การปรับปรุงพันธุ์ข้าว

พันธุ์ข้าวที่ดีจะให้ผลิตผลสูง และมีคุณภาพดีกว่าพันธุ์ข้าวที่ไม่ดี และเป็นที่ยอมรับกันทั่วไปว่า พันธุ์ข้าวที่ดีเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ สำหรับการเกษตรแผนใหม่ ซึ่งการเกษตรแผนใหม่ มีจุดประสงค์ที่จะปลูกพืชที่ตลาดต้องการ ให้ได้ผลิตผลสูง และทำรายได้ที่คุ้มค่า ให้กับกสิกรผู้ปลูก

การเกษตรแผนใหม่ มีองค์ประกอบต่างๆ ดังนี้
      การปลูกพืชพันธุ์ดี และเหมาะสมกับท้องถิ่น
      การใส่ปุ๋ยบำรุงดิน
      การปราบวัชพืช
      การป้องกันกำจัดโรค และแมลงศัตรูพืช
      การชลประทาน เพื่อให้มีน้ำเพียงพอกับความต้องการของพืช
โดยเหตุนี้การปรับปรุงพันธุ์ เพื่อให้ได้ข้าวพันธุ์ดี จึงมีความสำคัญยิ่ง และการปรับปรุงพันธุ์ข้าวได้มีมาตั้งแต่สมัยโบราณ เพราะมนุษย์มีนิสัยอยากจะได้ของที่ดียิ่งๆ ขึ้นไป อย่างไรก็ตาม วิธีการปรับปรุงพันธุ์ในสมัยก่อน และในสมัยปัจจุบันนั้น มีความแตกต่างกันมากมาย เพราะมนุษย์ในปัจจุบันได้เรียนรู้ถึงวิชาการต่างๆ มากกว่าในสมัยก่อน ฉะนั้น วิธีการปรับพันธุ์ข้าวในปัจจุบัน จึงดีกว่าสมัยก่อน และงานปรับปรุงพันธุ์ข้าวในปัจจุบัน สถาบันวิจัยข้าว กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ เป็นผู้ดำเนินงาน ซึ่งวิธีการปรับปรุงพันธุ์ข้าวพอสรุปได้ดังนี้

๑. การเอาพันธุ์ข้าวจากท้องที่ต่างๆ เข้ามาปลูก 

เป็นที่ทราบกันว่า พันธุ์ข้าวที่ปลูกในท้องที่ต่างๆ ภายในประเทศ หรือพันธุ์ข้าวที่ปลูกในประเทศต่างๆ นั้น มีความแตกต่างกัน ทั้งลักษณะภายนอกและพันธุกรรม จึงสมควรเอามาปลูกเพื่อศึกษาลักษณะต่างๆ ของมัน จากการศึกษาพบว่า พันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ ซึ่งเอามาจากท้องที่อำเภอบางคล้า จังหวัดฉะเชิงเทรา ซึ่งอยู่ในภาคกลาง เมื่อเอาไปปลูกในท้องที่จังหวัดสุรินทร์ จะให้ผลิตผลสูง และคุณภาพเมล็ดได้มาตรฐาน เหมาะกับสภาพของท้องถิ่น จนกระทั่งบัดนี้พันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ ได้มีการปลูกกันอย่างแพร่หลาย ในจังหวัดต่างๆ ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย ในทำนองเดียวกันพันธุ์ข้าวเหนียวสันป่าตอง จากอำเภอ สันป่าตอง จังหวัดเชียงใหม่ เมื่อเอาไปปลูกในภาค ตะวันออกเฉียงเหนือก็ให้ผลิตผลสูงและคุณภาพเมล็ดได้ มาตรฐาน นี่คือ ผลดีของการเอาพันธุ์ข้าวจากท้องที่หนึ่ง ไปทดลองปลูก เพื่อศึกษาในอีกท้องที่หนึ่ง ซึ่งเป็นวิธีการปรับปรุงพันธุ์ที่เรียกว่า อินโทรดักชัน (introduction) นอกจากนี้ เรายังได้พบพันธุ์ข้าวไออาร์ ๘ (IR8) จากสถาบันวิจัยข้าวระหว่างชาติ ณ ประเทศ ฟิลิปปินส์ ซึ่งมีความต้านทานต่อโรคใบสีส้ม ต้นเตี้ย ให้ผลิตผลสูงเมื่อใส่ปุ๋ยมากขึ้น เมื่อเอาพันธุ์นี้ผสมกับ พันธุ์ไทยชื่อ เหลืองทอง ซึ่งมีลำต้นสูง ไม่ต้านทาน โรคใบสีส้ม คุณภาพเมล็ดได้มาตรฐาน จะให้ลูกผสมที่ ดี จนสามารถคัดเลือกได้สายพันธุ์ดีที่ให้ผลิตผลสูง ต้าน ทานโรคใบสีส้ม คุณภาพเมล็ดได้มาตรฐาน และตอบ สนองต่อปุ๋ยสูง ซึ่งสายพันธุ์ดีนี้ต่อมาได้ออกขยายให้ ชาวนาปลูก ชื่อ กข.๑ ขณะนี้ชาวนาโดยเฉพาะผู้ปลูก ข้าวนาปรัง ได้รู้จักข้าว กข.๑ เป็นอย่างดี ฉะนั้น พันธุ์ ข้าวที่เอามาจากท้องที่ต่าง ๆ ทั้งภายใน และภายนอกประเทศนั้น อาจใช้เป็นพันธุ์ดีสำหรับปลูกหรือใช้เป็น พันธุ์พ่อแม่ในการผสมพันธุ์ก็ได้ 

