โดยอาจารย์ ดร.สรวีย์ ธัญญมาดา จากเนื้อหารายวิชาสรีรวิทยาของพืชเบื้องต้น

✍️ เผยแพร่ วันที่ 30 กรกฎาคม 2569

"น้ำ" คืออะไร สำคัญแค่ไหนกับพืช และการลำเลียงน้ำสำคัญกับพืชอย่างไร...? บทความนี้จะพาไปรู้จักกับสิ่งที่อยู่ใกล้ตัวเรามากที่สุด และเป็นสิ่งที่เราต้องให้ความสำคัญมากที่สุด

น้ำ (Water)

เป็นสารที่ประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน 2 อะตอม และ อะตอมของออกซิเจน 1 อะตอม มาอยู่ด้วยกันเป็นสารประกอบ เป็นสารที่พบได้มากกว่า 70% ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตและมนุษย์ ในพืชที่เป็นไม้ยืนต้นมีน้ำเป็นส่วนประกอบ 30-50% พืชผักกินหัว เช่น หัวไชเท้า แครอท อาจมีได้สูงถึง 95% ในขณะที่น้ำในเมล็ดพืชนั้นมีเพียง 5-15% เท่านั้น ในบทความนี้เราจะพูดถึงแค่ความสัมพันธ์ของน้ำกับพืชเท่านั้น

น้ำจำเป็นต่อพืชอย่างไร...?

น้ำที่อยู่ในพืชทำหน้าที่หลากหลาย ดังนี้

1.  น้ำเป็นส่วนประกอบสำคัญของเซลล์ ทำให้เซลล์มีความ "เต่ง" : พืชมีผนังเซลล์ที่ช่วยทำให้เซลล์คงรูปคงตัวอยู่ได้ แต่ถ้าพืชขาดน้ำไป ก็จะทำให้แรงดันเต่งที่เกิดจากการที่น้ำดันผนังเซลล์นั้นลดลง และทำให้เซลล์ไม่สามารถมาคงรูปอยู่ได้ เกิดปรากฏการณ์ที่เราเห็นได้เวลาที่พืชขาดน้ำคือ ต้นจะเริ่มแสดงอาการเหี่ยวเฉา 

2. น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดี : เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นขั้วของน้ำ ทำให้น้ำสามารถละลายแร่ธาตุต่างๆ ในดิน เพื่อให้พืชนำไปใช้ได้เป็นอย่างดี 

3. น้ำเป็นส่วนหนึ่งในการทำปฏิกิริยาเคมีในพืช : เช่น ปฏิกิริยาการสลายแป้งเป็นน้ำตาล จะต้องอาศัยน้ำเป็นตัวทำปฏิกิริยาสำคัญ

4. น้ำช่วยลดความร้อนให้กับพืชได้ : เนื่องจากพืชไม่เหมือนสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่สามารถเคลื่อนที่เพื่อหลบความร้อนจากแสงแดดได้ พืชจึงต้องมีกลไกในการช่วยลดความร้อนที่ได้รับจากแสงแดด ป้องกันไม่ให้เซลล์ถูกทำลายจากความร้อน การคายน้ำ เป็นกลไกหนึ่งที่สำคัญที่จะทำให้พืชสามารถลดความร้อนในตัวได้ เนื่องจาก ในการระเหยของไอน้ำจากปากใบ (การคายน้ำ) จะนำพาพลังงานความร้อนออกไปด้วย (คล้ายกับเวลาที่มนุษย์มีเหงื่อออก) ทำให้พืชสามารถกำจัดความร้อนส่วนเกินออกไปได้

การลำเลียงน้ำคืออะไร...?

การเกิดการลำเลียงน้ำในพืช คือการที่น้ำเคลื่อนที่จากสิ่งแวดล้อมภายนอก ไม่ว่าจะเป็นจาก ดิน หรือ อากาศ เข้าสู่พืช เพื่อให้พืชนำไปใช้ในกระบวนการต่างๆ เช่น ไปใช้เป็นส่วนประกอบของเซลล์ ใช้ในปฏิกิริยาเคมี และลดความร้อนผ่านการคายน้ำ โดยการลำเลียงน้ำของพืช หากพิจารณาดีๆแล้วจะพบว่า เป็นกิจกรรมที่ดำเนินไปในทิศทางตรงข้ามกับกฎเกณฑ์ของธรรมชาติ เนื่องจากน้ำจะเคลื่อนที่จากรากสู่ยอด ซึ่งสวนทางกันกับทิศทางของแรงโน้มถ่วง โดยในบทความนี้จะขออธิบายลำดับการลำเลียงน้ำ จากปลายรากสู่ปากใบ ตามลำดับ ดังนี้

1. น้ำที่เกาะเป็นฟิล์มที่อนุภาคของดิน จะแพร่ผ่านเข้าสู่เซลล์ขนรากของพืชผ่านการแพร่แบบออสโมซิส (คือการแพร่ของน้ำผ่านเยื่อเลือกผ่าน ที่เกิดจากความแตกต่างของค่าชลศักย์ หรือ วอเตอร์โพเทนเชียล) โดยน้ำในดินมีค่าวอเตอร์โพเทนเชียลมากกว่าในราก น้ำจึงแพร่จากในดินสู่ราก ซึ่งน้ำที่เป็นตัวทำละลายที่ดี ก็จะช่วยละลายธาตุอาหารในดินและนำพาเข้าสู่รากได้ด้วย

