รายละเอียดโครงการ

1. ปัญหาจากการประเมินค่าความชื้นในดินทำได้ไม่สะดวก การวัดข้อมูลความชื้นในดินมักใช้เวลานานและมีราคาแพงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการครอบคลุมพื้นที่ที่ค่อนข้างใหญ่การวิเคราะห์ทางด้านชลศาสตร์และการประเมินหาความชื้นในดินของน้ำในดินส่วนใหญ่ประเมินจากอัตราการซึมน้ำในดิน สัมประสิทธิ์การซึมน้ำในดิน การกักเก็บน้ำในดิน และความสัมพันธ์การใช้น้ำของพืชซึ่งเป็นวิธีที่แม่นยำแต่มีความยุ่งยากทั้งทางวิธีการ เวลา ตลอดจนค่าใช้จ่าย อีกทั้งผู้วิเคราะห์หรือผู้ที่ต้องการใช้ข้อมูลต้องมีความรู้ทางด้านฟิสิกส์ดิน ดังนั้น เพื่อให้ได้ข้อมูลพื้นฐานของสมบัติทางน้ำในดินและสมบัติที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของน้ำในดินซึ่งมีความเกี่ยวโยงกับความพร้อมของธาตุอาหารที่พืชจะน้ำไปใช้เพื่อให้ได้ผลผลิตพืช ตลอดจนไปใช้ประโยชน์ได้ง่ายขึ้นโยเฉพาะการให้สำหรับพืช คณะผู้วิจัยจึงได้มีการพัฒนาแบบจำลองร่วมกับการใช้เทคนิค Pedotrans function (PTF) จะช่วยอำนวยความสะดวกให้จัดทำข้อมูลต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับน้ำในดินได้ง่ายและสะดวกรวดเร็วขึ้น และยังสามารถนำไปใช้ได้แพร่หลายอีกด้วย โดยผ่านกระบวนการการประยุกต์การสร้างแบบจำลองการลักษณะน้ำในดินต่าง ๆ สำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่ และนำไปสู่การปรับเทียบและพัฒนาการสร้างแบบจำลองดังกล่าวสามารถพยากรณ์ค่าความชื้นในดินและดัชนีการขาดน้ำในดินได้ตลอดจนสภาพภูมิอากาศอย่างแม่นยำ โดยสื่อสารผ่านแอพพลิเคชั่น UNT Agromet เพื่อได้ข้อมูลที่ความถูกต้องและความน่าเชื่อถือและสามารถนำไปใช้งานได้จริงโดยเกษตรกรและผู้มีส่วนเกี่ยวข้อง 2. สาเหตุจากภัยแล้งต่อการเกษตร ในปัจจุบันโลกเผชิญกับวิกฤตการณ์ต่าง ๆ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีความสำคัญที่ส่งผลต่อระบบภูมิอากาศของโลกทำให้เกิดความแปรปรวนของอากาศนำไปสู่การเกิดเหตุการณ์สภาพอากาศที่รุนแรงที่ส่งผลกระทบและสร้างความเสียหายอย่างมากต่อชีวิตและทรัพย์สินของมนุษย์เช่น พายุฮอริเคน น้ำท่วมและภัยแล้ง (วรลักษณ์, 2563) นอกจากนี้ความแปรปรวนของอากาศยังสัมพันธ์กับปัจจุบันที่เกิดปรากฏการณ์ธรรมชาติได้แก่ ปรากฏการณ์เอลนิโญ่-ลานิญ่า ทำให้เกิดสภาพอากาศที่รุนแรงโดยเฉพาะภัยแล้ง