“พอลิเมอร์ดูดซึมน้ำสูง”
Q: พอลิเมอร์ดูดซึมน้ำสูงคืออะไร?
A: พอลิเมอร์ดูดซึมน้ำสูง (Super water absorbent, SWA) คือไฮโดรเจลที่มีโครงร่างตาข่ายสามมิติซึ่งเกิดจากการใช้กระบวนการรังสีเหนี่ยวนำให้เกิดการเชื่อมโยงข้ามของสายโซ่พอลิเมอร์ ทำให้พอลิเมอร์มีความชอบน้ำ สามารถดูดซับและกักเก็บน้ำได้ปริมาณมาก โดยที่ตัววัสดุหรือพอลิเมอร์ไม่ละลายน้ำ
SWA ที่ผลิตโดยสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน. มีลักษณะเฉพาะคือผลิตจากแป้งมันสำปะหลัง ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติ สามารถดูดซับน้ำและกักเก็บน้ำได้มากถึง 100-200 เท่าของน้ำหนักแห้ง มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถย่อยสลายได้ทางธรรมชาติ สามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็นวัสดุอุ้มน้ำทางการเกษตรเพื่อคงความชุ่มชื้นในดิน ช่วยลดความถี่ และปริมาณการให้น้ำในการเพาะปลูก
 |
| ภาพถ่ายเปรียบเทียบ SWA ก่อนบวมน้ำ (ซ้าย) และหลังแช่น้ำไว้ 1 คืนจนบวมน้ำ (ขวา) |
Q: พอลิเมอร์ดูดซึมน้ำสูงใช้ประโยชน์อย่างไร?
A: กรณีการปลูกต้นกล้า หรือไม้กระถาง นำ SWA แช่น้ำทิ้งไว้ข้ามคืน (SWA 1 g ต่อน้ำ 200 cc) เพื่อให้ SWA สามารถดูดซับและกักเก็บน้ำได้อย่างเต็มที่ก่อนการใช้งาน จากนั้นทำการเตรียมหลุมปลูกตามขั้นตอนการปลูกทั่วไป โดยก่อนลงต้นกล้าให้นำ SWA ที่บวมน้ำทิ้งไว้มาวางรองก้นหลุม
| ขั้นตอนการปลูกต้นกล้า หรือไม้กระถางโดยใช้ SWA | ||
 |
 |
 |
| 1. นำ SWA แช่น้ำทิ้งไว้เป็นเวลา 1 คืน จะได้ SWA ที่บวมตัวดังภาพ | 2. เตรียมหลุมปลูก และนำ SWA ที่บวมตัววางรองก้นหลุม บริเวณโคนราก หรือผสมคลุกเคล้ากับดิน | 3. ฝังดิบกลบตามขั้นตอนการปลูกทั่วไป หลีกเลี่ยงไม่ให้ SWA วางอยู่บนผิวดิน เนื่องจากจะทำให้ความชื้นระเหยออกสู่บรรยากาศแทนที่จะสะสมในดิน |
กรณีการปลูกพืชไร่ นำ SWA หว่านลงพื้นที่ จากนั้นทำการไถ่กลบเพื่อผสมคลุกเคล้ากับดิน ก่อนหว่านหรือหยอดเมล็ดพันธุ์ หรือต้นกล้าตามขั้นตอนการเพาะปลูกปกติ จากนั้นปล่อยน้ำเข้าพื้นที่เพื่อให้ SWA สามารถดูดซับและกักเก็บน้ำไว้ภายใน
 |
 |
| ภาพถ่ายการทดลองปลูกข้าวโพดอ่อน ณ จังหวัดกาญจนบุรี | |
ปริมาณการใช้งาน:
| ชนิดพืช | ปริมาณการใช้งาน |
| การเพาะเมล็ดพันธุ์ | ร้อยละ 0.1 – 0.5 โดยน้ำหนักของดิน |
| ไม้กระถาง | ร้อยละ 1 – 5 โดยน้ำหนักของดิน |
| ไม้ผล และไม้ยืนต้น | 20-50 กรัมแห้ง ต่อต้น (ระยะต้นกล้า) 40-60 กรัมแห้ง ต่อต้น (ระยะ 1-4 ปี) 60-80 กรัมแห้ง ต่อต้น (ระยะ 4-8 ปี) |
| พืชไร่ | 10 – 40 กิโลกรัมแห้ง ต่อไร่ |
ปริมาณการใช้ SWA ต่อพืชแต่ละชนิด อาจมีการเปลี่ยนแปลง ควรคำนึงถึงความต้องการน้ำของพืช และ สภาพดินที่ใช้ในการเพาะปลูก
Q: ความสามารถในการกักเก็บน้ำของ SWA ในดินทรายเป็นอย่างไร?
