สารเสริมประสิทธิภาพที่ใช้ทางการเกษตร (Agricultural Spray Adjuvants)

การพ่นสารเคมีเกษตรไม่ว่าจะเป็นสารป้องกันกำจัดศัตรูพืช หรือสารเร่งการเจริญเติบโตของพืช เช่น สารฆ่าแมลง สารกำจัดวัชพืช สารฆ่าไร เชื้อไวรัส เอ็น พี วี (NPV) เชื้อแบคทีเรียหรือเชื้อรากำจัดแมลง ปุ๋ย และฮอร์โมนพืช ล้วนมีเป้าหมายที่ต้นพืช แมลงศัตรูพืช เชื้อราสาเหตุโรคพืช ที่อาศัยอยู่บนส่วนต่างๆ ของพืช หรือภายในต้นพืช ขณะเดียวกันผิวของใบและต้นพืชซึ่งถือได้ว่าเป็นส่วนที่สารป้องกันกำจัดศัตรูพืชจะตกกระทบโดยตรงจะมีไขปกคลุมอยู่ซึ่งมากหรือน้อยจะขึ้นกับชนิดของพืช แม้แต่ผนังลำตัวของแมลงก็แบ่งเป็นชั้นๆ และมีคุณสมบัติมีไขมันเป็นองค์ประกอบทั้งสิ้น องค์ประกอบที่เป็นไขมันนี้จะไม่ละลายน้ำ หรือมีคุณสมบัติเป็น hydrophobic ดังนั้นบริษัทผู้ผลิตมักจะทำรูปแบบของสารป้องกันกำจัดศัตรูพืชมีส่วนผสมของตัวพาหะ (carriers)หรือส่วนที่ไม่ใช่สารออกฤทธิ์ (inert ingredient) ที่จะนำพาสารออกฤทธิ์ (Active ingredient) ให้เข้าถึงเป้าหมายคือ ผนังลำตัวของแมลง หรือเซลล์ เนื้อเยื่อของพืช ซึ่งตัวนำพาจะต้องมีความสามารถในการแทรกซึมให้ถึงจุดเป้าหมาย( site of action) ในกรณีของสารฆ่าแมลงที่ออกฤทธิ์แบบถูกตัวตายส่วนมากก็คือให้สารออกฤทธิ์เข้าถึงระบบประสาทของแมลง โดยที่บริษัทผู้ผลิตมักผสมสารนำพาแตกต่างกันไปตามสูตร (formulations) เช่น สารอีมัลซิไฟเออร์ (emulsifiers), สารแพร่หรือแผ่กระจาย (dispersing agents, spreaders) เป็นต้น อย่างไรก็ตามสารป้องกันกำจัดศัตรูพืชจะมีประสิทธิภาพมากน้อยเพียงใดหลังจากการพ่นสารไปแล้วมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องหลายประการคือ

