Carbon Partitioning ในอ้อยระยะเร่งลำ: บทบาทโพแทสเซียมต่อแรงดันออสโมติก การเคลื่อนย้ายซูโครส และค่า CCS

บทคัดย่อ
อ้อย (Saccharum spp.) เป็นพืชเศรษฐกิจที่ผลผลิตและคุณภาพถูกกำหนดโดยประสิทธิภาพของการจัดสรรคาร์บอน (carbon partitioning) ระหว่างการเจริญทางลำต้นและการสะสมซูโครสในปล้อง บทความนี้วิเคราะห์กลไกสรีรวิทยาในระยะเร่งลำช่วงต้นฤดูแล้ง โดยเน้นบทบาทของโพแทสเซียม (K) ต่อการควบคุมแรงดันออสโมติก การขยายเซลล์ และการเคลื่อนย้ายซูโครสผ่านท่อลำเลียงอาหาร ตลอดจนบทบาทของแมกนีเซียม (Mg) ต่อเสถียรภาพของระบบสังเคราะห์แสง และสังกะสี (Zn) ต่อเอนไซม์ในกระบวนการเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต พร้อมเสนอแนวทางจัดการธาตุอาหารตามช่วงอายุอ้อย เพื่อเพิ่มน้ำหนักลำและค่า CCS อย่างเป็นระบบ

บทนำ
ช่วงต้นฤดูแล้งเป็นระยะวิกฤตของอ้อย โดยเฉพาะอ้อยอายุเกิน 3 เดือนที่เริ่มเข้าสู่ระยะเร่งลำและสะสมความหวาน ความสมดุลระหว่างการขยายปล้อง (internode elongation) กับการสะสมซูโครสเป็นปัจจัยกำหนดทั้งน้ำหนักผลผลิตและค่า CCS (Commercial Cane Sugar) หากการจัดการธาตุอาหารไม่สอดคล้องกับความต้องการเชิงสรีรวิทยา พืชอาจขยายลำได้ดีแต่ความหวานต่ำ หรือสะสมความหวานดีแต่ลำไม่สมบูรณ์ ดังนั้นแนวคิด carbon partitioning จึงเป็นกรอบวิเคราะห์สำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพผลผลิต

วิเคราะห์เชิงกลไกสรีรวิทยา
1. โพแทสเซียม (K): กลไก Osmotic Regulation และ Cell Expansion
K เป็นไอออนหลักที่ควบคุมแรงดันออสโมติกภายในเซลล์พืช การสะสม K ในแวคิวโอลช่วยเพิ่มแรงดันเต่ง (turgor pressure) ส่งผลให้เซลล์ปล้องยืดตัวและขยายขนาดได้เต็มศักยภาพ ในระยะเร่งลำ การมี K เพียงพอจึงสัมพันธ์โดยตรงกับความยาวปล้อง เส้นผ่านศูนย์กลางลำ และน้ำหนักสด
ภายใต้สภาพต้นฤดูแล้งที่ความชื้นดินลดลง K ยังช่วยควบคุมการเปิด–ปิดปากใบ (stomatal regulation) ทำให้พืชรักษาสมดุลน้ำและคงประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงได้ดีขึ้น

2. K กับการควบคุม Phloem Loading และการสะสมซูโครส
ซูโครสที่สร้างจากใบต้องถูกลำเลียงผ่าน phloem ไปยังปล้องสะสมอาหาร กระบวนการ phloem loading ต้องอาศัยความต่างศักย์ออสโมติกซึ่ง K มีบทบาทสำคัญ การมี K เพียงพอช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเคลื่อนย้าย photoassimilates ลงสู่ลำ
นอกจากนี้ K ยังมีบทบาทกระตุ้นเอนไซม์สำคัญในกระบวนการสังเคราะห์และสะสมซูโครส ส่งผลต่อค่า CCS โดยตรง กล่าวได้ว่า K เป็นตัวเชื่อมระหว่าง “ปริมาณลำ” และ “คุณภาพความหวาน”