๒. การคัดเลือกพันธุ์ 

ปกติพันธุ์ข้าวที่เอามาจากท้องถิ่นต่างๆ นั้น มีจำนวนมาก จนไม่สามารถคัดเลือกได้ทันทีว่า พันธุ์ใดดี พันธุ์ใดไม่ดี ด้วยเหตุนี้ จึงต้องเอาพันธุ์เหล่านั้นมาปลูก ทดสอบและเปรียบเทียบเพื่อคัดเลือก ซึ่งการคัดเลือก ก็มีหลายวิธีด้วยกันดังนี้

๑) การคัดเลือกพันธุ์หมู่ (mass selection) 

โดยเอา เมล็ดพันธุ์ของแต่ละพันธุ์มาปลูก เพื่อคัดเลือกหาต้นที่ มีลักษณะดีและเหมือนกันไว้เป็นจำนวนมาก แล้วเก็บ เกี่ยวเมล็ดจากต้นเหล่านี้รวมกัน เพื่อปลูกเปรียบเทียบ และทดสอบหาพันธุ์ที่ดีที่สุด เช่น ให้ผลิตผลสูง คุณภาพ เมล็ดได้มาตรฐาน ต้านทานต่อโรคและแมลงที่สำคัญๆ

๒) การคัดเลือกพันธุ์แท้ (pure line selection) 

พันธุ์แท้ หมายถึง กลุ่มของต้นลูกที่เกิดจากการผสมตัว เองในต้นเดียวกัน และต่างก็มีลักษณะเหมือนต้นเดิม ฉะนั้น การคัดเลือกแบบนี้จึงเป็นการคัดเลือกหาต้นที่ มีลักษณะดี แต่ละต้นที่คัดเลือกเก็บเกี่ยวเมล็ดแยกกัน เพื่อเอาไปปลูกทดสอบเป็นสายพันธุ์ต่างๆ และสายพันธุ์ที่ดีเท่านั้น จะได้รับการคัดเลือก เช่น สายพันธุ์ที่ให้ผลิต ผลสูง คุณภาพเมล็ดได้มาตรฐาน ต้านทานต่อโรคและแมลงที่สำคัญๆ และทุกต้นในสายพันธุ์มีลักษณะเหมือนกัน

๓. การผสมพันธุ์

พันธุ์ข้าวที่ได้มาจากท้องถิ่นต่างๆ ทั้งภายในและภายนอกประเทศ ส่วนใหญ่จะเป็นพันธุ์ที่มีลักษณะดี เพียงลักษณะหนึ่งลักษณะใดเท่านั้น พันธุ์เหล่านี้จึงไม่ ดีพอที่จะขยายพันธุ์ให้ชาวนาปลูกได้ เช่น พันธุ์ที่ต้าน ทานโรคมักจะให้ผลิตผลต่ำหรือคุณภาพเมล็ดไม่ได้ มาตรฐาน หรือพันธุ์ที่ให้ผลิตผลสูงก็มักจะไม่ต้านทาน โรค ฉะนั้น ต้องเอาพันธุ์ที่มีลักษณะดีคนละอย่างมา ผสมกัน เพื่อจะได้รวมเอาลักษณะดีต่างๆ ไว้ในต้นหรือพันธุ์เดียวกัน ซึ่งจะได้เป็นพันธุ์ที่ให้ผลิตผลสูง คุณภาพเมล็ดได้มาตรฐานและต้านทานโรค แต่ต้น ข้าวเป็นพืชพวกผสมตัวเอง และเมื่อผสมกันแล้ว ต้นลูก ในชั่วที่ ๒ จะมีการกระจายตัวมาก และการกระจายตัวนี้ จะลดน้อยลงเรื่อยๆ จนถึงชั่วที่ ๕ ซึ่งจะมีการ กระจายตัวน้อยที่สุด สมมุติเอาพันธุ์ต้านทานโรคผสม กับพันธุ์ไม่ต้านทานโรค ต้นลูกผสมชั่วที่ ๑ ทุกต้นจะมี ลักษณะเหมือนกัน คือ ทุกต้นต้านทานโรคหรือทุกต้น ไม่ต้านทานโรค เมื่อเอาเมล็ดจากต้นเหล่านี้ไปปลูกเป็น ชั่วที่ ๒ มันก็จะกระจายตัวออกเป็นต้นที่ต้านทานโรค และต้นที่ไม่ต้านทานโรค และเมื่อเอาต้นที่ต้านทานไป ปลูกชั่วที่ ๓ มันก็จะกระจายตัวออกเป็นต้นต้านทานและ ต้นไม่ต้านทาน ซึ่งการกระจายตัวนี้น้อยกว่าในชั่ว ที่ ๒ และเมื่อคัดเลือกเอาเฉพาะต้นที่ต้านทานไว้ปลูก ในทุกชั่วของข้าวลูกผสม ก็จะได้เป็นพันธุ์แท้ที่ต้านทานในชั่วที่ ๕ หรือชั่วที่ ๖ ซึ่งไม่มีการกระจาย ตัวเหลืออยู่อีกเลย ดังนั้น การปลูกคัดเลือกข้าวลูกผสม จึงมี ๒ วิธี ดังนี้ 
 