A: การกักเก็บความชุ่มชื้นในดินทรายดำเนินการทดสอบเปรียบเทียบระหว่าง 2 กลุ่มการทดลอง ได้แก่ (1) กระถางดินทราย (2) กระถางดินทรายผสม SWA ร้อยละ 0.1 โดยน้ำหนัก เริ่มต้นเติมน้ำที่ปริมาณเท่ากันลงไปในภาชนะที่บรรจุทรายทั้งสองกลุ่ม ตั้งทิ้งไว้ให้น้ำเกิดการระเหย ณ อุณหภูมิห้อง จากนั้นทำการเก็บข้อมูลน้ำหนักของน้ำที่ถูกกักเก็บภายในดินทรายทุกวัน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าน้ำจะค่อยๆ ระเหยออกจากทรายและภาชนะบรรจุ โดยกระถางดินทรายที่ไม่ผสม SWA สามารถกักเก็บน้ำไว้ได้ประมาณ 7 วัน ก่อนที่น้ำจะระเหยหมดไป ในขณะที่กระถางดินทรายที่ผสม SWA (ร้อยละ 0.1 โดยน้ำหนัก) สามารถกักเก็บน้ำไว้ได้ยาวนานกว่า เป็นระยะเวลาประมาณ 15 วัน
ผลการทดลองการทดสอบความสามารถในการกักเก็บน้ำของ SWA ในดินทราย
โดยการชั่งน้ำหนักของน้ำที่เหลือกับเก็บในทรายในแต่ละวัน
Q: การใช้งาน SWA สามารถผสมปุ๋ยได้หรือไม่?
A: SWA สามารถผสมร่วมกับปุ๋ยได้ แต่เมื่อใดที่มีการผสมใช้งานร่วมกับปุ๋ยจะทำให้ประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำของ SWA ลดลง เนื่องจากผลความแรงไอออนของปุ๋ย ไอออนประจุบวกของปุ๋ยสามารถเกิดอันตรกิริยากับหมู่ไฮดรอกซิล (-OH group) หรือหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) บนโครงสร้างของ SWA แทนที่โมเลกุลของน้ำได้ ส่งผลให้ SWA มีประสิทธิภาพในการบวมน้ำลดลง จากผลการทดสอบนำ SWA แช่ในน้ำกลั่นปราศจากไอออน และแช่ในน้ำเกลือ NaCl ที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.9 โดยมวล พบว่า SWA มีความสามารถการบวมน้ำกลั่น 240 กรัมเปียกต่อกรัมแห้ง และมีความสามารถในการบวมน้ำเกลือ 30 กรัมเปียกต่อกรัมแห้ง
Q: เคยทำการทดสอบภาคสนามหรือไม่?
A: SWA ได้รับการทดสอบระดับกระถางและทางภาคสนามกับพืชหลากชนิด ซึ่งสามารถสรุปผลการทดสอบโดยคร่าว ดังตาราง
| ชนิดพืช | ปริมาณการใช้ | ลักษณะการปลูก/ การทดลอง | ผลการทดสอบ | ภาพประกอบ |
| ดาวเรือง | ร้อยละ 1-5 โดยน้ำหนักของดิน | แช่ SWA ทิ้งไว้เป็นเวลาข้ามคืน และนำมาผสมคลุกเคล้ากับดินปลูก ก่อนวางรองก้นกระถาง บริเวณรอบโคนราก ให้น้ำครั้งแรกที่ทำการปลูก จากนั้นไม่ให้น้ำเป็นเวลา 3 สัปดาห์ | SWA สามารถเพิ่มอัตราการอยู่รอด และการเจริญเติบโตของดาวเรือง โดยกระถางที่ปลูกโดยใช้ SWA มีจำนวนดอกต่อต้นเพิ่มมากขึ้น และระยะเวลาการออกดอกเร็วขึ้น ตามสัดส่วนปริมาณ SWA ที่เพิ่มขึ้น |  |
| เมล็ดข้าวโพด | ร้อยละ 0.5 โดยน้ำหนักของดิน | แช่ SWA ทิ้งไว้เป็นเวลาข้ามคืน จากนั้นนำมาผสมคลุกเคล้ากับดินปลูก และหยอดเมล็ดพันธุ์ตามขั้นตอนทั่วไป | กระบะที่เพาะเมล็ดข้าวโพดโดยใช้ SWA มีร้อยละการงอกมากถึง 98% นอกจากนี้ความสูงต้น น้ำหนักใบ และน้ำหนักรากยังมีค่าสูงกว่ากระบะดินควบคุม |  |
