Phytomonitoring Technologies - เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (ตอนที่ 2)

ในบทความซีรีย์นี้ ผมจะทยอยนำเทคโนโลยีแต่ละตัวมาเล่าให้ฟังนะครับ แต่ช่วงแรกๆ จะเป็นการเล่าให้ฟังในภาพกว้างๆ ก่อน (โดยยังไม่ลงลึกในรายละเอียด) ว่าสถานภาพความก้าวหน้าในเรื่องของเกษตรแม่นยำสูง (Precision Farming) ที่เกี่ยวข้องกับการตรวจวัดพืชเป็นอย่างไร

ศาสตร์ด้านหนึ่งที่เป็นสาขาของเกษตรแม่นยำสูง ซึ่งกำลังได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน ก็คือ Precision Crop Protection หรือการดูแลพืชแบบแม่นยำสูง ซึ่งศาสตร์หรือเทคโนโลยีทางด้านนี้ เน้นการป้องกันและระวังภัยให้แก่พืชที่เพาะปลูกอย่างแม่นยำ ภัยที่คุกคามพืชนั้นก็ได้แก่ โรคพืช แมลง และวัชพืช ซึ่ง 3 สิ่งนี้นำมาสู่ความสูญเสียผลผลิต ที่ผ่านมา เกษตรกรมุ่งเน้นการใช้ยาปราบศัตรูพืช และมักจะใช้มากเกินความจำเป็นจนเกิดความเสียหายต่อสุขภาพ ทั้งตัวเกษตรกรและผู้บริโภคผลผลิต ทั้งยังตกค้างในสิ่งแวดล้อมทำให้ดินและน้ำเสียหายอีกด้วย ปัจจุบันจึงเกิดการเรียกร้องเพื่อให้มีการใช้ยาปราบศัตรูพืชให้น้อยลง ซึ่งก็มีวิธีการหลายๆ อย่างรวมทั้งเทคโนโลยีใหม่ๆให้เลือก หากเกษตรกรสามารถรู้ล่วงหน้า หรือ รู้แต่เนิ่นๆ ว่ากำลังจะมีโรคอะไรระบาดที่บริเวณไหนของไร่ ก็จะทำให้สามารถที่จะเลือกใช้ยาปราบศัตรูพืชเพื่อกักกันโรคได้ทัน ในบริเวณแคบๆ ก่อนที่โรคจะลุกลามไป ทำให้ไม่ต้องใช้ยาปราบศัตรูพืชมากเกินไป แต่การที่จะทำเช่นนั้นได้ เกษตรกรก็ต้องมีเทคโนโลยีที่จะเฝ้าตรวจโรคให้ได้เสียก่อน

ปัจจุบันนี้มีทางเลือกใหม่ๆ เพื่อให้ใช้ยาปราบศัตรูพืชน้อยลง เช่น การใช้วิธีการทางชีวภาพเพื่อควบคุมศัตรูพืช การใช้ฟีโรโมนในการป้องกันไม่ให้แมลงเกิดการจับคู่ขยายพันธุ์ มีคนนำเทคโนโลยีเครื่องดูดฝุ่นมาใช้กำจัดแมลง (Vincent V and Boiteau G, Pneumatic control of agricultural insect pests, in Physical Control Methods in Plant Protection, ed. by Vincent C, Panneton B and Fleurat-Lessard F. Springer, Berlin, Germany, pp. 270–281 (2002)) หรือแม้กระทั่งการนำแสง UV มาใช้กำจัดโรคพืช (Ranganna B,Kushalappa ACandRaghavan GSV,Utraviolet irradiance to control dry rot and soft rot of potato in storage. Can J Plant Pathol 19:30–35 (1997)) หรือแม้แต่เทคโนโลยีดักจับแมลงที่จะเข้ามาในไร่ ก่อนที่มันจะขยายพันธุ์ (El-Sayed AM, Suckling DM, Byers JA, Jang EB and Wearing CH, Potential of ‘lure and kill’ in long-term pest management and eradication of invasive species. J Econ Entomol 102:815–835 (2009)) ในอนาคตก็อาจจะมีเทคโนโลยีที่สามารถตรวจจับสิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่อยู่ในไร่นาทั้งในดิน และที่ต้นพืช ซึ่งจะทำให้เราสามารถควบคุมศัตรูพืชให้อยู่ในขอบเขตที่ไม่เป็นอันตรายต่อผลผลิต