1. คุณสมบัติทางเคมีของสาร ในกรณีของสารฆ่าแมลงคือค่าความเป็นพิษ (Toxicity) ของสารออกฤทธิ์ ค่า (Median Lethal Dose :LD50) เช่น สารที่มีค่าแอลดี 50 ที่มีค่าต่ำมาก(กลุ่มสารที่มีอันตรายร้ายแรง) แสดงว่ามีพิษสูงต่อสัตว์ทดลอง ก็มีโอกาสที่จะฆ่าแมลงได้มากกว่าสารที่มีกลไกการออกฤทธิ์จุดเดียวกัน แต่ค่าแอลดี 50 มีค่าสูง (กลุ่มสารที่มีอันตรายน้อย)
2. ความเข้มข้นและสูตรผสม (Concentration และFormulation ) เช่น สารอิมิดาโคลพริด 70%WG มีประสิทธิภาพสูงกว่าอิมิดาโคลพริด 10%SL ถ้ามีการใช้อัตราที่เท่ากัน
3. ความเข้มข้นของสารหลังจากผสมกับน้ำแล้ว หรือบางครั้งอาจมีการผสมสารมากกว่าหนึ่งชนิดอาจทำให้คุณสมบัติทางเคมี และกายภาพของสารเปลี่ยนแปลงไป
4. กลไกการออกฤทธิ์(Mode of Action) เช่น มีกลไกการออกฤทธิ์ตรงระบบประสาท จะออกฤทธิ์เร็วกว่าสารที่มีกลไกการออกฤทธิ์ที่ยับยั้งการสร้างไคติน หรือสารประเภทชีวภัณฑ์
5. คุณสมบัติทางกายภาพ(Physical Factors) ได้แก่ การระเหยตัวของสาร (Evaporation) การละลายน้ำ(Solubility), ความชอบน้ำ(hydrophilic), ความไม่ชอบน้ำ (hydrophobic), ความคงทน (Stability), ครึ่งชีวิต(Half life)
6. การดูดซึม (systemic) และการซึมผ่านใบ(translaminar movement)
7. ความเป็นกรด-ด่าง (pH)ของน้ำ
8. การผสมสารมากกว่า 1 ชนิด ควรมีการพิจารณาก่อนที่จะผสม เนื่องจากสารป้องกันกำจัดศัตรูพืชโดยเฉพาะที่เป็นสารเคมีนั้น ถ้าผสมกันจะเกิดปฏิกิริยาเคมี (Reaction) ทำให้เกิดผลตามมาหลายประการ ซึ่งได้เคยกล่าวไว้ในฉบับที่แล้ว
9. คุณสมบัติของต้นพืช ใบพืชมีพื้นผิวแตกต่างกัน บางชนิดใบเรียบ บางชนิดมีขน บางชนิดมีไขหรือมีนวล
10. ประเภทของสารฆ่าแมลงชนิดนั้นๆ ว่าเป็นสารเคมี สารสกัดจากพืชหรือสารชีวภัณฑ์
11. ชนิดของเครื่องพ่นสาร วิธีการพ่นสาร อัตราการพ่นสารต่อพื้นที่ ขนาดของหัวฉีด ระบบการพ่นสาร (น้ำมาก น้ำน้อย หรือ ULV)
12. สภาพแวดล้อมอื่นๆ เช่นอุณหภูมิ ความชื้น ปริมาณน้ำฝน แสงแดด เป็นต้น

ดังนั้นจึงมีการพัฒนาสารเสริมประสิทธิภาพ (adjuvants) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเสริมประสิทธิภาพให้สารเคมีเกษตรมีประสิทธิภาพดีเท่าที่จะเป็น หรือดียิ่งขึ้น ซึ่งคุณสมบัติโดยทั่วไปสาร adjuvants จะไม่ทำให้คุณสมบัติทางเคมีของเคมีเกษตรเปลี่ยนแปลงไป แต่จะไปปรับปรุงสภาพทางกายภาพของสารแล้วทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น เช่น ช่วยในการละลายตัว หรือการรวมตัวเข้ากับน้ำ ทำให้สารผสมมีการแผ่กระจายกว้างเกาะติดกับพื้นที่เป้าหมาย ทำให้เกาะติดผิวสัมผัสเป้าหมายดีขึ้นโดย ลดแรงตึงผิวระหว่างอนุภาคของสารกับผิวสัมผัส ทำให้มีความคงทนต่อสภาพภาพแวดล้อมโดยเฉพาะแสงอุลตร้าไวโอเล็ต ซึ่งคุณสมบัติของสารเสริมประสิทธิภาพ (adjuvants) จะแตกต่างจากสารเสริมฤทธิ์ (synergists) เนื่องจากสาร synergists จะมีคุณสมบัติเสริมฤทธิ์จากการเกิดปฏิกิริยาเคมีทำให้คุณสมบัติทางเคมีของสารป้องกันกำจัดศัตรูพืชเปลี่ยนไป มีนักวิชาการให้ความหมายของสาร adjuvants ไว้มากมายแตกต่างกันไปแต่ส่วนมากจะให้คำอธิบายไว้ใกล้เคียงกัน ได้แก่

