเคมีในการฆ่าแมลง  ซึ่งจะทำให้แมลงต่างๆ ที่ช่วยในการผสมเกสร เช่น ผึ้ง  มิ้ม ฯลฯ  มีจำนวนลดลง  สภาพแวดล้อมในพื้นที่ปลูกก็มีความสำคัญ เช่น ฝน ความชื้น ซึ่งจะทำให้การผสมเกสรไม่ได้ผล จึงควรเลือกพื้นที่ปลูกที่มีภูมิอากาศเหมาะสม 

          T.sebifera  นับว่าเป็นพืชพลังงานชนิดใหม่ที่เป็นเสมือนขุมทรัพย์ที่รอคอยการขุดค้นด้วยองค์ความรู้ด้านต่างๆ  และนำศักยภาพของมันมาใช้ประโยชน์ให้เกิดเป็นแหล่งพลังงานทดแทนที่เป็นพลังงานสีเขียว (green energy) ของมวลมนุษย์ต่อไปในอนาคต

รูปที่ 1    ช่อดอก มีลักษณะช่อดอกแบบ racemes รูปที่ 2  ลักษณะลำต้นและเรือนพุ่มต้นที่มีอายุ 25 ปี 
รูปที่ 3  ใบและผลอ่อน                                            รูปที่ 4  ลักษณะสัณฐานวิทยาของดอกเพศผู้

  รูปที่ 5  ดอกเพศเมีย           รูปที่ 6  ภาพตัดตามขวางของรังไข่ในดอกเพศเมีย

 

  
คณะผู้วิจัย :
จุฑามณี  แสงสว่าง  ณรงค์ชัย  พิพัฒน์ธนวงศ์  คณพล  จุฑามณี  และจำรัส  อินทร
ที่ปรึกษา : ศ.ดร.วัฒนา  เสถียรสวัสดิ์
หน่้วยงาน :
สถาบันค้นคว้าและพัฒนาระบบนิเวศเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
ภาควิชาพฤกษศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
มูลนิธิโครงการหลวง
โทร 02-5796959 / 083-0512836 / ภายใน 1237