3. แมกนีเซียม (Mg): เสถียรภาพคลอโรฟิลล์และประสิทธิภาพ PSII
Mg เป็นองค์ประกอบศูนย์กลางของโมเลกุลคลอโรฟิลล์ และมีบทบาทในกระบวนการถ่ายทอดพลังงานแสงในระบบ PSII หาก Mg ไม่เพียงพอ ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงจะลดลง ใบซีดและเสื่อมเร็ว ส่งผลให้กำลังผลิตคาร์บอน (source strength) ลดลง
ในระยะเร่งลำ การรักษาใบให้เขียวทนและทำงานได้ยาวนานคือปัจจัยคงเสถียรภาพของการสะสมซูโครส

4. สังกะสี (Zn): เอนไซม์ใน Carbohydrate Metabolism
Zn ทำหน้าที่เป็น cofactor ของเอนไซม์หลายชนิดในกระบวนการเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต และเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฮอร์โมนออกซิน ซึ่งมีผลต่อการเจริญของปล้องและการแบ่งเซลล์ การขาด Zn ทำให้การใช้คาร์บอนไม่มีประสิทธิภาพ แม้มี K เพียงพอก็ตาม
ดังนั้น Mg และ Zn จึงเป็นกลไกสนับสนุนที่ทำให้ K แสดงศักยภาพได้เต็มที่

การจัดการธาตุอาหารตามช่วงอายุอ้อย
ระยะปลูก–90 วัน: สร้าง Canopy และ Source Capacity
ช่วงนี้ต้องเน้นการสร้างพื้นที่ใบและโครงสร้างต้น เพื่อเพิ่มศักยภาพการผลิตคาร์บอน
แนวทางเสริมทางใบ:
FK-1 (20-20-20 + Mg + Zn)
อัตราใช้ทั่วไป
ถุง NPK 25–50 กรัม
ถุง Mg+Zn 25–50 กรัม
ผสมน้ำ 20 ลิตร ฉีดพ่นทางใบ
เป้าหมายคือสร้าง canopy แข็งแรง ใบเขียวเข้ม และรากสมบูรณ์ เพื่อเตรียมเข้าสู่ระยะเร่งลำ

หลัง 90 วัน: เร่งลำและสะสมความหวาน
เมื่ออ้อยเข้าสู่ระยะเร่งลำ ต้องปรับสัดส่วนธาตุอาหารให้สอดคล้องกับ carbon partitioning
FK-3S (5-10-40 + Mg + Zn)
สูตรเน้นโพแทสเซียมสูง 40% สนับสนุนการขยายปล้อง การเคลื่อนย้ายซูโครส และการสะสมความหวาน
อัตราใช้
ถุง NPK 25–50 กรัม
ถุง Mg+Zn 25–50 กรัม
ผสมน้ำ 20 ลิตร ฉีดพ่นทางใบ
การเปลี่ยนสูตรในจังหวะนี้คือการเปลี่ยนจาก “สร้างลำ” สู่ “เพิ่มคุณภาพลำ” อย่างเป็นระบบ

สรุป
Carbon partitioning ในอ้อยไม่ใช่เพียงเรื่องของปริมาณปุ๋ย แต่เป็นเรื่องของจังหวะและสัดส่วนธาตุอาหาร ระยะต้นต้องสร้างแหล่งผลิต (source) ให้แข็งแรง ระยะเร่งลำต้องเพิ่มแรงดึงดูดและประสิทธิภาพการสะสมซูโครส (sink strength) ผ่านบทบาทของ K เสริมด้วย Mg และ Zn เมื่อการจัดการสอดคล้องกับสรีรวิทยาพืช ผลลัพธ์คือปล้องยาว น้ำหนักดี และค่า CCS เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

เอกสารอ้างอิง (ตัวอย่าง)
Moore, P. H. (1995). Temporal and spatial regulation of sucrose accumulation in sugarcane.
Taiz, L., & Zeiger, E. (2015). Plant Physiology and Development.
Marschner, P. (2012). Mineral Nutrition of Higher Plants.
El-Sharkawy, M. A. (2004). Cassava and sugarcane physiological responses (comparative physiology context).