เทคโนโลยีในการตรวจและเฝ้าระวังพืชนั้น อาจแบ่งออกได้เป็น 3 ระดับย่อยๆ ได้แก่
(1) การตรวจวัดพืชก่อนการเพาะปลูก
(2) การตรวจวัดพืชช่วงเพาะปลูกระดับมหภาค (ภาพใหญ่)
(3) การตรวจวัดพืชช่วงเพาะปลูกระดับย่อย (เชิงรายละเอียด)

ในช่วงก่อนการเพาะปลูกนั้น ถ้าเราระมัดระวังในเรื่องต่างๆ เสียแต่เนิ่นๆ ก็อาจจะทำให้เราไม่ต้องสิ้นเปลืองยาปราบศัตรูพืชในภายหลัง เช่น เมล็ดพันธุ์ที่จะนำมาใช้หว่านเพื่อเพาะปลูกนั้น ควรปราศจากเชื้อราและแบคทีเรียต่างๆ ซึ่งเทคโนโลยีในปัจจุบันจะใช้การตรวจ DNA เพื่อหาเชื้อโรคที่อาจติดมากับเมล็ดพันธุ์ นอกจากนั้น เราก็ควรตรวจสอบดินที่ใช้เพาะปลูกว่าปราศจากเชื้อโรคและแมลงศัตรูพืช โดยอาจมีการตรวจหาจุลชีพที่มีประโยชน์ด้วยว่ามีมากน้อยเพียงใด เทคโนโลยีที่มักใช้กันในการตรวจเมล็ดพันธุ์และดินสำหรับเพาะปลูกเพื่อหาจุลชีพต่างๆ คือ PCR ซึ่งปัจจุบันมีใช้แบบเป็นเครื่องพกพาแล้ว

แล้วผมจะกล่าวรายละเอียดสำหรับเทคโนโลยีที่เหลือในตอนต่อๆ ไปครับ

Phytomonitoring Technologies - เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (ตอนที่ 1)

เกษตรกรรมแม่นยำสูง (Precision Agriculture) เป็นการทำการเกษตรแบบใหม่ที่เน้นการเปลี่ยนทรัพยากรต่างๆในไร่นา ให้เป็นผลผลิต (Input -> Output) อย่างมีประสิทธิภาพสูงที่สุด ทั้งนี้เพื่อให้เกิดผลข้างเคียงต่างๆ ต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด นั่นก็คือการใช้ปัจจัยในการเพาะปลูกต่างๆ ได้แก่ คน พืช แสง น้ำ ปุ๋ย ดิน อากาศ ให้น้อยที่สุด เพื่อให้ได้ผลผลิตมากที่สุด จึงเป็นการเกษตรที่หวังใจว่าจะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด

