เร่งผลผลิตข้าวเพิ่มขึ้น 3 เท่าด้วยเทคนิคการปลูกพืชในอวกาศของนาซา

โลกของเราจะต้องรองรับประชากรที่จะเพิ่มเป็น 9,000 ล้านคนภายในปี 2050 จึงจำเป็นต้องผลิตอาหารเพิ่มขึ้น 60 – 80% ของปัจจุบันถึงจะเพียงพอ แต่พื้นที่สำหรับเพาะปลูกไม่สามารถมีเพิ่มได้มากพอ หรือต้องลดลงกว่าเดิมด้วยซ้ำเพื่อใช้เป็นที่อยู่อาศัยที่ต้องมีเพิ่มอีกมาก นักวิทยาศาสตร์ได้มองหาลู่ทางหลายอย่างเพื่อแก้ปัญหาเรื่องนี้ เช่น การทำฟาร์มแนวตั้ง (Vertical Farming) และตอนนี้นักวิจัยมีความก้าวหน้าในเทคนิคใหม่ที่สามารถเพิ่มรอบผลผลิตของพืชมากกว่าเดิมหลายเท่า

ด้วยแรงบันดาลใจจากงานวิจัยของนาซาเรื่องการปลูกพืชในอวกาศเมื่อสิบกว่าปีก่อน ทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยซิดนีย์, มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ และศูนย์วิจัย John Innes Centre ได้พัฒนาเทคนิคที่เรียกว่า “speed breeding” ทำให้ข้าวสาลีและพืชอื่นอีกหลายชนิดสามารถให้ผลผลิตเร็วกว่าเดิมอย่างเหลือเชื่อ

เทคนิค speed breeding เป็นการปลูกพืชในโรงเรือนกระจกที่ควบคุมสภาพแวดล้อมและอยู่ภายใต้แสงไฟ LEDs ซึ่งปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะเพื่อช่วยให้พืชสามารถสังเคราะห์แสงได้อย่างต่อเนื่องนานถึง 22 ชั่วโมงต่อวัน ไฟ LEDs ที่ใช้มีราคาถูกกว่าไฟแสงจันทร์ (sodium vapour lamps) ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป

จากการใช้เทคนิคนี้ทีมวิจัยสามารถปลูกข้าวสาลีตั้งแต่เริ่มจนเมล็ดแก่เก็บเกี่ยวได้ภายในเวลาเพียง 8 สัปดาห์เท่านั้น ซึ่งหมายถึงในแต่ละปีสามารถปลูกได้ถึง 6 รอบ มากกว่าการปลูกในโรงเรือนกระจกปกติที่ปลูกได้ปีละ 2 รอบถึง 3 เท่าตัว และให้ผลแบบเดียวกันกับข้าวบาร์เลย์และถั่วชิกพี ส่วนคาโนล่าปลูกได้ 4 รอบต่อปี นอกจากนี้ยังใช้ได้ผลกับถั่วลิสง ผักโขม และถั่วเลนทิล รวมทั้งคาดว่าจะใช้ได้ผลกับทานตะวัน พริกไทย และหัวไชเท้า

“ในโรงเรือนกระจกปัจจุบันเราใช้ไฟแสงจันทร์ซึ่งต้องสิ้นเปลืองค่าไฟฟ้าสูง” Lee Hickey หนึ่งในทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์กล่าว “เทคนิคใหม่ของเราสามารถปลูกข้าวสาลีและข้าวบาร์เลย์ได้หนาแน่นราว 900 ต้นต่อพื้นที่ 1 ตารางเมตร นั่นหมายถึงมันมีศักยภาพสูงในการขยายไปสู่ระดับอุตสาหกรรม”

Hickey กล่าวว่าเทคนิคดังกล่าวไม่เพียงช่วยเร่งความเร็วในการออกผลเท่านั้น แต่ยังทำให้ผลผลิตมีคุณภาพดีขึ้นอีกด้วย ทีมวิจัยพบว่าพืชที่ปลูกด้วยเทคนิคใหม่มีจำนวนเมล็ดต่อรวงสูงกว่าพืชที่ปลูกแบบปกติ

“ผู้คนมักจะบอกว่าคุณสามารถเร่งรอบผลผลิตได้แต่มันจะเติบโตไม่ดี แคระแกร็น และมีเมล็ดน้อย” Brande Wulff หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว “แต่ในความเป็นจริงเทคโนโลยีใหม่ได้สร้างพืชที่ดีกว่า แข็งแรงกว่า ผู้ร่วมงานคนหนึ่งแทบจะไม่เชื่อเมื่อได้เห็นผลในครั้งแรก”

การเร่งรอบผลผลิตให้เร็วขึ้นด้วยเทคนิคนี้อาจจะขยับขยายไปทำการทดสอบร่วมกับการดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งอาจเหมาะสมกับสภาพอากาศที่แตกต่าง แม้ว่าเทคนิค speed breeding ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับเทคนิคการดัดแปลงพันธุกรรมหรือ GMOs เลย แต่ทีมวิจัยบอกว่าหากนำเทคนิคทั้งสองมารวมกันจะมีศักยภาพสูงมาก

“speed breeding ไม่ใช่ GMOs มันเป็นวิธีในการเร่งการเจริญเติบโตของพืชเท่านั้น” Hickey กล่าว “นี่ถือเป็นเรื่องดีสำหรับพืชในตระกูลข้าวซึ่งไม่ยอมรับ GMOs อย่างไรก็ตามเราได้สาธิตในผลงานวิจัยแล้วว่าเทคนิคของ GMOs เข้ากันได้ดีกับเทคนิคใหม่ของเรา ผมเชื่อว่าผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมจากเทคนิค speed breeding จะประสบความสำเร็จด้วยดีในการใช้ร่วมกับเทคนิคอื่นๆ รวมทั้งการดัดแปลงพันธุกรรม”

เทคโนโลยีใหม่นี้ได้ผ่านการทดสอบครั้งใหญ่ในห้องแล็บไปแล้ว และกำลังได้รับความสนใจจากภาคอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น บริษัท Dow AgroSciences ของออสเตรเลียใช้เทคนิค speed breeding ในการพัฒนาพันธุ์ข้าวสาลีที่มีความต้านทานสูงต่อการงอกก่อนการเก็บเกี่ยว

“ผมคิดว่าภายใน 10 ปีนับจากนี้คุณสามารถเดินลงไปในทุ่งนาและสามารถชี้ไปยังพืชที่มีคุณลักษณะและลักษณะเฉพาะที่ได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยีนี้” Wulff กล่าว

 

ข้อมูลและภาพจาก newatlas, jic.ac.uk