STUDY OF ENVIRONMENT AND LED AFFECTING THE GROWTH AND BIOACTIVE COMPOUND CONTENTS OF ANOECTOCHILUS BURMANICUS ROLFE

Abstract

The objective of this research was to 1) study the environment that affects the growth of Anoectochilus burmanicus Rolfe and 2) study LEDs affecting the growth and bioactive compound contents of A. burmanicus Rolfe. For the first part; study sites were located in Ban Pong Krai Forest, Pong Yang Sub District, Mae Rim District, Chiang Mai Province. The plant survey considered two types, 9 plots 2m x 2m, and 1 plot 10m x 10m using specific sampling method at 1,000 meters above the mean sea level (MASL). Altitude, soil temperature, and light intensity were measured. Soil samples at 0-30 cm. in each plot were collected for soil properties analysis. The number and density of A. burmanicus Rolfe in each plot were collected. Morphological characteristics were recorded. The relationship between environment, plant growth, and density was subjected to analysis of Pearson’s correlation. The results of this research showed that the environment of the undisturbed dry to evergreen forest, the height at more of 1,000 meters above the mean sea level, the moderately acidic-alkaline soil, the amount of high organic matter in the soil, the moderately high nutrients in the soil and shaded conditions were suitable for the growth of A. burmanicus Rolfe.

In the second part; A. burmanicus Rolfe. were cultured in a temperature-controlled room at 25 oC under light density 20 µmolm-2s-1 .Completely Randomized Design (CRD) was conducted by exposing to LEDs red light (RL) and blue light (BL) in ratio of RL to BL was 3: 1, 1: 1, 1: 3., white LEDs (WL) and fluorescent light (FL) for 12 hours a day for 15 weeks to investigate the effects of various light qualities on growth indices, photosynthetic pigments, stomatal density and the accumulation of secondary metabolites. The results showed that WL had positive effects on A. burmanicus Rolfe ; stem high, bush width, leaf number, leaf width, root number, root length, chlorophyll A content, chlorophyll B content, total chlorophyll content and stomatal density increased significantly. RL: BL (1:3) treatment showed significantly higher stem diameter, leaf length, dry weight. FL treatment showed significantly higher fresh weight. RL:BL (1:1) showed significantly higher total phenolic contents and total polysaccharide contents than the others. RL:BL (3:1) showed significantly higher total flavonoid contents than the others.

การศึกษาปัจจัยสภาพแวดล้อมและแสง LED ที่มีผลต่อการเจริญเติบโตและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของกล้วยไม้ดินนกคุ้มไฟ (Anoectochilus burmanicus Rolfe) มีวัตถุประสงค์เพื่อ1) สำรวจและศึกษาสภาพแวดล้อมที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของกล้วยไม้ดินนกคุ้มไฟ 2) ศึกษาผลของแสง LED ที่มีต่อการเจริญเติบโตและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของกล้วยไม้ดินนกคุ้มไฟ การสำรวจและศึกษาสภาพแวดล้อมที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของกล้วยไม้ดินนกคุ้มไฟดำเนินการในพื้นที่ป่าบ้านปงไคร้ ตำบลโป่งแยง อำเภอแม่ริม จังหวัดเชียงใหม่ โดยทำการวางแปลงศึกษา แบบเจาะจง 2 แบบ คือ ขนาด 2 x 2 เมตร จำนวน 9 แปลง และขนาด 10 x 10 เมตร จำนวน 1 แปลง ที่ความสูง 1,000 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลางขึ้นไป ทำการวัดความสูงจากระดับน้ำทะเล วัดอุณหภูมิของดิน วัดความเข้มแสง ทำการเก็บดินที่ความลึก 0-30 เซนติเมตร นำมาวิเคราะห์คุณสมบัติของดิน สำรวจจำนวนต้นที่พบในแต่ละแปลง หาค่าความหนาแน่น (Density) ของจำนวนต้นต่อหน่วยพื้นที่ บันทึกลักษณะสัณฐานวิทยา จากนั้นนำมาหาค่าสหสัมพันธ์เพียร์สัน (Pearson’s Correlation Coefficient) ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าปัจจัยสภาพแวดล้อมของป่าดิบเขาที่ไม่ถูกรบกวน ที่ความสูง 1,000 เมตร จากระดับน้ำทะเลปานกลางขึ้นไป ดินมีความเป็นกรด-ด่าง ปานกลาง ปริมาณอินทรียวัตถุในดินสูง ธาตุอาหารในดินอยู่ในระดับปานกลางไปถึงสูง และความเข้มแสงต่ำ มีผลต่อการเจริญเติบโตของกล้วยไม้ดินนกคุ้มไฟ

ส่วนการศึกษาผลของแสง LED ที่มีผลต่อการเจริญเติบโต และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของกล้วยไม้ดิน นกคุ้มไฟ ทำการวางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ (Completely Randomized Design : CRD) โดยเพาะเลี้ยงต้นกล้วยไม้ดินนกคุ้มไฟในสภาพปลอดเชื้อ ภายใต้การให้คุณภาพแสงต่าง ๆ 5 กรรมวิธี คือ แสงจากหลอด LED สีแดงร่วมกับสีน้ำเงินในอัตราส่วน 3:1 1:1 1:3 แสงจากหลอด LED สีขาว และแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ ให้แสง 12 ชั่วโมงต่อวัน ที่ความเข้มแสง 20 µmolm-2s-1 เป็นเวลา 15 สัปดาห์ สุ่มเก็บตัวอย่างกรรมวิธีละ 10 ต้น เพื่อวัดการเจริญเติบโต ปริมาณคลอโรฟิลล์ จำนวนปากใบต่อพื้นที่ และประมาณสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ พบว่าแสงจากหลอด LED สีขาว ให้ความสูงลำต้น ความกว้างทรงพุ่ม จำนวนใบ ความกว้างใบ จำนวนราก และ ความยาวรากสูงที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีอื่น ในขณะที่แสงจากหลอด LED สีแดงร่วมกับสีน้ำเงิน ในอัตราส่วน 1:3 ให้ความหนาของลำต้น ความยาวใบ และน้ำหนักแห้งสูงที่สุด ส่วนต้นที่เพาะเลี้ยงภายใต้แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ ให้ปริมาณน้ำหนักสดสูงที่สุด แสงจากหลอด LED สีขาว ให้ปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ บี คลอโรฟิลล์รวม และจำนวนปากใบต่อพื้นที่สูงที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีอื่น จากการวิเคราะห์สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ พบว่าต้นกล้วยไม้ดินนกคุ้มไฟที่เพาะเลี้ยงภายใต้แสงจากหลอด LED สีแดงร่วมกับสีน้ำเงินอัตราส่วน 1:1 ให้ปริมาณฟีนอลิกรวมและพอลิแซคคาไรด์รวมสูงที่สุด ในขณะที่แสงจากหลอด LED แดงร่วมกับสีน้ำเงินอัตราส่วน 3:1 ให้ปริมาณฟลาโวนอยด์รวมสูงที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีอื่น