รศ.ดร.สุกัญญา เสรีนนท์ชัย

ไร่หมุนเวียนอาจเผชิญปัญหาการชะล้างพังทลายของดิน การสูญเสียธาตุอาหาร และการลดลงของความหลากหลายทางชีวภาพ หากมีการจัดการที่ดินหรือระยะพักฟื้นไม่เหมาะสม ส่งผลต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน ความมั่นคงทางอาหาร และความยั่งยืนของระบบนิเวศบนพื้นที่สูง

ไร่หมุนเวียน (Rotational Shifting Cultivation; RSC) เป็นระบบเกษตรกรรมดั้งเดิมที่ชุมชนชาติพันธุ์ในพื้นที่สูงของภาคเหนือประเทศไทย ใช้สืบทอดกันมาเป็นเวลานาน ระบบดังกล่าวมีบทบาทสำคัญต่อการผลิตอาหาร การรักษาความมั่นคงทางอาหาร และการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ในอดีตไร่หมุนเวียนมักถูกมองว่าเป็นสาเหตุของการเสื่อมโทรมของทรัพยากรดินและป่าไม้ ส่งผลให้เกิดข้อถกเถียงเกี่ยวกับความยั่งยืนของระบบการผลิตในไร่หมุนเวียน

   โครงการวิจัยนี้มุ่งศึกษาวกับผลกระทบของการใช้ไฟและประวัติการใช้ที่ดินต่อคุณภาพดิน ความหลากหลายของจุลินทรีย์ และการหมุนเวียนธาตุอาหารในระบบไร่หมุนเวียนของชุมชนบ้านแม่ป๊อก อำเภอแม่แจ่ม จังหวัดเชียงใหม่ ผลการศึกษาไม่เพียงช่วยสร้างความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับบทบาทของไร่หมุนเวียนต่อระบบนิเวศ แต่ยังสนับสนุนเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (Sustainable Development Goals: SDGs) หลายด้าน

วัตถุประสงค์โครงการ

1) ประเมินการฟื้นตัวของชุมชนแบคทีเรียและฟังไจในดินภายหลังการรบกวนจากไฟ

2) ศึกษาการกระจายตัวของค่าไอโซโทปเสถียร δ¹³C และ δ¹⁵N ตามหน้าตัดดินลึก 0–100 เซนติเมตร

3) เปรียบเทียบลักษณะของชุมชนจุลินทรีย์และองค์ประกอบไอโซโทปในพื้นที่ที่มีระยะเวลาพักฟื้นแตกต่างกัน

4) จัดทำข้อเสนอแนะสำหรับการจัดการพื้นที่ภายหลังการเกิดไฟ

    โครงการดำเนินงานในพื้นที่บ้านแม่ป๊อก อำเภอแม่แจ่ม จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ยังคงใช้ระบบไร่หมุนเวียนตามวิถีดั้งเดิมของชุมชน การศึกษาครอบคลุมพื้นที่ที่มีระยะเวลาพักฟื้นแตกต่างกัน รวมถึงพื้นที่นาขั้นบันไดและพื้นที่พักฟื้นต่อเนื่อง เพื่อเปรียบเทียบผลกระทบของการใช้ประโยชน์ที่ดินในรูปแบบต่าง ๆ คณะวิจัยเก็บตัวอย่างดินจากหลายระดับความลึกตั้งแต่ 0–100 เซนติเมตร และวิเคราะห์สมบัติทางกายภาพและเคมีของดิน เช่น ค่าความเป็นกรด-ด่าง อินทรียวัตถุ ไนโตรเจนทั้งหมด และธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์ นอกจากนี้ยังศึกษาความหลากหลายและองค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์โดยใช้เทคนิคการหาลำดับเบสของยีน 16S rRNA และการวิเคราะห์เมทาจีโนมแบบ Shotgun Sequencing เพื่อประเมินศักยภาพการทำงานของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนคาร์บอน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส

อีกส่วนหนึ่งของการศึกษาได้วิเคราะห์ไอโซโทปเสถียรของคาร์บอนและไนโตรเจนในดิน เพื่อทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของอินทรียวัตถุและกระบวนการหมุนเวียนธาตุอาหารในระยะยาว รวมทั้งประเมินผลกระทบของไฟและการใช้ที่ดินต่อการกักเก็บคาร์บอนในดิน ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

   ผลการศึกษาพบว่าถ่านที่เกิดจากการเผาในระบบไร่หมุนเวียนมีบทบาทสำคัญต่อการปรับปรุงคุณภาพดิน โดยช่วยเพิ่มค่า pH ปริมาณอินทรียวัตถุ ไนโตรเจนทั้งหมด และธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช ส่งผลให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้นและสามารถรองรับการฟื้นตัวของระบบนิเวศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในด้านความหลากหลายทางชีวภาพ พบว่าระบบไร่หมุนเวียนสามารถรักษาความหลากหลายของจุลินทรีย์ในดินได้ดี โดยเฉพาะกลุ่มแบคทีเรียที่มีบทบาทสำคัญต่อการย่อยสลายอินทรียวัตถุและการหมุนเวียนธาตุอาหาร นอกจากนี้ยังพบว่าพื้นที่ไร่หมุนเวียนมีความอุดมสมบูรณ์ของยีนที่เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนคาร์บอน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญต่อการรักษาความอุดมสมบูรณ์ของดินและการผลิตอาหารอย่างยั่งยืน การวิเคราะห์ไอโซโทปเสถียรแสดงให้เห็นว่าประวัติการเกิดไฟ ระยะเวลาการพักฟื้น และตำแหน่งตามความลาดชันมีผลต่อการสะสมและการหมุนเวียนของคาร์บอนและไนโตรเจนในดินอย่างชัดเจน โดยค่า δ¹³C และ δ¹⁵N มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามความลึกของดิน สะท้อนถึงกระบวนการย่อยสลายอินทรียวัตถุและการเปลี่ยนแปลงรูปของธาตุอาหารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