| ข้าวโพดอ่อน | คำนวณปริมาณการใช้ 10 กรัมต่อต้น พื้นที่ทดลอง 100 ตร.ว. ใช้ SWA 1.5 กิโลกรัม หรือประมาณ 6 กิโลกรัมต่อไร่ | นำ SWA แบบแห้งโรยบริเวณพื้นที่เพาะปลูก จากนั้นทำการไถ่กลบผสมกับดิน และนำต้นกล้าลงปลูกตามขั้นตอนปกติ ปล่อยน้ำเข้าพื้นที่ ให้น้ำเพียงครั้งแรกที่เริ่มปลูก จากนั้นรับเพียงน้ำฝนจากธรรมชาติ ตลอดระยะเวลาการเพาะปลูก | ต้นข้าวโพดอ่อนที่ปลูกในดินที่มี SWA ให้ผลผลิตข้าวโพดอ่อนที่มีความยาวเฉลี่ยและน้ำหนักเฉลี่ยสูงกว่าผลผลิตข้าวโพดอ่อนของต้นข้าวโพดอ่อนที่ปลูกในดินที่ไม่มี SWA อย่างมีนัยทางสถิติ และมีผลผลิตสูงกว่าประมาณร้อยละ 43 | 
by column: control, SWA, control, SWA |
| ต้นกล้ายางพารา | 10 – 50 กรัม ต่อต้น | แช่ SWA ทิ้งไว้เป็นเวลาข้ามคืน จากนั้นนำเจลที่บวมมาวางรองก้นหลุม และดำเนินการลงปลูกต้นกล้าตามขั้นตอนการปลูกทั่วไป ดำเนินการทดลองในช่วงเดือนธันวาคม ถึง มิถุนายน 2560 โดยไม่มีการให้น้ำเป็นเวลา 6 เดือน | หลังเวลาผ่านไป 6 เดือน นับจากการลงปลูก พบว่า กลุ่มควบคุม (ไม่มีการใส่ SWA) มีร้อยละการตายของยางพาราสูงที่สุด คือร้อยละ 63 (อัตราการรอดชีวิตประมาณร้อยละ 37) ขณะกลุ่มที่มีการใช้ SWA พบอัตราการรอดชีวิตมากกว่ากลุ่มควบคุมร้อยละ 30 – 40 อีกทั้งขนาดของลำต้น ความสูง และการแตกยอดฉัตรของต้นกล้ายางพารายังมีค่ามากกว่ากลุ่มควบคุม |  |
Q: มีอายุการใช้งานนานเท่าไหร่?
A: ด้วย SWA ผลิตจากแป้งมันสำปะหลังซึ่งเป็นพอลิเมอร์ทางธรรมชาติ จึงสามารถย่อยสลายได้ จากการทดลองนำ SWA แบบแห้ง ฝังลงในดิน และติดตามชั่งน้ำหนักเพื่อประเมินการย่อยสลาย พบว่า SWA สามารถย่อยสลายได้ทางธรรมชาติ โดยใช้ระยะเวลาประมาณ 16 เดือนในการย่อยสลายจนหมด
Q: หากสนใจสั่งซื้อสามารถติดต่อได้ทางช่องทางใด?
A: พอลิเมอร์ดูดซึมน้ำสูง ราคา 428 บาท/ กิโลกรัม สามารถติดต่อสั่งซื้อผลิตภัณฑ์ของสทน. ได้ 5 ช่องทาง ได้แก่
- Line official: TINTMarketOfficial
- Facebook page: TINT Market
- Email: tintmarket@tint.or.th
- Tel: 02 401 9885
- จุดบริการลูกค้า สทน. ทุกสาขา
Q: ความพร้อมทางด้านเทคโนโลยี?
A: ระดับความพร้อมทางเทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบันอยู่ TRL ระดับ 5 คือ มีกรรมวิธีการผลิต SWA ที่สำเร็จแล้วในระดับโรงงานต้นแบบ และ SWA ที่ได้จากการผลิตได้รับการทดลองในแปลงทดลอง และภาคสนาม โดยโรงงานต้นแบบสำหรับการผลิตพอลิเมอร์ดูดซึมน้ำสูงจัดตั้งอยู่ ณ สทน. คลองห้า มีอัตราการผลิตสูงสุด 70-80 กิโลกรัมแห้งต่อรอบการผลิต และมีการยื่นขอสิทธิบัตรคุ้มครองสิ่งประดิษฐ์ ชื่อ “กระบวนการผลิตพอลิเมอร์ดูดซึมน้ำสูงจากแป้งมันสำปะหลังโดยกระบวนการทางรังสีสำหรับใช้ในการเกษตรกรรม” เลขที่คำขอ 1701004667
created: Feb 2024 Pattra