กลไกการสร้างหัวมันสำปะหลัง: จากการสะสมคาร์โบไฮเดรตสู่การขยายเซลล์แป้ง

มันสำปะหลัง (Manihot esculenta Crantz) เป็นพืชเศรษฐกิจสำคัญที่สะสมพลังงานในรูปคาร์โบไฮเดรต โดยเฉพาะแป้งใน “หัวใต้ดิน” ซึ่งแท้จริงแล้วคือรากที่เกิดการเปลี่ยนแปลงเชิงสรีรวิทยาเพื่อสะสมอาหาร พลังขับเคลื่อนสำคัญของกระบวนการนี้เริ่มต้นจาก “ใบ” ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งคาร์บอน (source) ผ่านการสังเคราะห์แสง และส่งต่อผลิตผลพลังงาน (photosynthates) ไปยัง “หัวมัน” ที่เป็นแหล่งสะสม (sink)

1. การสังเคราะห์แสงและการสร้างซูโครสในใบ

ใบมันสำปะหลังมีประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงสูงในช่วงเช้า โดยเฉพาะเมื่อได้รับไนโตรเจน แมกนีเซียม และสังกะสีในระดับเหมาะสม ซึ่งช่วยให้กระบวนการสร้างคลอโรฟิลล์และเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการตรึงคาร์บอนไม่ถูกจำกัด ผลผลิตสุดท้ายของกระบวนการนี้คือซูโครส (sucrose) ซึ่งจะถูกลำเลียงผ่านท่อลำเลียงอาหาร (phloem) ลงสู่รากสะสม

2. การลำเลียงคาร์โบไฮเดรตและบทบาทของโพแทสเซียม

โพแทสเซียมเป็นธาตุที่ควบคุมสมดุลแรงดันออสโมซิสในท่อลำเลียง มีผลต่ออัตราการส่งผ่านซูโครสจากใบไปสู่หัวโดยตรง การขาดโพแทสเซียมแม้เพียงเล็กน้อยจะทำให้การลำเลียงลดลง เกิดการสะสมคาร์โบไฮเดรตในใบแทนที่จะส่งต่อสู่ราก ส่งผลให้พืชดูเขียวแต่หัวโตช้า

3. การเปลี่ยนซูโครสเป็นแป้งในหัว

เมื่อซูโครสเดินทางถึงรากสะสม เอนไซม์ sucrose synthase และ ADP-glucose pyrophosphorylase จะเร่งให้เกิดการเปลี่ยนซูโครสเป็นแป้ง (starch biosynthesis) กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับระดับพลังงานภายในเซลล์ (ATP) และความสามารถของเนื้อเยื่อรากในการขยายเซลล์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมฟอสฟอรัสจึงมีความสำคัญ เพราะเป็นองค์ประกอบหลักของสารพลังงาน ATP

4. การขยายเซลล์แป้งและการสะสมต่อเนื่อง

เมื่อการสร้างแป้งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เซลล์ในเนื้อเยื่อหัวจะขยายตัวและเพิ่มจำนวนถุงแป้ง (amyloplast) ส่งผลให้หัวมันมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างเป็นระบบ โดยในระยะนี้พืชมักต้องการธาตุอาหารในสัดส่วนที่เน้นโพแทสเซียมสูง เพื่อสนับสนุนการเคลื่อนย้ายคาร์โบไฮเดรตและการควบคุมสมดุลน้ำในเซลล์

5. การเสริมประสิทธิภาพด้วยการให้ธาตุอาหารทางใบ

ในสภาวะภาคสนาม โดยเฉพาะพื้นที่ดินทรายหรือช่วงฝนทิ้งช่วง การดูดซึมทางรากอาจลดลง การให้ปุ๋ยทางใบที่มีไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม แมกนีเซียม และสังกะสีครบถ้วน เช่น *FK-1* ในระยะต้นถึงกลาง ช่วยคงประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงและสร้างคาร์โบไฮเดรตได้ต่อเนื่อง จากนั้นในช่วงหัวเริ่มขยาย (ประมาณเดือนที่ 6–9) การเปลี่ยนมาใช้ *FK-3C* ซึ่งมีโพแทสเซียมสูง จะช่วยเร่งการลำเลียงซูโครสและเพิ่มอัตราการสะสมแป้งในหัว ทำให้หัวแน่น น้ำหนักดี และเปอร์เซ็นต์แป้งสูง

---

สรุป
กลไกการสร้างหัวมันสำปะหลังเป็นผลรวมของความสัมพันธ์ระหว่าง “แหล่งสร้างพลังงาน” (ใบ) และ “แหล่งเก็บพลังงาน” (หัว) ที่ถูกควบคุมด้วยธาตุอาหารหลักและรองอย่างละเอียด การจัดการธาตุอาหารโดยเฉพาะโพแทสเซียม แมกนีเซียม และสังกะสี จึงเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มศักยภาพการสะสมแป้ง และทำให้พืชตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้นอย่างยั่งยืน

---

เอกสารอ้างอิง

* El-Sharkawy, M.A. (2004). Cassava biology and physiology. *Plant Molecular Biology*, 56(4), 481–501.
* Alves, A.A.C. (2002). Cassava botany and physiology. *In Cassava: Biology, Production and Utilization*, CABI Publishing.
* Howeler, R.H. (2014). *Sustainable cassava production in Asia: Exploring new opportunities for an ancient crop*. CIAT.

---

#มันสำปะหลัง #กลไกการสร้างหัว #โพแทสเซียมกับหัวมัน #FK1 #FK3C #สรีรวิทยาพืช #การสะสมแป้ง #เกษตรวิทยาศาสตร์