ซึ่งเป็นภัยพิบัติธรรมชาติที่มีกระบวนการเกิดที่ยาวนานและมีความซับซ้อนอย่างมาก(Damberg and AghaKouchak, 2014) ประเทศไทยประสบปัญหาด้านทางทรัพยากรน้ำเป็นประจำทุกปี โดยเนื่องมาจากปัญหาภัยแล้ง ซึ่งเป็นปัญหาที่สร้างความเสียหายทรัพย์สิน ส่งผลต่อด้านการเกษตรคุณภาพผลผลิตและปริมาณลดต่ำลง และวิถีชีวิตของประชาชนเป็นอย่างมาก จากสถิติความเสียหายจากภัยแล้งของประเทศไทยในระหว่างปี พ.ศ. 2532-2560 มีจังหวัดที่ประสบภัยแล้งอยู่ระหว่าง 29-72 จังหวัด ภัยแล้งที่มีความรุนแรงมากและมีความเสียหายมากที่สุด คือในปี พ.ศ.2548 โดยมีจังหวัดที่ประสบภัยแล้ง 71 จังหวัด มีมูลค่าความเสียหายสูงถึง 7,565,861,139 บาท รองลงมาคือในปี พ.ศ. 2556 มีจังหวัดที่ประสบภัยแล้ง 58 จังหวัด มีมูลค่าความเสียหาย 2,914,986,854 บาท และในปีพ.ศ. 2542 มีจังหวัดที่ประสบภัยแล้ง 58 จังหวัด มีมูลค่าความเสียหาย 1,520,500,651 บาทตามลำดับ สถานการณ์ภัยแล้งของประเทศไทยในระหว่างปี พ.ศ. 2532-2560 ยังสร้างความเสียหายพื้นที่การเกษตรในปี พ.ศ. 2537 มีพื้นที่การเกษตรเสียหาย 17,923,817 ไร่ รองลงมาคือในปี พ.ศ. 2548 มีพื้นที่การเกษตรเสียหาย 13,736,660 ไร่ และในปี พ.ศ. 2535 มีพื้นที่การเกษตรเสียหาย 5,334,471 ไร่ตามลำดับ 3. พื้นที่ปลูกไม้ผลในภาคเหนือตอนบน 9 จังหวัดกับปัญหาภัยแล้งและการจัดการน้ำ จากรายงานของกรมพัฒนาที่ดิน (2563) ได้รายงานว่าพื้นที่ปลูกไม้ผลยืนต้นในภาคเหนือตอนบนในปี 2561 มีพื้นที่ประมาณทั้งหมด 2,344,202 ไร่ (ดังตาราง) ซึ่งพื้นที่เพาะปลูกดังกล่าวปรากฏอยู่ทุกจังหวัด โดยมีปัญหาเรื่องการความต้องการน้ำเพื่อการผลิตและปัญหาได้รับผลกระทบภัยแล้งบางช่วงเวลา ในส่วนของไม้ผลในไทยจัดอยู่ในกลุ่มของไม้ผลเมืองร้อนเป็นกลุ่มพืชเขียวตลอดปี การผลิตไม้ผลยืนต้นเมืองร้อนต้องการการจัดการน้ำที่เหมาะสมช่วง 8-10 เดือน แต่อย่างไรก็ตามภาวะแล้งก็อาจจะกระตุ้นการสร้างตาดอกของไม้ผล เช่นพืชตระกูลส้ม (สุภัทร์,2555) ภัยแล้งเป็นปัญหาการปลูกไม้ผลยืนต้นในเขตภาคเหนือมีผลกระทบโดยตรงมาจากการเกษตรและแหล่งน้ำ ส่งผลเสียหายต่อกิจกรรมทางการเกษตร เช่น พื้นดินขาดความชุ่มชื้น พืชขาดน้ำ พืชชะงักการเจริญเติบโต ผลผลิตที่ได้มีคุณภาพต่ำ ภัยแล้งที่เกิดมีผลต่อการเกษตรมักเกิดในฤดูฝนที่มีฝนทิ้งช่วงเป็นเวลานาน ส่วนใหญ่เกิดจากฝนแล้งและทิ้งช่วงโดยแต่ละปีจะเกิดขึ้นได้ 2 ช่วง ได้แก่ ช่วงฤดูหนาวต่อเนื่องถึงฤดูร้อน 