การที่จะทำเช่นนั้นได้ เราต้องรู้ว่าพืชต้องการอะไรเท่าไหร่ เราถึงจะให้สิ่งที่พืชต้องการได้ไม่มากเกินไป ไม่น้อยเกินไป ในบทความก่อนหน้านี้ของผมนั้น ผมได้เขียนเรื่องนี้ค่อนข้างเยอะพอควรครับว่า ในไร่นาหนึ่งๆ นั้น มีความแตกต่างหลากหลายในพื้นที่ แม้แต่ดินก็มีความอุดมสมบูรณ์แตกต่างกัน สภาวะแวดล้อมย่อยๆ ในพื้นที่ไร่นานี้เราเรียกว่า microclimate ซึ่งมีผลทำให้พืชเมื่ออยู่ใน microclimate ที่แตกต่างกันก็ย่อมให้ผลผลิตแตกต่างกันได้ ตัวอย่างจากในไร่องุ่นกรานมอนเต้ เขาใหญ่ ที่ผมทำงานวิจัยภาคสนามอยู่นี้ เราก็มักเห็นว่าในแปลงต่างๆ ที่อยู่ถัดกัน หรือแม้จะอยู่ติดกันก็ตาม องุ่นก็ให้ผลผลิตได้ค่อนข้างต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นการดูแลพืช ดูแลดิน ในไร่นาเดียวกัน ก็ยังต้องดูแลให้แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ย่อยๆ นั้น เปรียบเสมือนการเลี้ยงลูกหลายๆ คน ให้เติบโตสมบูรณ์ พ่อแม่ย่อมต้องรู้ว่าใครอ้วนใครผอม ใครชอบกินอะไร มีนิสัยยังไง ถึงจะเลี้ยงดูลูกให้ทานข้าวได้ดีและเติบโตอย่างสมดุล การดูแลพืชก็เช่นกัน หากให้ปุ๋ยเท่าๆ กันทั้งไร่โดยไม่ได้ดูว่าพื้นที่ย่อยๆ นั้นมีสภาพแวดล้อมต่างกัน ก็ไม่ต่างจากการที่พ่อแม่ให้ลูกทานข้าวเท่าๆ กันทุกคน บางคนทานเสร็จแล้วก็อิ่มแปล้ ลูกคนโตทานเสร็จแล้วก็ยังหิวอยู่เลย ผลก็คือ ลูกคนเล็กอ้วนผิดส่วนในขณะที่ลูกคนโตก็ผอมกร่อง

จากประสบการณ์การทำวิจัยเกษตรแม่นยำสูงในไร่องุ่นนั้น เราพบว่า microclimate มีความสำคัญมาก การที่เรารู้ว่าแต่ละแปลงมี microclimate แตกต่างกันอย่างไร จะทำให้เราสามารถดูแลพืชได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงที่สุด ในโครงการวิจัยของเราจึงได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีที่เรียกว่า Microclimate Monitoring ขึ้นมาใช้ ซึ่งทำให้เราสามารถดูแลพืชได้อย่างถูกต้องตามข้อมูลสภาพแวดล้อมที่ตรวจวัดได้

อย่างไรก็ตาม เมื่อเรารู้สภาพแวดล้อมย่อยๆ แล้ว สิ่งที่เราต้องทราบอีกเรื่องคือ เกิดอะไรขึ้นกับพืชที่เราดูแลนั้นบ้าง ดังนั้นเทคโนโลยีอีกอย่างที่เราต้องมีสำหรับการทำเกษตรแม่นยำสูงนอกจากเทคโนโลยีตรวจสภาพล้อมรอบ (Microclimate Monitoring Technology) ก็คือ เทคโนโลยีตรวจวัดพืช (Phytomonitoring Technology) ซึ่งบทความซีรีย์นี้ของผมก็จะได้นำความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเหล่านี้มาเสนอนะครับ ก็คอยติดตามต่อไปในซีรีย์นี้นะครับ

เทคโนโลยีในตรวจวัดพืชที่ผมจะนำเสนอในบทความซีรีย์นี้ จะเกี่ยวข้องกับการเฝ้าระวังโรคพืช แมลง และวัชพืชต่างๆ ซึ่งข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัดนี้จะมีประโยชน์เพื่อการวางแผนพ่นยาปราบศัตรูพืชที่มีประสิทธิภาพสูง กล่าวคือ ปฏิบัติการในเวลาที่เหมาะสมก่อนที่จะเกิดการลุกลามบานปลาย และต้องเป็นการกระทำที่ไม่เกินกว่าเหตุ เหมาะสมกับแต่ละพื้นที่ย่อยๆ ในไร่ ที่ผ่านมาเวลาเกษตรกรจะพ่นยาปราบศัตรูพืช เกษตรกรจะพ่นออกไปในปริมาณเท่าๆ กันทั้งไร่ ทั้งๆ ที่การระบาดของศัตรูพืชนั้นมีไม่เท่ากัน บางพื้นที่อาจจะไม่มีเลยก็ได้ ก่อให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม และสิ้นเปลืองโดยใช่เหตุ

ส่วนรายละเอียดในเทคโนโลยีต่างๆ นั้น ผมจะนำเสนอในโอกาสต่อไปนะครับ ......

