I am text block. Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
ปฐพีศาสตร์และสิ่งแวดล้อม
การฟื้นฟูดินทรายเสื่อมโทรมโดยใช้วัสดุอินทรีย์ที่หาได้ในท้องถิ่น
Restoration of degraded sandy soils through the use of locally available organic materials
ลักษณะเด่นของผลงาน
การศึกษานี้เป็นการทดลองระยะยาวของระบบนิเวศเกษตร (long-term agroecosystem experiment- LTAE) :ซึ่งดำเนินการมาเป็นเวลา 20 ปีถึงปัจจุบัน (2558) LTAE นี้เป็นการทดลองที่มีน้อยแห่งทั่วโลก โดยเฉพาะในเขตร้อน เนื่องจากต้องใช้ทรัพยากรสูงในการลงทุน ไม่ว่าจะเป็นเงิน ที่ดิน และบุคลากร รวมทั้งการจัดการอย่างต่อเนื่อง การศึกษานี้มีหลักการและเหตุผลเนื่องจาก ดินทรายซึ่งครอบคลุมเนื้อที่จำนวนมาก ได้นำมาใช้ในการเกษตรโดยเปลี่ยนจากป่าไม้ ทำให้ดินเสื่อมความอุดมสมบูรณ์ลงเนื่องจากดินทรายต้องอาศัยการหมุนเวียนธาตุอาหารจากพืชพรรณธรรมชาติผ่านทางเศษซากพืชที่สลายตัว การเปลี่ยนจากป่ามาปลูกพืชเกษตรทำให้ปริมาณซากพืชลดลงและมีการนำผลผลิตออกจากระบบ ดังนั้นหากไม่มีการทดแทนและขาดการอนุรักษ์ที่เหมาะสมดินจะเสื่อมโทรมลง ดังเห็นได้จากตัวชี้วัดคือ อินทรียวัตถุของดิน (soil organic matter) ที่ลดต่ำลง โครงการศึกษาการฟื้นฟูดินทรายเสื่อมโทรมนี้เริ่มมาตั้งแต่ปีพ.ศ. 2538 โดยทำการทดลองในไร่ ในสถานีทดลอง ณ สำนักงานเกษตรภาคตะวันออกเฉียงเหนือ กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ตำบลท่าพระ ขอนแก่น มีวัตถุประสงค์เพื่อหาวิธีการทางอินทรีย์ได้แก่ การใช้วัสดุอินทรีย์ที่หาได้ในท้องถิ่น ที่จะฟื้นฟูและปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดินทรายเหล่านี้ได้ การศึกษาในเชิงพื้นฐาน (basic research) ได้เน้นให้ได้องค์ความรู้เชิงกระบวนการของการสลายตัว (decomposition) ของวัสดุอินทรีย์ที่ต่างกันที่องค์ประกอบทางเคมี หรือเรียกว่าคุณภาพของวัสดุอินทรีย์ ได้เลือกวัสดุอินทรีย์มาศึกษาให้มีความแตกต่างกันของ องค์ประกอบเคมีเหล่านี้ ได้แก่ ไนโตรเจน (N) ลิกนิน (L) และโพลีฟีนอลส์ (PP) ซึ่งตามรายงานจากการตรวจเอกสารนับเป็นตัวชี้วัดหลักที่มีอิทธิพลต่อการสลายตัวของวัสดุอินทรีย์เมื่อใส่ลงดิน จึงได้เลือกวัสดุอินทรีย์ในท้องถิ่นที่เป็นตัวแทนของวัสดุอินทรีย์ที่มีปริมาณ (ความเข้มข้น) ของสารประกอบเคมีเหล่านี้ต่าง ๆ กัน ได้แก่ ซากต้น-รากถั่วลิสง (ที่เก็บเกี่ยวฝักแล้ว) ที่มี N สูง แต่มี Lและ PP ต่ำ (จัดว่าเป็นวัสดุอินทรีย์คุณภาพสูง), ใบพลวง (Dipterocarpus tuberculatus) ร่วง มีลักษณะตรงข้าม จัดว่ามีคุณภาพต่ำ, ใบมะขาม (Tamarindus indica) ร่วง จัดว่ามีคุณภาพปานกลาง และฟางข้าว ที่มีองค์ประกอบทั้งสามดังกล่าวอยู่ในระดับต่ำ แต่มีองค์ประกอบเซลลูโลสสูงที่สุด จัดได้ว่าเป็นวัสดุคุณภาพต่ำเช่นกัน ผลการศึกษานี้ทำให้ได้องค์ความรู้โดยสรุปว่าการสลายตัวของสารอินทรีย์ทีมีคุณภาพปานกลาง กล่าวคือมี N, L และ PP ปานกลาง เช่นใบมะขามร่วง ทำให้มีการสะสมอินทรีย์คาร์บอนในดินได้สูงที่สุด ตามด้วยวัสดุคุณภาพสูง ได้แก่ ซากถั่วลิสง อย่างไรก็ตามซากฯมีข้อได้เปรียบใบมะขามร่วงตรงที่สามารถให้ N แก่ดินได้มากด้วยในช่วงแรกของการสลายตัว แต่จะหมดลงอย่างรวดเร็ว ส่วนฟางข้าวไม่ทำให้เกิดการสะสมอินทรียวัตถุในดินแต่อย่างใด