2. จากนั้นน้ำจะแพร่ผ่านเซลล์ของรากไปตามแนวขวางเข้าสู่ท่อลำเลียงน้ำ (ไซเล็ม) เพื่อเตรียมพร้อมที่จะถูกลำเลียงไปสู่ด้านบน 

3. เมื่อน้ำแพร่เข้ามามากในรากจะเกิดแรงดันที่ชื่อว่า "แรงดันราก" ที่ช่วยดันก้อนของน้ำขึ้นไป แต่ทว่าแรงดันนี้เพียงอย่างเดียวก็ไม่มากพอที่จะทำให้น้ำเคลื่อนที่ขึ้นไปสู่ด้านบนได้ พืชยังต้องอาศัยแรงอีกชนิดหนึ่งที่เกิดจากคุณสมบัติความเป็นขั้วของน้ำ นั่นก็คือ "แรงคาพิลลารี่" 

4. แรงคาพิลลารี่ เป็นแรงที่เกิดจากแรงเชื่อมแน่น (แรงระหว่างโมเลกุลชนิดเดียวกัน กรณีนี้คือ แรงที่น้ำยึดน้ำด้วยกันเอง) และ แรงยึดติด (แรงระหว่างโมเลกุลสารต่างชนิดกัน กรณีนี้คือ โมเลกุลน้ำกับโมเลกุลของผนังท่อลำเลียงน้ำ) แรงคาพิลลารี่นี้เป็นแรงที่เกิดขึ้นและทำให้ของเหลวเคลื่อนที่ขึ้นไปในท่อขนาดเล็กมากๆ ได้ โดยการที่ของเหลวจะเคลื่อนที่ไปได้สูงมากน้อยเพียงใดนั้น จะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารชนิดนั้นๆ และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ในกรณีที่เป็นสารชนิดเดียวกัน ยิ่งท่อมีขนาดเล็กมากเท่าไหร่ ของเหลวก็จะยิ่งขึ้นไปได้สูงมากเท่านั้น ดังนั้น แรงนี้เองที่ช่วยดึงให้น้ำเคลื่อนที่ขึ้นไปตามท่อลำเลียงน้ำที่มีขนาดเล็กได้สูง

5. น้ำที่เคลื่อนตัวขึ้นมาจนถึงใบ จะแพร่แบบออสโมซิสตามแนวขวางไปสู่ส่วนเปิดส่วนสุดท้ายของต้นไม้คือปากใบ และเกิดแรงสุดท้ายที่เป็นแรงที่สำคัญที่สุดในการเคลื่อนที่ของน้ำก็คือ แรงดึงที่เกิดจากการคายน้ำที่ปากใบ ซึ่งถ้าหากปากใบปิด ด้วยปัจจัยต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอากาศร้อน แสงแดดจ้า หรือลมแรง ก็จะไม่เกิดการคายน้ำ และแรงสุดท้ายที่จะดึงน้ำขึ้นจากรากสู่ยอดก็จะหายไปด้วย และไม่ใช่แค่น้ำที่ไม่เกิดการเคลื่อนที่ แต่แร่ธาตุที่ละลายมากับน้ำก็จะไม่เกิดการเคลื่อนที่ด้วย จึงกล่าวได้ว่า แม้ว่าเราจะบำรุงต้นไม้ด้วยปุ๋ยมากเพียงใด แต่ถ้าปากใบไม่เปิด ไม่เกิดการคายน้ำ ก็จะไม่เกิดการลำเลียงปุ๋ย การใส่ปุ๋ยของเราก็จะสูญเปล่า...

โดยสรุป หากเราต้องการให้พืช "กิน" ปุ๋ย (ลำเลียงธาตุอาหาร) ที่เราบรรจงคำนวณและใส่ให้ในปริมาณที่พอเหมาะ และนำไปใช้ในการผลิตผลผลิตที่เราต้องการ เราจำเป็นจะต้องเข้าใจกลไกลการลำเลียงของน้ำ และความสำคัญของกลไกดังกล่าว เพื่อให้เราสามารถจัดการการใส่ปุ๋ยให้ได้อย่างรอบคอบ และมีประสิทธิภาพมากที่สุด ในบทความต่อไป จะมากล่าวถึงการคายน้ำและปัจจัยที่ส่งผลให้เกิดการคายน้ำ เพื่อให้ผู้อ่านเข้าใจกระบวนการการลำเลียงน้ำและสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการผลิตผลผลิตทางการเกษตรได้

บรรณานุกรม

• ดนัย บุณยเกียรติ.  2556.  สรีรวิทยาหลังการเก็บเกี่ยวผลิตผลพืชสวน.  กรุงเทพมหานคร: โอเดียนสโตร์

• ประศาสตร์ เกื้อมณี.  2560.  เซลล์และเนื้อเยื่อพืช.  พิมพ์ครั้งที่ 1.  กรุงเทพมหานคร: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

• ลิลลี่ กาวีต๊ะ และคนอื่นๆ.  2560.  สรีรวิทยาของพืช.  พิมพ์ครั้งที่ 4.  กรุงเทพมหานคร: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.

• เอกสารการสอนชุดวิชา วิทยาศาสตร์การผลิตพืช หน่วยที่ 1-7 มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช