สภาพอากาศกับการเกษตร :กุญแจสำคัญของผลผลิต
เนื้อหาที่จะเล่าต่อไปนี้เป็นองค์ความรู้จากภาคเกษตรไม้ผลยืนต้น ซึ่งได้มีการวิจัยทดสอบ และเป็นที่ยอมรับกันแล้วว่า “การจัดการสวน” ให้เหมาะกับสภาพอากาศส่งผลต่อปริมาณและคุณภาพของผลผลิต ติดตามผลงานอื่นๆของเราได้ที่ เกษตรไทยIoT
กลไกลำเลียงธาตุอาหารไปยังส่วนสำคัญ
หากคนเรามีหัวใจเป็นเครื่องสูบฉีดเลือดผลักดันไปหล่อเลี้ยงส่วนต่างๆของร่างการ พืชก็คงมี “ปากใบ” ไว้ทำหน้าที่เดียวกันแต่กลับกันตรงที่หัวใจ “ผลักดัน” เลือด ในขณะที่ปากใบใช้กลไกการดึงดูด เนื่องเพราะกลไกลการดึงธาตุอาหารและน้ำจากรากไปยังส่วนต่างๆของลำต้นนั้นอาศัยปากใบเป็นอวัยวะสำคัญในการออกแรงดึง
เปรียบง่ายๆว่ายอดใบอ่อน ใบ ดอก ผล เป็นลูกค้าที่ต้องการสั่งวัตถุดิบและน้ำในการทำหน้าที่ เมื่อถึงเวลาทำงาน (ใบทำงานผลิตอาหาร ดอกทำงานสร้างกลิ่น สร้างส่วนสืบพันธุ์ฯ) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นตอนกลางวันจึงส่งคำสั่งไปตามลำต้นจนถึงราก รากจะออกหาน้ำและอาหาร/วัตถุดิบตามสั่ง ใบไม้อาจต้องการไนโตเจนเพิ่ม ดอกและผลอาจต้องการแมกนีเซียมอีกนิดหน่อย ฯ
รากดูดน้ำและธาตุอาหารเท่าที่ทำได้ และเท่าที่ศักยภาพดิน ณ สภาวะนั้นจะให้ได้ แล้วส่งไปตามคำสั่งของส่วนต่างๆบนลำต้น ซึ่งการจะดูดน้ำสวนทางกลับแรงโน้มถ่วงต้องอาศัยพลังงาน และเพื่อให้เกิดการดึงน้ำขึ้นมา ปากใบ(ซึ่งมีอยู่ตามส่วนต่างๆของพืช แต่ในใบมีมากที่สุด) จะเปิดออกทำหน้าที่คายน้ำออกมา และสร้างแรงดันที่ต่ำกว่า เพื่อให้น้ำกับธาตุอาหารที่อยู่ในสภาวะแรงดันสูงกว่าถูกดึงดูดขึ้นมาได้
ตามพันธุกรรมของพืชนั้นๆ อวัยวะที่สั่งธาตุอาหารที่จะนำมาเป็นวัตถุดิบเพื่อทำงาน เพื่อเติบโตก็จะได้รับการส่งมาจากแรงดูดดังกล่าว หากมีน้ำดี บำรุงดินดี(ตามสูตรของใครของมัน) อวัยวะส่วนนั้นก็จะรับไป
กลุ่มธาตุทั้ง 13 ชนิดในดินที่จำเป็นต่อพืช หากมีการลำเลียงจากรากไปไม่ถึงส่วนที่ต้องการ เช่นใบ หรือผล หากธาตุบางชนิดในดินขาดไปวัตถุดิบที่ถูกส่งขึ้นไปก็ยังไม่ครบตามที่อวัยวะส่วนนั้นต้องการ และแสดงผลออกมา (ด้วยลักษณะต่างๆกันตามแต่ชนิดพืช) ตัวใบจะแสดงอาการออกมา และส่วนของผลก็จะมีลักษณะอาการต่างออกไปตามการขาดธาตุ
รู้จักกับ Vapor Pressure Deficit(VPD)
Vapor Pressure Deficit บ้างเรียก “ศักย์การคายน้ำ” บ้างเรียก “แรงดันระเหยน้ำ” หรือเรียกได้ว่าเป็น “ค่าความต่างของแรงดันในอากาศกับในใบพืช” ค่านี้คือค่าแรงดันบรรยากาศมีหน่วยเป็น kPa สัมพันธ์โดยตรงกับ อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ
เปรียบกลไกที่เกิดขึ้นได้ง่ายๆคือ อากาศร้อน(อุณหภูมิสูง)และแห้ง(ความชื้นในอากาศต่ำ) สภาวะนี้ความดันบรรยากาศจะต่ำ ทำให้มีความแตกต่างของความดันภายในลำต้นกับบรรยากาศสูงขึ้นหรือ ค่า VPD สูง หรือมีแรงดึงการระเหยน้ำสูง สภาวะอากาศลักษณะนี้ลำต้นพืชจะร้อนและจำต้องเปิดปากใบมากขึ้นเพื่อคายน้ำ ระบายความร้อนออกจากลำต้น ในทางกลับกันอากาศเย็น(อุณหภูมิต่ำ) และความชื้นสูง ค่าค่า VPD จะต่ำ หรือมีแรงดึงการระเหยน้ำต่ำ พืชจะคายน้ำน้อยในสภาวะอากาศนี้
ในสภาวะอากาศที่ร้อนมากและชื้นมาก ค่า VPD จะต่ำ แม้ภายในลำต้นมีความร้อนสูง แต่พืชไม่สามารถคายน้ำได้อย่างที่ต้องการเพราะความชื้นในอากาศมีมากอยู๋แล้ว ส่งผลเสียต่อระบบภายในลำต้น ทำให้พืชเข้าสู่สภาวะไม่ปกติ ระบบการลำเลียงอาหารจะแผกออกไป และหากอยู่ในช่วงบำรุงดอก/ผล อาจส่งกระทบได้ เปรียบกับคนคืออากาศร้อนและชื้น (อบอ้าว)เราระบายเหงื่อไปได้เราจะอึดอัด และหงุดหงิดได้ง่าย
ความสำคัญของ Vapor Pressure Deficit(VPD)
มาถึงตรงนี้พอจะเชื่อโยงความสำคัญของสภาพอากาศกันได้แล้วนะครับ เมื่อพืชมีกลไกการลำเลียงน้ำและธาตุอาหารด้วยแรงดึงทางปากใบ และความต่างของ VPD ในบรรยากาศเป็นตัวแปรสำคัญ
หมายความว่า เมื่อสภาพอากาศมี VPD มาก อัตราการดึงน้ำ/ธาตุอาหารจะมากตามไปด้วย และ เมื่อสภาพอากาศมี VPD น้อยกลไกการลำเลียงก็จะน้อยลงไป
ในวงการไม้ผลภาคตะวันออกของไทย มักจัดการสวนผลไม้ ตั้งแต่จัดการพื้นที่ให้มีแถวชิด(ปลูกใกล้กันมากขึ้นในแถว) และร่องกว้าง หนึ่งเพราะให้เครื่องจักรเข้าไปช่วยทุ่นแรงได้ แต่ประเด็นสำคัญคือการวางแนวร่องห่างในมีทิศเหนือ-ใต้ เพื่อจะให้แสงแดดสามารถส่องพุ่มใบได้อย่างทั่วถึง ยิ่งใบหรือกิ่งก้านได้รับแสงมาก บรรยากาศและตัวปากใบจะส่งเสริมการสังเคราะห์ด้วยแสงและการลำเลียงอาหารมากขึ้นด้วย
กล่าวได้ว่ายิ่งสภาพอากาศเหมาะกับการคายน้ำ สร้างอาหารของพืชมากเท่าไร่ หรือบริเวณใดที่ได้รับแสงบริเวณนั้นจะมีการลำเลียงสารอาหารและน้ำไปล่อเลี้ยงมากขึ้น
หากคุณภาพของผลผลิตแต่ละลูกแต่ละต้นสามารถสร้างผลตอบแทนที่สมน้ำสมเนื้อ การจัดการอย่างเข้าใจความสัมพันธ์นี้ก็คุ้มค่า
ระบบตรวจวัดสภาพอากาศที่สัมพันธ์กัน
กลับมามองภาพรวมความสัมพันธ์ทั้งหมด หากการตรวจวัดสภาพอากาศแล้วพบว่ามีค่า VPD สูง (เทียบจากข้อมูลอุณหภูมิอากาศ ความชื้นสัมพัทธ์ ความกดอากาศ ปริมาณแสง ความเร็วลม) หากเทียบข้อมูลกับการตรวจวัดความชื้นในดินจะพบว่าเป็นไปในทิศทางเดียวกัน เนื่องเพราะพืชคายน้ำมาก ย่อมต้องดูดน้ำจากรากขึ้นมาใช้มาก ในทางกลับกันหาก VPD น้อยบางการทดลองพบว่ารากแทบไม่ดูดน้ำหรือค่าการตรวจวัดไม่ลดลง