๑) การคัดเลือกแบบหมู่ (bulk method) 

หมายถึง การเอาข้าวลูกผสมมาปลูก โดยไม่มีการคัดเลือกใน ชั่วที่ ๒,๓ และ ๔ ทั้งนี้เพราะข้าวลูกผสมมีการกระจาย ตัวมากในระหว่างนี้ แต่จะทำการคัดเลือกในชั่วที่ ๕ หรือชั่วที่ ๖ ซึ่งเป็นชั่วที่มีการกระจายตัวน้อยหรือไม่มี การกระจายตัวเลย แล้วเอาต้นที่คัดเลือกไปปลูกเป็น สายพันธุ์ เพื่อทดสอบและเปรียบเทียบหาสายพันธุ์ดีต่อไป
๒) การคัดเลือกแบบสืบตระกูล (pedigree method) 

หมายถึง การเอาข้าวลูกผสมมาปลูกโดยมีการคัด เลือกต้นตั้งแต่ชั่วที่ ๒,๓ และ ๔ โดยคัดเลือกเอาต้นที่มี ลักษณะดี ไปปลูกเป็นสายพันธุ์ เพื่อคัดเลือกหาสายพันธุ์ ดีและต้นที่ดีในสายพันธุ์ดีต่อไปเรื่อยๆ จนถึงชั่วที่ ๕ หรือ ๖ ซึ่งในที่สุดก็จะได้สายพันธุ์ดีที่ไม่มีการ กระจายตัว การคัดเลือกแบบนี้ได้ผลดีมาก แต่สิ้นเปลือง แรงงานมากกว่าวิธีแรก    
ชาวนาหาบข้าวที่เก็บเกี่ยวแล้วไปเก็บเพื่อรอการนวด
๔. การชักนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม โดยใช้สารเคมีหรือกัมมันตภาพรังสี 

เนื่องจากสารเคมีบางจำพวก เช่น เอทีลีนไอมีน (ethylene imine EI) และเอทิลมีเทนซัลโฟเนต (ethyl methane sulfonate, EMS) และกัมมันตภาพรังสี เช่น เอกซเรย์ (X-rays) แกมมาเรย์ (gamma-rays) สามารถทำให้ส่วนประกอบของโครโมโซมเปลี่ยนแปลง ไปจากเดิม จนมีผลให้ต้นพืชนั้นมีพันธุกรรมผิดไปจาก เดิม จึงแสดงออกเป็นลักษณะใหม่ที่ไม่เคยมีในพันธุ์นั้น มาก่อนเลย เพื่อเปิดโอกาสให้นักบำรุงพันธุ์พืชได้คัด เลือกเอาลักษณะใหม่ที่ดีไว้ ลักษณะใหม่ที่ได้นี้อาจไม่ เคยมีในโลกนี้มาก่อนก็ได้

ผลจากการปรับปรุงพันธุ์ข้าวในประเทศไทย ได้มีข้าวพันธุ์ดีหลายพันธุ์ ขยายออกให้ชาวนาปลูกในปัจจุบัน เช่น ในภาคเหนือ ได้แก่ พันธุ์เหลืองใหญ่ ๑๔๘ เหนียวสันป่าตอง ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ได้แก่ พันธุ์เหนียวสันป่าตอง ขาวดอกมะลิ ๑๐๕ น้ำสะกุย ๑๙ ในภาคกลาง ได้แก่ ปิ่นแก้ว ๕๖ ขาวปากหม้อ ๑๔๘ เหลืองประทิว ๑๓๒ กข.๒๑ กข.๒๓ ในภาคใต้ ได้แก่ พันธุ์นางพญา ๑๓๒ กข.๑๓ และเผือกน้ำ ๔๓ อย่างไร ก็ตาม พันธุ์เหล่านี้จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงในอนาคต เพราะโรคและแมลงศัตรูข้าวชนิดใหม่ๆ จะมีเกิดขึ้น ซึ่งพันธุ์เหล่านี้ อาจไม่ต้านทานในเวลานั้น จึงจำเป็นต้อง หาพันธุ์ใหม่มาแทน