ระบบการจัดการทรัพยากรน้ำและประมาณการผลผลิตแบบแม่นยำสำหรับการปลูกอ้อย

ชื่อโครงการ

MU-SDGs Case Study

ระบบการจัดการทรัพยากรน้ำและประมาณการผลผลิตแบบแม่นยำสำหรับการปลูกอ้อย

(Precision system of water resource management and yield estimation for sugarcane cultivation)

แหล่งทุน

สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

ส่วนงานหลัก

คณะสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ส่วนงานร่วม

-

ผู้ดำเนินการหลัก

อ.ดร.บุญลือ คะเชนทร์ชาติ

ผู้ดำเนินการร่วม

1. บริษัท เกษตรไทยอินเตอร์เนชั่นแนล ชูการ์ คอร์เปอเรชั่น จำกัด (มหาชน) สาขา3

2. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

3. ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

คำอธิบาย

บูรณาการองค์ความรู้และนวัตกรรมเพื่อการจัดการทรัพยากรน้ำชุมชนการเกษตร สำหรับการปลูกอ้อยเสริมแบบแม่นยำ ด้วยระบบสนับสนุนการตัดสินใจและโครงสร้างพื้นฐานอินเตอร์เน็ตในทุกสิ่ง (IoT Infrastructure) ภายใต้แนวคิดการกำหนดความต้องการใช้น้ำของพืช ร่วมกับสามารถเสริมสร้างความทนทานต่อภาวะแห้งแล้งของอ้อยด้วยการพัฒนาวิธีการใช้ชีวภัณฑ์ระดับไร่นา และพัฒนาวิธีการผลิตชีวภัณฑ์เชิงพาณิชย์ โดยเชื่อมโยงกับการติดตามปริมาณการผลผลิตอ้อยด้วยอากาศยานไร้คนขับ

เนื้อหา MU-SDGs Case Study

ปริมาณผลผลิตอ้อยมีความผันแปรกับปริมาณน้ำในดินในทิศทางบวก ในสภาพการปลูกอ้อยที่มีการจัดการน้ำอย่างมีประสิทธิภาพให้พอเพียงกับการคายระเหยน้ำของอ้อยตลอดการเพาะปลูก สามารถเพิ่มผลผลิตอ้อยจาก 8-10 ตันต่อไร่ เป็น 15-17 ตันต่อไร่ หรือเพิ่มขึ้นร้อยละ 50 ดังนั้นการจัดการระบบน้ำชุมชนและเกษตรสำหรับการปลูกอ้อยจึงมีความจำเป็นและสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอ้อยต่อพื้นที่และประสิทธิภาพเชิงนิเวศของทรัพยากรน้ำ (Eco-efficiency of water resource)  ชุมชนพึ่งตนเองได้ภายใต้การดำเนินการที่มีต้นทุนต่ำ ให้ผลตอบแทนสูง และสิ่งแวดล้อมยั่งยืน ด้วยการบูรณาการรูปแบบและวิธีการจัดการน้ำชุมชนของเกษตรกรผู้ปลูกอ้อยนอกเขตชลประทานและมีต้นทุนแหล่งน้ำผิวดินและใต้ดินสำหรับใช้ในชุมชนอย่างจำกัด ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ด้วยการวิจัยปริมาณความต้องการใช้น้ำของอ้อยเพื่อการคายระเหยตลอดช่วงเวลาการเจริญเติบโตของพืช สำหรับการหาจุดอุตมภาคการชลประทาน ณ ช่วงเวลาและปริมาณการใช้น้ำ หรือการให้น้ำเสริม ที่จะให้ผลผลิตและความเข้มข้นของน้ำตาล (%brix) มีค่าสูงสุด แต่ใช้ทรัพยากรน้ำประหยัดและเกิดประสิทธิภาพสูงสุด ภายใต้แนวคิดสมดุลน้ำและการกำหนดความต้องการใช้น้ำของพืชจากความสัมพันธ์ระหว่าง ดิน พืช และ ภูมิอากาศ  ในการณีที่เกิดภาวะแล้งหรือเกษตรที่ไม่มีแหล่งน้ำเพียงพอ การเสริมสร้างความทนทานต่อภาวะแห้งแล้งของอ้อยด้วยแบคทีเรียส่งเสริมการเจริญเติบโต เป็นวิธีการที่จะลดผลกระทบจากภัยแล้งเพื่อคงผลิตอ้อยไม่ให้ลดลงหรือลดลงน้อยที่สุด นอกจากนี้ การประยุกต์อากาศยานไร้คนขับเพื่อประมาณการผลผลิตอ้อย จะสนับสนุนการวางแผนการผลิตอ้อยและน้ำตาลทรายในระบบห่วงโซ่อุปทานการผลิตอ้อย

ผลการดำเนินงาน

1. จัดทำบันทึกข้อตกลงความร่วมมือด้านการวิจัย ระหว่าง มหาวิทยาลัยมหิดล (คณะสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์)  และ บริษัท เคทิส วิจัยและพัฒนา จำกัด  เรื่อง การจัดการความรู้การวิจัยและถ่ายทอดการใช้ประโยชน์ระบบโครงสร้างพื้นฐาน Internet of things และระบบสนับสนุนการตัดสินใจการให้น้ำและประมาณการผลผลิตอ้อยแบบแม่นยำ

2. การใช้ประโยชน์จากระบบโครงสร้างพื้นฐาน Internet of things และระบบสนับสนุนการตัดสินใจการให้น้ำแบบแม่นยำ ในพื้นที่นำร่องอำเภอเก้าเลี้ยวในรัศมี 10 กิโลเมตร