4. ความสำคัญของน้ำในดินกับการผลิตไม้ผลยืนต้น ความสำคัญของปริมาณน้ำในดิน น้ำเป็นสารประกอบที่ปรากฏตัวและพบมากที่สุดในโลกทั้ง 3 สถานะคือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ (ไอน้ำ) ตลอดจนครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 2 ใน 3 ของผิวโลก เป็นมหาสมุทร ทะเล และทะเลสาปมากที่สุด (96.5%) ในขณะเดียวกันน้ำฝนจะถูกดินกักเก็บไว้เพียง 0.001% เท่านั้น (ตารางที่ 1) น้ำและอากาศต่างก็อยู่ในส่วนที่เป็นช่องว่างระหว่างอนุภาคดิน ดังนั้นถ้าปริมาณน้ำในดินมีมากจะมีผลให้ปริมาณของก๊าซต่างๆ ในดินลดลง ดินที่ใช้ทำการเกษตรทั่วไปย่อมมีน้ำปรากฏตัวอยู่ในดินบ้างไม่มากก็น้อย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศ ภูมิประเทศ และเนื้อดิน โดยทั่วไปน้ำในดินจะปรากฏตัวในดิน 2 สถานะคือ สถานะของเหลว (liquid state) ที่เรียกว่าความชื้นในดิน (soil moisture) ซึ่งจะอยู่ในรูปของสารละลายในดินจะเห็นได้ว่าปริมาณน้ำฝนที่ถูกดินเก็บนั้นมีปริมาณเท่าปริมาณน้ำฝนที่เพื่อประโยชน์แก่โลก (Scott, 2000) การปลูกไม้ผลควรพิจารณาจากชนิดของดินซึ่งเกี่ยวข้องกับความสามารถในการซึมน้ำของดิน ส่วนวิธีการใช้เครื่องวัดแรงดึงน้ำในดินเป็นการให้น้ำตามความเป็นประโยชน์ของน้ำในดินซึ่งตามคำแนะนำโดยทั่วไปวิธีการให้น้ำแบบนี้สูญเสียน้ำส่วนหนึ่งจากการซึมลงในดินชั้นล่าง ดังนั้นวิธีการนี้เหมาะสมกับพื้นที่ปลูกพืชที่มีแหล่งน้ำอย่างเพียงพอ นอกจากนี้ จะมีพื้นที่ว่างระหว่างแถวประกอบกับการให้น้ำในปัจจุบันใช้ระบบการฉีดพ่นฝอยหรือระบบน้ำหยดใต้ต้น ทำให้การใช้พื้นที่ปลูกทั้งหมดในการคำนวณอาจเกิดการประมาณค่าปริมาณน้ำที่ให้แก่ไม้ผลสูงเกินกว่าความเป็นจริง ดังนั้นวิธีการที่น่าจะเหมาะสม คือ การใช้พื้นที่ใต้ทรงพุ่มในการคำนวณปริมาณน้ำที่จะให้ต่อต้น แล้วจึงทำการคูณด้วยจำนวนต้นทั้งหมด จะทำให้ได้ค่าการให้น้ำแก่ไม้ผลที่เหมาะสมมากขึ้น ส่วนในไม้ยืนต้น เช่น ยางพาราและยูคาลิปตัส ควรพิจารณาการชนกันของทรงพุ่มประกอบการคำนวณ ถ้าทรงพุ่มของพืชชนกันสมบูรณ์คำนวณได้ความถี่ของการให้น้ำ (จำนวนวัน/ครั้ง) การลดลงของน้ำในดิน(soil water depletion) เป็นวิธีการที่ใช้คำนวณปริมาณน้ำสำหรับไม้ผลยืนจำเป็นต้องใช้เครื่องมือสำหรับวัดความชื้นในดิน ซึ่งต้องสามารถวัดได้ลึกตลอดระดับความลึกของรากพืช