องค์ความรู้เพื่อการพัฒนาพื้นที่สูงอย่างยั่งยืน - HKM

ฟังเสียงพืชด้วยเทคโนโลยีเซนเซอร์

ปัจจุบันการเกษตรทั่วโลกต้องเผชิญปัญหาและความท้าทายหลายประการไม่ว่าจะเป็น ผลผลิตคุณภาพต่ำ ความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศและภัยคุกคามทางธรรมชาติ พฤติกรรมผู้บริโภคที่เปลี่ยนแปลงไป และการก้าวสู่สังคมผู้สูงอายุ รวมทั้งเกษตรกรยุคใหม่มองว่าการทำเกษตรนั้นเป็นเรื่องยากและไม่คุ้มค่า ในขณะที่เทคโนโลยีการเกษตรก้าวหน้าไปมาก ยกตัวอย่างการประยุกต์ใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ที่ทันสมัยหรือ IoT ในการผลิตพืช สำหรับ การติดตามสภาพดิน (Soi Monitoring) การควบคุมการให้น้ำแก่พืช (Water Controlling) การควบคุมโรคและศัตรูพืช (Pest and Disease Control System) การติดตามสภาพอากาศ (Climate Monitoring) การติดตามปศุสัตว์ (Livestock Monitoring) เครื่องจักรกลเกษตรอัจฉริยะ (Driverless Tractor) การควบคุมโรงเรือนระบบปิด (Smart Greenhouse) อากาศยานไร้คนขับสำหรับจัดการแปลงเกษตร (Drone Farm management)

บทความนี้จึงจะนำเสนอเทคโนโลยีในกลุ่มของระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่งหรือที่เรียกกันว่า IoT (Internet of Things) ซึ่งเป็นหนึ่งในเทรนด์เทคโนโลยีแห่งอนาคตที่เป็นทางเลือกที่น่าสนใจของเกษตรกร ทั้งนี้หัวใจหลักของ IoT คือการใช้เทคโนโลยีเซนเซอร์ในการรับรู้ ตรวจวัดสภาพแวดล้อมต่างๆ อาทิ อุณหภูมิ ความชื้นในดิน ค่าความเป็นกรดด่าง ค่าการนำไฟฟ้าในดิน ปริมาณแสงอาทิตย์และความเข้มแสงอาทิตย์ เป็นต้น โดยทำการแปลงข้อมูลดิจิทัลการจากตรวจวัดสู่การรับรู้สุขภาพของพืช เพื่อช่วยในการตัดสินใจและการบริหารจัดการปัจจัยที่เกี่ยวข้องในแปลงปลูกพืชให้มีประสิทธิภาพและเหมาะสมต่อการเจริญเติบโตและให้ผลผลิตของพืช 

การนำเทคโนโลยี IoT มาประยุกต์ใช้กับงานด้านการเกษตรเพื่อสร้างความได้เปรียบในการผลิตพืชจากการเกษตรรูปแบบเดิมที่ใช้องค์ความรู้ ประสบการณ์และเพิ่งพาการใช้แรงงานเพียงอย่างเดียว มาเป็นการนำเทคโนโลยีเข้ามาช่วยเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการเพาะปลูก (Precision Farming) ซึ่งในปัจจุบันระบบเกษตรกรรมแม่นยำสูงนั้นเข้ามามีบทบาทอย่างมาก เนื่องจากสามารถลดค่าใช้จ่ายได้ในหลายด้าน อาทิ การลดการใช้แรงงาน ลดต้นทุนการผลิต รวมทั้งยังทำให้มีการเพิ่มขึ้นของผลผลิตและยังสามารถคาดการณ์ผลผลิตได้ จึงทำให้การเกษตรในรูปแบบดังกล่าวมีการควบคุมและติดตามการเพาะปลูกรวมไปถึงการบริหารจัดการทรัพยากรที่ใช้ในการเกษตรกรรม 