3.  การใช้ IoT ดำเนินการวิจัยการให้น้ำอ้อยแบบประหยัด ระหว่าง มหาวิทยาลัยมหิดล และบริษัท เคทิส วิจัยและพัฒนา จำกัด  ซึ่งเป็นการวิจัยต่อเนื่อง

4. การติดตามการเจริญเติบโตและผลผลิตอ้อย ในพื้นที่แปลงอ้อยตัวอย่าง ของหน่วยส่งเสริมการปลูกอ้อยของบริษัทฯ จำนวน 17 เขต ครอบคลุมจังหวัดนครสวรรค์ พิจิตร และกำแพงเพชร  โดยวางแปลงอ้อยตัวอย่าง ในการปลูกอ้อยแบบน้ำราด ข้ามแล้ง อ้อยตอ และอ้อยฝน อย่างละ 3 ซ้ำ ขนาดพื้นที่ 5-50 ไร่  สุ่มติดตามการเจริญเติบโต อย่างน้อย 2 ครั้ง ต่อฤดูกาลผลิต และสุ่มประมาณการผลผลิตอ้อย 1 ครั้ง ในเดือนพฤศจิกายน ผลจากการสุ่มตัวอย่างจะนำไปอนุมาณ สุขภาพและผลผลิตอ้อยในพื้นที่การปลูกอ้อยของบริษัททั้งหมด

5. การจัดหาครุภัณฑ์ อากาศยานไร้คนขับ (UAV) ยี่ห้อ DJI จำนวน 2 ชุด ได้แก่ รุ่น Phantom 4 RTK และ Phantom 4 Multispectral RTK สำหรับใช้ปฏิบัติการ

6. การฝึกอบรม การประมาณการผลผลิตอ้อย เมื่อวันที่ 28 พฤษภาคม 2565

7. การจัดหาการบริการ VPS server สำหรับการจัดเก็บข้อมูล การบริการข้อมูล ระบบสนับสนุนการตัดสินใจการให้น้ำและประมาณการผลผลิตอ้อยแบบแม่นยำ

ผลกระทบที่เกิดขึ้น

การดำเนินการปลูกอ้อยโดยการให้น้ำเสริมและแบคทีเรียส่งเสริมการเจริญเติบโต มีความสอดคล้องตามความต้องการของอ้อยและปริมาณน้ำต้นทุนของเกษตรกร นำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำต่อหน่วยผลผลิตที่สูงขึ้น สำหรับ องค์ความรู้ด้านการประมาณการผลผลิตด้วย UAV ได้ประยุกต์ใช้เพื่อติดตามประเมินผล คุณภาพและผลผลิต ซึ่งให้ผลที่ถูกต้องแม่นยำและสามารถทดแทนการสังเกตด้วยสายตา หรือ การประมาณการจากความชำนาญ 

ระบบการให้น้ำอ้อยเสริมแบบแม่นยำและแบคทีเรียส่งเสริมการเจริญเติบโต ใช้ประโยชน์โดยกองวิชาการดงบ้านโพธิ์ บริษัทเกษตรไทย อินเตอร์เนชั่นแนล ชูการ์ คอร์ปอเรชั่น จำกัด (มหาชน) และเกษตรกรที่ปลูกอ้อย จำนวนประมาณ 500 ราย ในรัศมีรอบสถานี IoT สำหรับการประยุกต์อากาศยานไร้คนขับเพื่อประมาณการผลผลิตอ้อย มีเป้าหมายในการประมาณใช้ข้อมูลการสุ่มตัวอย่างประมาณการผลผลิตอ้อย เพื่ออนุมานปริมาณผลผลิตทั้งหมดในเขตส่งเสริมการปลูกอ้อยของบริษัทฯ รวมพื้นที่ประมาณ 100,000 ไร่ มีเกษตรกรได้รับประโยชน์ ประมาณ 2,000 ราย

SDGs หลักที่สอดคล้องกับกิจกรรม

2

SDGs อื่น ๆ ที่สอดคล้อง

6

Key Message

บูรณาการองค์ความรู้และนวัตกรรมเพื่อการจัดการทรัพยากรน้ำชุมชนการเกษตร สำหรับการปลูกอ้อยเสริมแบบแม่นยำด้วยระบบ IoT Infrastructure ร่วมกับเสริมสร้างความทนทานต่อภาวะแห้งแล้งของอ้อย และติดตามปริมาณการผลผลิตอ้อยด้วยอากาศยานไร้คนขับ

Links ข้อมูลเพิ่มเติม

สอดคล้องกับยุทธศาสตร์มหาวิทยาลัย

ยุทธศาสตร์ 1 Global Research and Innovation

อัลบั้มภาพ

Partners/Stakeholders

1. นักวิจัยจากภาคเอกชน บริษัท เกษตรไทยอินเตอร์เนชั่นแนลฯ

2. กลุ่มเกษตรกรในพื้นที่ศึกษา ในพื้นที่ศึกษาแปลงอ้อย อ.เก้าเลี้ยว จ.นครสวรรค์ 

3. กรมการฝนหลวงและการบินเกษตร

4. กรมชลประทาน

5. สถาบันสารสนเทศทรัพยากรน้ำและการเกษตร

6. กลุ่มวิสาหกิจเริ่มต้น (Start – Up)

ตัวชี้วัด THE Impact Ranking

2.5.1, 2.5.2, 6.5.1