การนำไปใช้ประโยชน์
ผลการศึกษาจาก LTAE นี้และผลงานที่เกี่ยวข้องได้สร้างองค์ความรู้เชิงพื้นฐานได้แก่ กลไกทางกายภาพ เคมีและชีววิทยา ที่ทำให้เกิดการปลดปล่อยธาตุอาหารไนโตรเจนได้ในอัตราและปริมาณที่ต่างกันของวัสดุอินทรีย์ต่างคุณภาพ กลไกที่ทำให้เกิดการสะสมหรือเก็บกัก (sequestration) อินทรียวัตถุหรืออินทรีย์คาร์บอนได้ต่างกัน ทีนำไปเผยแพร่ระดับนานาชาติ ได้แก่ การตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติแล้ว 8 เรื่องและได้นำเสนอในที่ประชุมวิชาการระดับชาติและนานาชาติ รวมทั้งได้สร้างนักวิจัยรุ่นใหม่จากนักศึกษาระดับปริญญาโทและเอก อีก 6 คน (โท 3 เอก 3 คน) ถึงปัจจุบันที่จะเป็นบุคลากรวิจัยของประเทศต่อไป ทางโครงการกำลังดำเนินทิศทางไปในการประยุกต์ใช้องค์ความรู้เชิงพื้นฐานข้างต้น เพื่อนำไปสร้างเป็นเทคโนโลยี ได้แก่ การทำปุ๋ยอินทรีย์ ขณะนี้จึงวางแผนหารือกับภาคอุตสาหกรรมที่อาจร่วมมือกันให้บรรลุจุดมุ่งหมายดังกล่าว
รูปที่ 1 สถานที่ตั้งแปลงศึกษา การทดลองระยะยาว 20 ปี ที่สำนักงานเกษตรภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ต.ท่าพระ ขอนแก่น
รูปที่ 2 กิจกรรมการใส่วัสดุอินทรีย์ที่เป็นตำรับทดลองของการศึกษาทุก ๆ ปี ปีละครั้งในเดือนพฤษภาคม ที่แปลงทดลองระยะยาว
การฟื้นฟูและใช้ประโยชน์พื้นที่ดินเค็ม ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย
Restoration and utilization of salt-affected soils in Northeast Thailand
ลักษณะเด่นของผลงาน
การศึกษาวิจัยดินเค็มในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เพื่อฟื้นฟูและใช้ประโยชน์พื้นที่ดินเค็ม ได้มีการศึกษาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2525-ปัจจุบัน ดังนี้
ระยะที่ 1 (พ.ศ.2525-2534) สำรวจและศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี ความอุดมสมบูรณ์ของดิน ในชุดดินเค็มหลักที่พบในพื้นที่ดินเค็ม และได้ศึกษาวิธีการแก้ไขปรับปรุงดินเค็มเบื้องต้นในหลายรูปแบบ ซึ่งได้ถูกนำมาใช้เป็นแนวทางการฟื้นฟูพื้นที่ดินเค็มในระยะต่อมาอย่างได้ผล
ระยะที่ 2 (พ.ศ.2535-2544) ศึกษาพืชพรรณบนพื้นที่ดินเค็มและศึกษาระบบนิเวศวิทยาน้ำกร่อย พบพืชที่ขึ้นได้มีทั้งพืชทนเค็มและพืชชอบเกลือซึ่งพืชชอบเกลือมี 5 ชนิด ได้แก่ หนามแดง หนามพุงดอ ขลู่ สร้อยนกเขา และผักเบี้ยแดง ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นพืชดัชนีดินเค็มได้
ระยะที่ 3 การแก้ไขปรับปรุงพื้นที่ดินเค็มทั้งระบบ คือ ทั้งในพื้นที่รับน้ำ (ที่สูง) และพื้นที่ให้น้ำ (ที่ต่ำ) โดย พ.ศ.2545-2549 ทำการปลูกไม้ยืนต้นหลากชนิดในพื้นที่รับน้ำ (Recharge area) เป็นระยะเวลา 5 ปี และพบว่าระดับน้ำใต้ดินบริเวณพื้นที่ปลูกไม้ยืนต้นลดลง รวมทั้งระดับความเค็มในบริเวณที่ลุ่มใกล้เคียงก็ลดลงด้วย และชาวบ้านได้ใช้ประโยชน์จากต้นไม้ที่ปลูก และ พ.ศ.2551-2554 ปลูกไม้ยืนต้นหลากชนิดในพื้นที่ลุ่มดินเค็มโดยชุมชนมีส่วนร่วม ผลการศึกษาพบว่า พันธุ์ไม้ยืนต้นที่มีศักยภาพสำหรับปลูกเพื่อฟื้นฟูพื้นที่ดินเค็มในที่ลุ่ม มี 3 กลุ่มด้วยกัน คือ กลุ่มไม้โตเร็วต่างถิ่น ได้แก่ กระถินณรงค์ กระถินเทพา และมะขามเทศ กลุ่มไม้ชายฝั่งทะเล ได้แก่ สนทะเล เตยทะเล ปอทะเล โพธิ์ทะเล หงอนไก่ทะเล รวมทั้งเสม็ดขาว และกลุ่มไม้ท้องถิ่นพื้นเมือง ได้แก่ สะแกนา ขี้เหล็กบ้าน และพฤกษ์ พบความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในดิน มีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของดิน และพบว่าความเค็มของดินมีความสัมพันธ์ทางลบอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกับความหลากหลายทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตในดิน
การนำไปใช้ประโยชน์/หรือผลกระทบที่ได้รับการถ่ายทอด
- การมีส่วนร่วมของชุมชน สาเหตุหรือแรงจูงใจสำคัญที่ทำให้ชาวบ้านต้องการปลูกไม้ยืนต้นนั้นเกี่ยวข้องกับประโยชน์และความสำคัญของป่า เช่น ใช้ประโยชน์เป็นอาหาร ไม้ใช้สอย ป่าไม้ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ให้แก่ดิน เพิ่มพื้นที่สีเขียว และเพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพของพืชและสัตว์เป็นหลักมากกว่าการที่ชาวบ้านจะเข้าใจว่าป่าไม้ช่วยแก้ไขปัญหาดินเค็ม ตลอดระยะเวลา 4 ปี ที่ได้จัดอบรมให้ความรู้ และแลกเปลี่ยนประสบการณ์ระหว่างกลุ่มชาวบ้านกับนักวิจัยและเจ้าหน้าที่จากหน่วยงานภาครัฐที่เกี่ยวข้อง ได้มีส่วนช่วยให้ชาวบ้านมีความเข้าใจเพิ่มขึ้นถึงความเชื่อมโยงระหว่างการรักษาไว้ซึ่งพื้นที่ป่าไม้กับการป้องกันการแพร่กระจายของดินเค็ม
- การประชุมเชิงปฏิบัติการเพื่อเผยแพร่ผลงานวิจัยและแลกเปลี่ยนเรียนรู้ร่วมกับชุมชนในแต่ละปีกิจกรรมเหล่านี้ช่วยเสริมสร้างความเข้าใจกันระหว่างชุมชนกับคณะผู้วิจัยทำให้งานวิจัยประสบความสำเร็จ และการมีส่วนร่วมของชุมชนในการฟื้นฟูพื้นที่ดินเค็มจะนำไปสู่การฟื้นฟูทรัพยากรดินในพื้นที่ดินเค็มให้มีประสิทธิภาพและยั่งยืนต่อไป
ภาพที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ป่าไม้ ระดับน้ำใต้ดินและการนาพาเกลือสู่หน้าดิน ก) ระดับน้ำใต้ดินตื้นเมื่อมีการตัดต้นไม้และคราบเกลือในฤดูแล้ง และ ข)
ระดับน้ำใต้ดินลึกมากขึ้น เมื่อจานวนต้นไม้เพิ่มหนาแน่นขึ้น ทำให้สามารถปลูกข้าว หรือพืชอื่นได้
ภาพที่ 2 แสดงพื้นที่รับน้ำ (ภายหลังการการทำไร่อ้อย) ที่ใช้ปลูกไม้ยืนต้นหลากชนิด
ภาพที่ 3 แสดงพื้นที่ก่อนและหลังปลูกไม้ยืนต้นหลากชนิด ในพื้นที่ลุ่ม ในระยะเวลา 4 ปี (2551-2554)
ภาพที่ 4 แสดงกิจกรรมในการประชุมเชิงปฏิบัติการระหว่างคณะผู้วิจัยและชุมชน