AFITA 2012 - The 8th Asian Conference for IT in Agriculture

เรื่องของเกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture) หรือฟาร์มอัจฉริยะ (Smart Farm) เป็นเรื่องที่มีความสนใจกันมาระยะหนึ่งแล้ว โดยเฉพาะในกลุ่มประเทศที่มีระดับความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สูง เช่น สหรัฐอเมริกา ยุโรป ญี่ปุ่น สำหรับในประเทศไทยเราเองนั้น ถึงแม้จะเป็นประเทศเกษตรกรรมก็ตาม เรื่องของการเกษตรแม่นยำสูงยังเป็นเรื่องที่มีความสนใจน้อยมาก ดังนั้นในละแวกบ้านใกล้เรือนเคียงด้วยกันแล้ว ประเทศอินเดีย มาเลเซีย กลับมีความก้าวหน้าทางด้านนี้มากกว่า อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนเชื่อว่าอีกไม่นาน ประเทศไทยเองจะเริ่มให้ความสนใจในเทคโนโลยีตัวนี้มากขึ้น เพราะสภาพภูมิอากาศที่กำลังเปลี่ยนไปอย่างมาก อาจทำให้คำพูดที่ว่า "เมืองไทยปลูกอะไรก็ขึ้น" กลายเป็นวลีของอดีตไปได้ ในอนาคตที่ไม่ไกลจากนี้

จะว่าไป เรื่องของเกษตรแม่นยำสูง ค่อนข้างที่จะหาการประชุมแถวๆ เอเชียได้ยากมากๆ ครับ การประชุมในเรื่องของเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับเกษตร ทางด้านเกษตรแม่นยำสูง ฟาร์มอัจฉริยะ หุ่นยนต์ทางการเกษตร ส่วนใหญ่มักจะจัดขึ้นในยุโรป และสหรัฐอเมริกา หลังๆ นี้ผมสังเกตเห็นว่าประเทศทางยุโรปตะวันออกให้ความสนใจทางด้านนี้มากขึ้น อาจเป็นเพราะบ้านเมืองของเค้ายังมีความเป็นเกษตรกรรมกันอยู่มาก แต่เนื่องจากประเทศเหล่านี้ได้เข้าร่วมเป็นสมาชิก EU ทำให้ได้รับเทคโนโลยีชั้นสูงเข้ามา upgrade เกษตรกรรมที่มีอยู่ ส่วนยุโรปตะวันตกเองก็หวังพึ่งประเทศเหล่านี้เพื่อเป็นแหล่งผลิตอาหารในอนาคต มากกว่าที่จะมาพึ่งผลผลิตทางการเกษตรจากประเทศไกลๆ อย่างเรา

การประชุมทางด้านเกษตรแม่นยำสูงที่จัดใกล้ๆ บ้านเราที่พอจะหาได้ก็จะยังพอมีครับ ที่ผมนำมาเสนอในวันนี้คืองาน AFITA 2012 - The 8th Asian Conference for IT in Agriculture ซึ่งจะจัดที่ไทเป ระหว่างวันที่ 3-6 กันยายน พ.ศ. 2555 ก็ยังมีระยะเวลาอีกค่อนข้างนานเลยครับในการเตรียมตัว งานประชุม AFITA นี้จะวนเวียนจัดกันอยู่ในละแวกบ้านใกล้เรือนเคียงแถวๆ นี้ครับ และก็เคยมาจัดที่เมืองไทยอีกด้วย ผมเคยเข้าร่วมประชุมครั้งหนึ่ง ตอนนั้นจัดที่มหาวิทยาลัยเกษตรโตเกียว

หัวข้อการประชุมที่เป็นที่สนใจของ AFITA 2012 มีดังนี้ครับ

Rural economies and ICT policies for rural development
Extension and knowledge repository services
Agricultural resources data banks and data mining
Remote Sensing and GIS applications
Applications for agriculture and precision farming
Agricultural Information System
Decision Support Systems for agriculture and agribusiness
e-agribusiness and virtual agri-markets
Weather prediction models for profitable agricultural production
ICT applications in natural resources management
e-governance standards/metadata and data standards in agriculture
Robotics in Agriculture
Plant Factory
Agricultural Applications of Cloud & Service Computing
Agricultural Education & Training
General or miscellaneous topic