การพัฒนาไฮโดรเจลอัลจิเนต–พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ผสมนาโนซิงค์ออกไซด์ เพื่อควบคุมโรคเน่าคอดินที่เกิดจากเชื้อรา Pythium deliense และปลดปล่อยไนโตรเจนในการปลูกมะเขือเทศสีดา
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาและประเมินประสิทธิภาพของไฮโดรเจลจากอัลจิเนต-พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ที่เสริมด้วยซิงค์ออกไซด์อนุภาคนาโน (ZnO-NPs) และยูเรีย เพื่อประยุกต์ใช้เป็นวัสดุเชิงหน้าที่สำหรับการควบคุมเชื้อรา Pythium deliense สาเหตุของโรคเน่าคอดินในมะเขือเทศสีดา ควบคู่กับการเพิ่มประสิทธิภาพการปลดปล่อยไนโตรเจนในดิน ผลการศึกษาพบว่าไฮโดรเจลที่พัฒนาขึ้นมีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญเส้นใยของเชื้อราและขึ้นกับความเข้มข้นของ ZnO-NPs โดยพบว่า ZnO-NPs ที่ความเข้มข้นตั้งแต่ 1.00% (w/v) สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อราได้ 100% และไฮโดรเจลสูตร A2.5P20 ให้ประสิทธิภาพการยับยั้งเชื้อราสูงสุดเท่ากับ 90.15% และมีประสิทธิภาพสูงกว่าสารควบคุมเชิงพาณิชย์ (สาร Captan) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ โดยจากการวิเคราะห์พฤติกรรมการปลดปล่อยไนโตรเจนของไฮโดรเจลสูตร A2.5P20 สอดคล้องกับแบบจำลอง Higuchi และ Korsmeyer–Peppas สะท้อนถึงกลไกการปลดปล่อยแบบผสมที่ควบคุม โดยการแพร่และการบวมของโครงข่ายพอลิเมอร์ ขณะที่ไฮโดรเจลสูตร A2.5P40 แสดงอัตราการบวมสูงถึง 292% ในรอบที่ 5 และสามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ภายใน 54 วัน การทดสอบทางชีวภาพยืนยันว่าไฮโดรเจลสูตร A2.5P20 สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของต้นกล้ามะเขือเทศสีดาได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับชุดควบคุม และไฮโดรเจลที่ไม่ผสม ZnO-NPs ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ไฮโดรเจลที่พัฒนาขึ้นมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้เป็นวัสดุการเกษตรเชิงหน้าที่สำหรับการจัดการโรคพืช การลดการสูญเสียไนโตรเจน และการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ธาตุอาหารในระบบเกษตรกรรมอย่างยั่งยืน
Article Details
เอกสารอ้างอิง
กรมวิชาการเกษตร. (2563). เทคโนโลยีการผลิตมะเขือเทศแบบผสมผสาน. สำนักวิจัยและพัฒนาการเกษตรเขตที่ 3.
ตรีสวัสดิ์ คุณาณัต. (2022). การเตรียมเม็ดไฮโดรเจลสำหรับบรรจุน้ำมันเมล็ดชา. [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย]. Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/6509
นิละมัย แสนสุภา, จักรพงษ์ กางโสภา, ประนอม ยังคำมั่น และฉัตรสุดา เผือกใจแผ้ว. (2564). ผลของการเคลือบเมล็ดร่วมกับ Streptomyces sp. CU-02 ต่อคุณภาพ และการควบคุมโรคเน่าคอดินในผักกาดขาวปลี. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มรย., 7(1), 57–65.
อริยกานนท์ นัยนันท์. (2551). เอกสารประกอบการ สอนวิชา 2308453 ปฏิบัติการปฐพีวิทยา ศาสตร์สิ่งแวดล้อม. ภาควิชาวิทยาศาสตร์ ทั่วไป คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์ มหาวิทยาลัย.
Ahmed, J., Ali, M., Sheikh, H. M., Al-Kattan, M. O., Farhana, Haroon, U., Safaeishakib, M., Akbar, M., Kamal, A., Zubair, M. S., & Munis, M. F. H. (2022). Biocontrol of fruit rot of Litchi chinensis using zinc oxide nanoparticles synthesized in Azadirachta indica. Micromachines, 13(9), 1461. https://doi.org/10.3390/mi13091461
Baptista, J. P., Teixeira, G. M., Jesus, M. L. A., Bertê, R., Higashi, A., Mosela, M., Silva, D. V., Oliveira, J. P., Sanches, D. S., Brancher, J. D., Balbi-Peña, M. I., Pereira, U. P., & Oliveira, A. G. (2022). Antifungal activity and genomic characterization of the biocontrol agent Bacillus velezensis CMRP 4489. Scientific Reports, 12(1), 17401. https://doi.org/10.1038/s41598-022-22380-0
Bhatt, R., Kaur, R., & Sharma, S. (2021). 3-Dimensional cross-linked hydrophilic polymeric network “hydrogels”: an agriculture boom. Agricultural Water Management, 253, 106939. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106939
Campbell, C.L. & Madden, L.V. (1990). Introduction to plant disease epidemiology. John Wiley & Sons.