จากที่กล่าวมาทั้งหมดจะเห็นได้ว่า การติดตั้งสถานีตรวจวัดสภาพอากาศอัตโนมัติ เป็นมากกว่าการมีข้อมูลมาแสดงผล หรือควบคุมการให้น้ำ หากเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างสภาพอากาศกับพืช ย่อมสามารถอ่านและแปรความได้ว่าสภาพอากาศในวันนั้นช่วยให้พืชสร้างอาหารหรือเติบโตได้มากน้อยเพียงใด
แม้จะไม่มีหน่วยที่บอกว่า “วันนี้พืชโตขึ้น/สร้างอาหารได้เท่าไหร่” แต่การเทียบข้อมูลสภาพอากาศที่เกิดขึ้นในสวนแต่ละวัน เทียบกับการสังเกตมุม/องศาของแสงแดด ก็สามารถประเมินได้ว่าวันนี้มีช่วงค่า VPD อยู่ที่เท่าไหร่ในแต่ละชั่วโมง และเมื่อทำการเก็บข้อมูลต่อเนื่องหลายปีจะพบว่าปีใดที่ฝนชุก(แสงน้อยความชื้นสูง) ผลผลิตจะต่างออกไปอย่างมีนัยสำคัญกับปีที่แสงมาก
ความฝันของพวกเรา
แง้มความฝันของทีมงานเกษตรไทย IoT เรื่องการสร้างเครือข่ายสถานีตรวจวัดสภาพอากาศในพื้นที่ ก่อนหน้านี้ 4 ปี ทีมงานของเราทำงานด้านสภาพอากาศ ก่อนที่จะเริ่มศึกษาเรื่องดิน เรามีวิสัยทัศน์และความฝันที่อยากจะสร้างเครือข่ายข้อมูลสภาพอากาศจริง “เฉพาะพื้นที่” (แม่นยำระดับพื้นที่)
ลองจินตนาการเล่นๆว่าหากทุกสวน/ทุกแปลงติดตั้งสถานีตรวจอากาศอัตโนมัติ แล้วเก็บข้อมูลโดยพิจารณาปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ ก่อนจะสร้างเป็นแผนที่ของแสงในพื้นที่นั้นๆ (พื้นที่ประมาณ 3 อำเภอ) ภาพการแสดงผลคือ เราจะสามารถบอกได้ว่าวันนั้นมีเมฆมากน้อยเพียงใด “จากพื้นที่จริง” (ความเข้มแสงบอกได้) สวนใดได้แสงมากที่สุด (นับจำนวนขั่วโมง) สวนใดได้แสงน้อย
และเมื่อพิจารณาต่อเนื่องหลายเดือน แล้วเทียบกับผลผลิตสันนิษฐานว่าจะต้องพบความสัมพันธ์ของปริมาณแสงกับผลผลิตอย่างแน่นอน ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แม้จะไม่ขัดเจนในเชิงวิชาการมากนักแต่เป็นข้อมูลเสริมให้ศึกษาและยืนยันผลต่อไปได้ในอนาคต
หมายเหตุ:เป้าหมายของเรายังมีความท้าทายด้านการลงพื้นที่ การสร้างความเชื่อมั่น การสร้างกรณีศึกษา การสร้างเครือข่ายความร่วมมือ การให้บริการสถานี ค่าบริการสัญญาณ และบริการการประมวลผลข้อมูลร่วมกับผู้เชี่ยวชาญฯ
ขอบคุณที่ติดตามเนื้อหาของพวกเราเสมอมา หากมีข้อสงสัยใดพวกเรายินดีแลกเปลี่ยนครับ และขอฝากติดตามผลงานการเดินทางของพวกเรา และงานด้านสภาพอากาศได้ที่ Discovery
อ้างอิง: http://hort.ezathai.org/?p=8041
https://www.sustainablesoils.com/how-much-does-this-method-cost/