Hassall (1990) กล่าวว่า การใช้เสริมประสิทธิภาพ (adjuvants) หรือ สารเสริมหรือสารเติม (spray supplements) ผสมลงไปกับสารป้องกันกำจัดศัตรูพืชเพื่อให้สารออกฤทธิ์(active ingredient) มีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่าที่จะเป็นไปได้ นอกจากนี้ยังกล่าวว่าสารที่เติมเพิ่มไปนั้นอาจมีคุณสมบัติ ทำให้สารที่ไม่ละลายน้ำให้สามารถละลายน้ำได้ (emulsifiers), สารที่ทำให้เกิดแผ่กระจาย (dispersing agents) หรือสารที่ทำให้เกิดความคงทน (stabilizers) จะทำหน้าที่ให้สารป้องกันกำจัดศัตรูพืชผสมเข้ากันกับน้ำได้ ส่วนชนิดอื่นๆ เช่น สารเปียกใบ (wetting agents) จะทำหน้าที่ภายหลังการพ่นสารไปกระทบส่วนต่างๆ ของพืช โดยจะทำหน้าที่ในการเพิ่มความสัมผัสระหว่างอนุภาคของสารป้องกันกำจัดศัตรูพืชกับส่วนของพืช นอกจากนี้อาจมีสารที่มีคุณสมบัติเป็นสารเกาะติด (stickers) ช่วยให้เกาะติดพืชได้ดียิ่งขึ้น เช่น คาเซอีน , น้ำมัน, เจลาติน, กาว, เรซิน, แป้ง และสาร โพลิเมอร์สังเคราะห์ (synthetic polymers) เป็นต้น

Stickle (1992) กล่าวว่า สารเสริมประสิทธิภาพ(adjuvants) ไม่ใช่สารป้องกันกำจัดศัตรูพืช แต่เป็นสารที่ใช้ร่วมหรือผสมกับสารป้องกันกำจัดศัตรูพืช โดยเรียกชื่อตามคุณสมบัติ เช่น สารลดแรงตึงผิว (surfactants), สารทำให้เกาะติด (stickers) หรือ สารที่ทำให้ละลายเข้ากับน้ำ (extenders) ซึ่งสาร adjuvants เป็นสารที่มีหน้าที่ในการจัดการให้สารป้องกันกำจัดศัตรูพืชมีประสิทธิภาพและคุณภาพดีขึ้น

Ferris and Hirrel (1992) กล่าวว่า การใช้สาร adjuvants จะสามารถลดการระเหยตัวของสารป้องกันกำจัดศัตรูพืช และจากการทดลองใช้สาร adjuvants ชื่อการค้า Penetrator โดยใช้วิธีการพ่นสารแบบน้ำน้อย (low volume spray) บนต้นฝ้ายพบว่าการใช้สารดังกล่าวจะทำให้อนุภาคของสารตกลงบนใบฝ้ายมากกว่าการไม่ผสม

โดยสรุป สาร adjuvants มีคำใช้เรียกแตกต่างกันมากมายได้แก่ activators, additives, antidotes, antidrift agents, antifoam agents, chelates, dispersing agents, conditioners, emulsifiers, enhancing agents, extenders, inorganic salts, modifiers, oils, penetrants, protectants, safeners, stickers, spreaders, surface active agents, surfactants, wetters, wetting agents และ insect repellants และสาร adjuvants เป็นส่วนสำคัญที่ใช้ร่วมกับสารเคมีเกษตร เช่น สารฆ่าแมลง สารกำจัดวัชพืช สารป้องกันกำจัดเชื้อรา สารป้องกันกำจัดไส้เดือนฝอย ฮอร์โมนพืช ปุ๋ย และสารปรับปรุงดิน