ในไม้ยืนต้นบางชนิดเป็นพืชที่สามารถมีรากลึกมากกว่า 20 ม. ดังนั้น การวัดความชื้นในดินตลอดระดับความลึกของรากจึงถูกจำกัด (Nelson et al.,2006; Isarangkool Na Ayutthaya et al., 2010) แต่อย่างไรก็ตามน้ำในดินสามารถอาจเกิดการซึมลงในดินที่ระดับลึกเกินกว่าเครื่องมือที่ติดตั้งไว้ ทำให้ไม่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของน้ำในระดับที่ลึกได้ 5. ปริมาณความชื้นในดินและค่าดัชนีการขาดน้ำในดิน สำหรับข้อเสนอโครงการนี้การใช้แนวทางการคาดการณ์ของปริมาณความชื้นในดินและดัชนีการขาดน้ำในดินเพื่อใช้ความชื้นในดินเป็นตัวบ่งชี้การจัดการน้ำและรับมือกับความแห้งแล้ง ดัชนีทั้งสองนี้มีการคำนวณโดยใช้ปริมาณน้ำในดินของอาณาบริเวณรากพืชหลายๆจุดจากพื้นที่เกษตรกรรมซึ่งหมายถึงความลึกของดินด้วยนั้น เมื่อพิจารณาคำจำกัดความของความแห้งแล้งทางการเกษตรโดยพิจารณาจากคำว่าการขาดแคลนน้ำในดิน ดังนั้น การพิจารณาจากความชื้นของดินซึ่งเริ่มจากเกณฑ์ความชื้นในดินที่เหมาะสมไปจนถึงระดับการขาดแคลน จึงดัชนีความแห้งแล้งชนิดหนึ่งที่มีศักยภาพสำหรับการประเมินภัยแล้งทางการเกษตร (Allen et al., 1998) การคาดการณ์น้ำในดินและดัชนีการขาดน้ำในดินอยู่กับปริมาณน้ำในดินทีมีความพร้อมมีความประโยชน์สำหรับพืช ซึ่งใช้ปริมาณน้ำที่ความจุภาคสนาม (FC) เป็นระดับอ้างอิงสำหรับการเกิดภัยแล้ง สำหรับดัชนีการขาดน้ำในดินถูกนำไปใช้และทดสอบในเกษตรกรรมกึ่งแห้งแล้งของพื้นที่บริเวณยุโรปตอนใต้ (ทะเลเมดิเตอเรเนียน) และแสดงผลลัพธ์ออกมาในทิศทางที่ดี ซึ่งดัชนีนี้ถูกเปรียบเทียบกับดัชนีอุตุนิยมวิทยาพบว่ามีความง่ายกว่ามากเพื่อประเมินฐานทางกายภาพและสามารถสะท้อนความเป็นไปได้ในการระบุคุณลักษณะของเหตุการณ์ภัยได้ (เช่นจุดเริ่มต้นระยะเวลาและความรุนแรง) แต่อย่างไร การทำความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะความล่าช้าของข้อมูลของดัชนีเพราะจากกระบวนการเคลื่อนที่และการดูดยึดของน้ำในดิน SWDI เป็นดัชนีความแห้งแล้งทางการเกษตรที่มีวิธีการที่เข้าใจง่ายและมีความถูกต้องโดยอาศัยหลักการมาจากใช้สมบัติของดินเป็นตัวกำหนดขอบเขตความเป็นประโยชน์ของน้ำในดิน นอกจากนี้มีการคำนวณง่ายและสะดวกสำหรับในการใช้งาน ดังนั้น การคาดการณ์ปริมาณน้ำในดินและดัชนีการขาดน้ำในดิน (SWDI) ควรเป็นแนวทางที่เป็นไปได้สำหรับการจัดการน้ำสำหรับการปลูกไม้ผลทางภาคเหนือเป็นอย่างยิ่ง