Improvement of Papaya Pollen Flow Model For Biosafety Assessment

การปรับปรุงและพัฒนาแบบจำลองการกระจายตัวของเกสรมะละกอเพื่อประเมินความปลอดภัยทางชีวภาพ

Name: Sarunya Poma

keyword: Airborne Papaya Pollen

Abstract: Papaya is an important fruit in terms of economics and social in Thailand. Ripe papaya is an important source of vitamins. Besides, unripe papaya is a main ingredient in famous Thai menu such as papaya salad. But nowadays, papaya supplies are lacking due to the papaya ring spot disease caused by papaya ring spot virus (PRSV). A solution for this problem is genetically modified papaya (GM-papaya) which is able to resist to the disease by a genetic modification technique. But general public concerns limit the use of GM-papayas to laboratory research. One of the concerns is the cross-pollination between GM-papayas and native-papayas. In this study, an air dispersion model describing the flow behaviors of papaya pollens is developed by using CALPUFF program. The observed area is the real plantation assumed as a flat terrain at Kasetsart University Kamphaeng Saen Campus. The upper air data are collected from Thai Meteorological Department at Bang-Na meteorological station. The surface air data are collected at the actual plantation. The papaya pollens are assumed to emit from 225 square meters of source at the rate of 10,000 pollens per second. This model is able to predict the dispersion of the papaya pollens under different conditions; i.e., wind speed and direction, air temperature and humidity. The simulated pollen dispersion result is in good agreement with the actual pollen dispersion investigated in the field on April 1, 2008. Further simulations show that the papaya pollens are dispersed to the northern and northeastern directions in March, April and May. The furthest distance that the pollens can reach is within 10 kilometers around the plantation. The air temperature and humidity are found to have no significant effect to the pollen dispersion. The most important factor is wind speed. Whereas the calm wind disperses the pollens to all directions, the strong wind rapidly carries the pollens to the direction of the wind. Moreover, the developed model is used to predict the risk of cross-pollination between transgenic and non-transgenic papayas. It is found that the chance for the crosspollination would be very low (P = 0.0001) when the 25 papayas are planted at least 16 meters apart, in the case of 10,000 pollens per hour of emission rate.

Abstract: มะละกอจัดเป็นผลไม้ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจและสังคมของประเทศไทย นอกจากมะละกอสุกที่เป็นแหล่งวิตามินที่สำคัญแล้ว มะละกอดิบยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในอาหารไทย เช่น ส้มตำ แต่ในปัจจุบันจำนวนของมะละกอเกิดการขาดแคลน เนื่องจากโรคใบด่างวงแหวนอันเกิดจากไวรัสซึ่งไม่สามารถจำกัดได้ หนึ่งในวิธีการแก้ปัญหานี้คือการใช้เทคโนโลยีพันธุวิศวกรรเพื่อพัฒนาสายพันธุ์ของมะละกอให้สามารถต้านทานไวรัสได้ แต่พืชผ่านการตัดแปลงพันธุกรรมยังไม่ได้รับอนุญาตในการปลูกจริงเนื่องจากปัญหาทางด้านความปลอดภัยด้านชีวภาพ จึงต้องทำการศึกษาก่อนโดยใช้มะละกอสายพันธ์เดียวกันที่ได้ที่ไม่ได้รับการถ่าย สำหรับโครงงานวิจัยนี้ทำการศึกษาพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการกระจายตัวของเกสรมะละกอ โดยโปรแกรมแคลพัฟ พื้นที่ทำที่การศึกษาจำลองจากแปลงมะละกอจริงซึ่งทำการศึกษาอยู่ที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน โดยสมมติว่าพื้นที่เป็นแบบราบเรียบเนื่องจากมีระดับความสูงของพื้นที่ต่างกันไม่เกิน 1 เมตร ข้อมูลลมบนได้จากการเก็บข้อมูลของกรมอุตุนิยมวิทยา สถานีตรวจวัดอากาศบางนา และข้อมูลลมพื้นผิวได้จากข้อมูลลมจากสถานีตรวจวัดอากาศที่แปลงปลูกจริง แบบจำลองสร้างขึ้นโดยสมมติว่าอัตราการปล่อยเกสรมะละกอเท่ากับ 10,000 เกสรต่อวินาที จากพื้นที่ 225 ตารางเมตร พบว่าในเดือนมีนาคมและเมษายน เกสรมะละกอส่วนใหญ่กระจายตัวไปในทิศเหนือ และเปลี่ยนทิศไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือในเดือนพฤษภาคม ระยะทางไกลสุดที่เกสรมะละกอปลิวไปถึงห่างจากศูนย์กลางแปลงปลูกไม่เกิน 10 กิโลเมตร จาการศึกษาปัจจัยต่างๆ พบว่าอุณหภูมิและความชื้นไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการกระจายตัวของเกสรมะละกอ ส่วนปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือ ความเร็วและทิศทางลม เมื่อความเร็วลมเพิ่มขึ้น เกสรมะละกอจะปลิวในทิศทางเดียวกับทิศทางลม และกระจายตัวหายไปเร็วขึ้น ในกรณีของลมสงบเกสรมะละกอจะค่อยๆกระจายตัวไปรอบทิศทางเป็นวงกลมช้าๆและลอยอยู่นานกว่ากรณีที่ลมมีความเร็วมากกว่าจากการเปรียบเทียบผลแบบจำลองกับผลการทดลองของเดือนเมษายน พบว่าเกสรมะละกอค่อนข้างปลิวในทิศทางเดียวกันคือทิศเหนือของแปลงปลูก และจากการประเมินความเสี่ยงในการเกิดการผสมข้ามพันธุ์ด้วยวิธีการวิเคราะห์ความน่าจะเป็นโดยสมมติว่าการผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นแน่นอนเมื่อเกสรมะละกอตกลงบนกลีบดอกมะละกอจากแบบจำลองพบว่าตำแหน่งไกลสุดที่โอกาสของการผสมข้ามพันธุ์เท่ากับ 0.0001 อยู่ห่างจากศูนย์กลางแปลงมะละกอไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ 16 เมตร ในกรณีที่อัตราการปล่อยเกสรมะละกอเท่ากับ 10,000 เกสรต่อชั่วโมงจาก 25 ต้นมะละกอ

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Asawin Meechai

Role: Advisor

Created: 2552-12-27

Modified: 2552-12-27

Issued: 2009-12-27

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CHE1991

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Chemical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHE1991.pdf	1.4 MB	59	2024-12-18 14:44:38
2	CHE1991ab.pdf	26.32 KB	26	2024-12-18 14:45:46

ใช้เวลา

0.032795 วินาที