เซนเซอร์ที่สามารถใช้งานร่วมกับการทำเกษตรกรรมความแม่นยำสูงหรือเกษตรอัจฉริยะนั้นถูกจำแนกออกเป็นกลุ่มใหญ่ ซึ่งแต่ละประเภทมีการกำหนดความสามารถในการแสดงผลเพื่อใช้สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลต่างๆ ดังต่อไปนี้

1. เซนเซอร์ตรวจวัดสภาพแวดล้อมและสภาพอากาศ : เซนเซอร์ในกลุ่มนี้จะทำหน้าที่เกี่ยวกับการตรวจวัดสภาพแวดล้อมในอากาศ ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตที่เป็นพื้นที่จำเพาะ (การตรวจวัดแบบไมโครไคลเมท) โดยจะทำการตรวจวัด อุณหภูมิในอากาศ ความชื้นในอากาศ ปริมาณแสงแดด ชั่วโมงแสง ปริมาณน้ำฝน ความเร็วลม ทิศทางลม และ ปริมาณก๊าซพื้นฐานที่จำเป็นต่อพืชนั้นๆ

2.  เซนเซอร์ตรวจวัดคุณสมบัติของวัสดุปลูกและสภาพดินที่ใช้สำหรับเพาะปลูก : เซนเซอร์ในกลุ่มนี้เป็นกลุ่มที่สำคัญมากในการทำการเกษตรแม่นยำ เนื่องจากเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อพืชโดยตรง ซึ่งอาจจะมีการวัดค่าต่างๆ เช่น อุณหภูมิในดิน ความชื้นในดินหรือวัสดุปลูก เซนเซอร์ตรวจวัดปริมาณแร่ธาตุ ตรวจวัดความเป็นกรดด่าง ตรวจวัดการนำไฟฟ้า เพื่อนำไปเป็นข้อมูลในการวิเคราะห์ ติดตามและควบคุมแปลงเพาะปลูก

3. เซนเซอร์ตรวจสอบคุณภาพและปริมาณของผลผลิตในการทำการเกษตร : เซนเซอร์อีกหนึ่งกลุ่มที่ช่วยลดภาระให้กับเกษตรกรในเรื่องของการตรวจสอบผลผลิต ช่วงเวลาในการเก็บเกี่ยว หรือตรวจวัดปริมาณของผลผลิต เซนเซอร์กลุ่มนี้มักมีราคาสูงและมีการออกแบบจำเพาะตามชนิดของพืช การใช้กล้องทำอิมเมจโปรเซสซิ่งเพื่อทำ Yield Mapping หรือการใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ในการตรวจวัดความสุขของพืชผล

โดยส่วนตัวแล้วผู้เขียนมองว่าปัจจุบันเทคโนโลยีที่จำหน่ายในท้องตลาดก็สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้ ด้วยการนำเทคโนโลยีบางชนิดที่สามารถลดการใช้แรงงาน ลดต้นทุนการผลิต  ลดความเสียหายของผลผลิต ฯลฯ โดยใช้เทคโนโลยีใกล้ตัว อุปกรณ์ประเภทตั้งเวลา (ทามเมอร์)หรืออุปกรณ์อัตโนมัติต่างๆ นับว่าเป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีกับการเกษตรทั้งสิ้น ไม่จำเป็นจะต้องเป็นอุปกรณ์ราคาแพงเสมอไป แต่การใช้เทคโนโลยีอาจจะต้องคิดคำนึงในด้านของการใช้ประโยชน์ การซ่อมบำรุง ความคุ้มทุน โครงสร้างพื้นฐานต่างๆ เช่น โครงสร้างอุปกรณ์ ระบบพลังงาน ระบบเครือข่าย รวมถึงผู้ใช้เทคโนโลยีเป็นต้น ดังที่กล่าวมาในข้างต้นทั้งหมดจะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีต่างๆ สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในหลากหลาย นับเป็นทางเลือกที่น่าสนใจของเกษตรกรบนพื้นที่สูงที่จะใช้ประโยชน์ในการเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลในการบริหารจัดการการผลิตพืชและสัตว์ให้มีประสิทธิภาพครอบคลุมห่วงโซ่การผลิตทั้งระบบ