Erazo, A., Mosquera, S. A., & Rodríguez‑Paéz, J. E. (2019). Synthesis of ZnO nanoparticles with different morphology: Study of their antifungal effect on strains of Aspergillus niger and Botrytis cinerea. Materials Chemistry and Physics, 234, 172–184. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.05.075
Hussain R., Batool SA., Aizaz A., Abbas M., & Ur Rehman MA. (2023). Biodegradable packaging based on poly(vinyl alcohol) and carboxymethyl cellulose films incorporated with ascorbic acid for food packaging applications. ACS Omega, 8(45), 42301–42310. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c04397
Lee, K. Y., & Mooney, D. J. (2012). Alginate: properties and biomedical applications. Progress in Polymer Science, 37(1), 106–126. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci. 2011.06.003
Liu, M., Liang, R., Zhan, F., Liu, Z., & Niu, A. (2017). Preparation of superabsorbent slow-release nitrogen fertilizer by inverse suspension polymerization. Polymer International, 56(6), 729-737. https://doi.org/10.1002/pi.2196
Patra, P., Mitra, S., Debnath, N., & Goswami, A. (2012). Biochemical-, biophysical-, and microarray-based antifungal evaluation of the buffer-mediated synthesized nano zinc oxide: An in vivo and in vitro toxicity study. Langmuir, 28(49), 16966–16978. https://doi.org/10.1021/la304120k
Peppas, N. A., Bures, P., Leobandung, W., & Ichikawa, H. (2000). Hydrogels in pharmaceutical formulations. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 50(1), 27–46. https://doi.org/10.1016/S0939-6411(00)00090-4
Robideau, G. P., de Cock, A. W. A. M., Coffey, M. D., Voglmayr, H., Brouwer, H., Bala, K., Chitty, D. W., Désaulniers, N., Eggertson, Q. A., Gachon, C. M. M., Hu, C.-H., Küpper, F. C., Rintoul, T. L., Sarhan, E., Verstappen, E. C. P., Zhang, Y., Bonants, P. J. M., Ristaino, J. B., & Lévesque, C. A. (2011). DNA barcoding of oomycetes with cytochrome c oxidase subunit I and internal transcribed spacer. Molecular Ecology Resources, 11(6), 1002–1011. https://doi.org/10.1111/j.17550998.2011.03041.x
Shaviv, A. (2001). Advances in controlled-release fertilizers. Advances in Agronomy, 71, 1–49. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(01)71011-5
Shivakumara, L. R., & Demappa T. (2019). Synthesis and swelling behavior of sodium alginate/poly(vinyl alcohol) hydrogels. Turkish Journal of Pharmaceutical Sciences, 16(3), 252–260. https://doi.org/10.4274/tjps.galenos.2018.92408
Sirelkhatim, A., Mahmud, S., Seeni, A., Kaus, N. H. M., Ann, L. C., Bakhori, S. K. M., Hasan, H., & Mohamad, D. (2015). Review on zinc oxide nanoparticles: Antibacterial activity and toxicity mechanism. Nano-Micro Letters, 7(3), 219–242. https://doi.org/10.1007/s40820-015-0040-x
Subba, B., Rai, GB., Bhandary, R., Parajuli, P., Thapa, N., Kandel, DR., Mulmi, S., Shrestha, S., & Malla, S. (2024) Antifungal activity of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) on Fusarium equiseti phytopathogen isolated from tomato plant in Nepal. Heliyon, 10(22), https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e40198
Uzuhashi, S., Tojo, M., & Kakishima, M. (2010).Phylogeny of the genus Pythium and description of new genera. Mycoscience, 51(5), 337–365. https://doi.org/10.1007/S10267-010-0046-7
van der Plaats Niterink, A. J. (1981, 22 December). Monograph of the genus Pythium (Studies in Mycology, No. 21). https://www.studiesinmycology.org/index.php/volume/studies-in-mycology-no-21
Zabrieski, Z., Morrell, E., Hortin, J., Dimkpa, C., McLean, J., Britt, D., & Anderson, A. (2015). Pesticidal activity of metal oxide nanoparticles on plant pathogenic isolates of Pythium. Ecotoxicology, 24, 1305–1314. https://doi.org/10.1007/s10646-015-1505-x
Zhang, Y., Chen, L., & Zhao, J. (2022). A high strength, low friction, and biocompatible hydrogel from PVA, chitosan and sodium alginate for articular cartilage. Carbohydrate Polymers, 286, 119268. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119268