ในประเทศไทยมีการจำหน่ายสาร adjuvants มากมายหลายชนิดหลายชื่อการค้าเช่น โวล์ค เฟเซอร์ อะกรีเด็กซ์ ไทโอน่า ฟอยส์ ไตรตัน เอสเค 99 ดีซีตรอนพลัส เทนชั่น เบสมอร์ เป็นต้น ซึ่งสาร adjuvants เหล่านี้จะมีส่วนประกอบทางเคมีแตกต่างกันไปขึ้นกับวัตถุประสงค์ในการใช้ เช่น สารที่เป็นผลพลอยได้จากการผลิตน้ำมันปิโตรเลียม ได้แก่ น้ำมันปิโตรเลียม( petroleum oil, petroleum spray oil) และ น้ำมันไวท์ออยล์ (white oil) สารที่ใช้ผสมสำหรับน้ำยาล้างจาน หรือแชมพูสระผม ได้แก่ สารประกอบของเอทอกซีเลต เนเทอรอลออยล์ + อัลคิลเนเทอรอลออยล์ ( ethoxylated natural oil+ alkylated natural oil) หรือสารประกอบอัลคิล อาริลโพลีเอทอกซีเลต + อัลคิล ซัลโฟเนต อัลคิลเลตของเกลือโซเดียม ( alkyl aryl polyethoxylate + sodium salt of alkyl sulfonate alkylate) เป็นต้น ซึ่งเกษตรกรส่วนใหญ่มีการใช้อย่างแพร่หลาย และมักจะเรียกว่า ยาจับใบ อย่างไรก็ตามแม้สาร adjuvants จะเป็นสารที่มีประโยชน์ในการเสริมประสิทธิภาพของเคมีเกษตรและมีอันตรายน้อยกว่าสารฆ่าแมลงแต่ในการใช้ควรศึกษาวิธีการใช้ และคุณสมบัติต่างๆ จากฉลากให้เคร่งครัด เนื่องจากการใช้ไม่ถูกต้องอาจเกิดความเสียหายได้ เช่นการใช้ในอัตราสูงเกินไปอาจทำให้เกิดอาการเกิดพิษ (phytotoxicity) กับพืชได้ หรือสาร adjuvants บางชนิดอาจจะไปลดประสิทธิภาพของสารเคมีเกษตรได้ เช่นสารในกลุ่มของ petroleum oil ห้ามผสมกับสารกำมะถัน หรือสารบอร์โดมิกซ์เจอร์ เนื่องจากประสิทธิภาพลดลงแล้ว ยังอาจทำให้พืชใบไหม้ได้ การผสมสารจับใบควรผสมหลังสุดหลังจากการผสมสารเคมีอย่างอื่นแล้ว เนื่องจากหากสารจับใบก่อน จะทำให้เกิดฟองที่ทำให้สารเคมีมารวมกันอยู่ด้านบนการพ่นสารอาจไม่มีประสิทธิภาพเลย นอกจากนี้แล้วควรต้องเปรียบเทียบต้นทุนและประสิทธิภาพด้วย เนื่องจากคุณสมบัติและประสิทธิภาพอาจไม่แตกต่างกัน แต่ราคาอาจแตกต่างกันขึ้นกับการโฆษณา

เอกสารประกอบการเรียบเรียง
Akeson, N.B. , W.E. Steinke and D.E. Bayer . 1992 . Spray atomization respones to agricultural
formulation adjuvants. pp. 289 – 301. In Foy, C.L. 1992. (ed.). Adjuvants for
agrichemicals. CRC Press, Inc. , USA.
Ferris, M.E. and M.C.Hirrel. 1992. Disposition and dissipation of droplets applied aerially using
penetrator . pp. 279 – 287. In Foy, C.L. 1992. (ed.). Adjuvants for agrichemicals. CRC
Press, Inc. , USA.
Foy, C.L. 1992. (ed.). Adjuvants for agrichemicals. CRC Press, Inc. , USA.
Hassell, K.A. 1990. (2nd ed.). The biochemistry and use of pesticides. VCH. Publishers. 536 p.
Stickle, W.E. 1992. Theimportance of adjuvants to the agricultural chemical industry. pp. 247 –
249. In Foy, C.L. 1992. (ed.). Adjuvants for agrichemicals. CRC Press, Inc., USA.