   องค์ความรู้ที่ได้จากโครงการช่วยสร้างความเข้าใจเชิงวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับบทบาทของไร่หมุนเวียนในฐานะระบบเกษตรกรรมที่สามารถรักษาความอุดมสมบูรณ์ของดิน สนับสนุนความหลากหลายทางชีวภาพ และส่งเสริมความมั่นคงทางอาหารของชุมชนบนพื้นที่สูงได้อย่างยั่งยืน ข้อมูลดังกล่าวสามารถนำไปใช้ประกอบการกำหนดนโยบาย การจัดการทรัพยากรธรรมชาติ และการฟื้นฟูระบบนิเวศภายหลังการเกิดไฟ เพื่อสนับสนุนการพัฒนาที่ยั่งยืนทั้งในระดับชุมชนและระดับประเทศต่อไป

ผลงานตีพิมพ์

1)  Arunrat, N., Kongsurakan, P., Solomon, L.W., Sereenonchai, S. 2024. Fire Impacts on Soil Properties and Implications for Sustainability in Rotational Shifting Cultivation: A Review. Agriculture, 14, 1660. ttps://doi.org/10.3390/agriculture14091660

2)  Arunrat, N., Uttarotai, T., Kongsurakan, P., Sereenonchai, S., Hatano, R. 2025. Bacterial

Community Structure in Soils With Fire-Deposited Charcoal Under Rotational Shifting Cultivation of Upland Rice in Northern Thailand. Ecology and Evolution, 15: e70851. https://doi.org/10.1002/ece3.70851

3)  Arunrat, N., Uttarotai, T., Mhuantong, W. et al. 2025. Soil bacterial communities in a 10-year fallow rotational shifting cultivation field and an 85-year-old terraced paddy field in Northern Thailand. Environmental Sciences Europe. 37, 95. https://doi.org/10.1186/s12302-025-01143-4

4)  Arunrat, N., Mhuantong, W., Sereenonchai, S. 2025. Land-use legacies shape soil microbial communities and nutrient cycling functions in rotational shifting cultivation fields of Northern Thailand. Microbial Ecology. 88, 102. https://doi.org/10.1007/s00248-025-02598-x

5)  Arunrat, N., Sereenonchai, S., Sakurada, H. et al. Dynamics of 13C and 15N isotopes in fire-affected soils under rotational shifting cultivation in Northern Thailand. Biogeochemistry 169, 11 (2026). https://doi.org/10.1007/s10533-026-01305-3

ระดับชุมชน

ผลการศึกษาช่วยสร้างองค์ความรู้เชิงวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุนการจัดการไร่หมุนเวียนของชุมชนบ้านแม่ป๊อก โดยแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของระยะพักฟื้นในการฟื้นฟูความอุดมสมบูรณ์ของดิน ความหลากหลายของจุลินทรีย์ และการหมุนเวียนธาตุอาหาร ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญของความมั่นคงทางอาหารและการดำรงวิถีชีวิตของชุมชนบนพื้นที่สูง

ระดับประเทศ

งานวิจัยให้ข้อมูลเชิงประจักษ์เกี่ยวกับผลกระทบของไฟต่อระบบนิเวศดินและการฟื้นตัวภายใต้ระบบไร่หมุนเวียน ซึ่งสามารถใช้สนับสนุนการกำหนดนโยบายด้านการจัดการไฟ การอนุรักษ์ทรัพยากรดิน และการยอมรับระบบไร่หมุนเวียนในฐานะรูปแบบการเกษตรที่สอดคล้องกับการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืน

ระดับนานาชาติ

งานวิจัยช่วยเติมเต็มองค์ความรู้ระดับโลกเกี่ยวกับผลของไฟต่อจุลินทรีย์ดิน วัฏจักรคาร์บอนและไนโตรเจน และการฟื้นตัวของระบบนิเวศในพื้นที่เกษตรดั้งเดิมเขตร้อน ซึ่งยังมีข้อมูลจำกัด โดยเฉพาะในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

SDG 2: Zero Hunger

SDG 13: Climate Action

ไร่หมุนเวียนเป็นระบบเกษตรดั้งเดิมที่สามารถฟื้นฟูความอุดมสมบูรณ์ของดินและความหลากหลายของจุลินทรีย์ได้เมื่อมีระยะพักฟื้นที่เหมาะสม ช่วยรักษาสมดุลของวัฏจักรคาร์บอนและไนโตรเจน สนับสนุนความมั่นคงทางอาหาร และส่งเสริมการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืน

☑ ยุทธศาสตร์ 1 World Class & Innovation งานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติระดับ Q1 Top 5 และ Top 10 และบูรณาการเทคโนโลยีโอมิกส์ขั้นสูงหลายระดับพร้อมกัน สะท้อนความเป็นเลิศทางวิชาการและนวัตกรรมการวิจัยระดับโลก

คณะสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ชุมชนบ้านแม่ป๊อก ตำบลบ้านทับ อำเภอแม่แจ่ม จังหวัดเชียงใหม่

เกษตรกรผู้ทำไร่หมุนเวียนในพื้นที่ศึกษา

ผู้นำชุมชนและองค์กรชุมชนท้องถิ่น

หน่วยงานด้านทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมในพื้นที่

15.2.1 Research on ecosystems

15.2.2 Research on biodiversity

15.2.3 Research on land conservation and restoration