ปัจจุบัน ภาคเกษตรกรรมของไทยกำลังเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญ นั่นคือการพึ่งพาการนำเข้าสารเคมีเกษตรเป็นมูลค่าสูงถึง 20,000-30,000 ล้านบาทต่อปี ยิ่งไปกว่านั้น สถานการณ์ยังซับซ้อนยิ่งขึ้นจากการที่มีการใช้สารเคมีในปริมาณที่มากเกินกว่าปริมาณที่แนะนำ ซึ่งการปฏิบัตินี้ได้สร้างผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุนการผลิตของเกษตรกรและยังส่งผลเสียต่อระบบนิเวศโดยรวม
ด้วยเหตุนี้ เพื่อนำเสนอทางเลือกใหม่ที่ยั่งยืนกว่า ดร.อลงกรณ์ อำนวยกาญจนสิน นักวิจัยอาวุโส จากไบโอเทค สวทช. พร้อมด้วยทีมวิจัย จึงกำลังมุ่งมั่นผลักดันการใช้งาน “ชีวภัณฑ์” (Biocontrol agents) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนามาจากคลังจุลินทรีย์ขนาดใหญ่ของประเทศไทย ที่รวบรวมจุลินทรีย์ไว้มากกว่า 100,000 ล้านตัว โดยมีเป้าหมายเพื่อใช้เป็นทางเลือกทดแทนสารเคมีในการจัดการแปลงเกษตร
นวัตกรรม “ชีวันค็อกเทล”: การใช้จุลินทรีย์แช่เมล็ดพันธุ์เพื่อส่งเสริมการเติบโตและลดการใช้ปุ๋ย
นอกเหนือจากการพัฒนาชีวภัณฑ์สำหรับใช้ฉีดพ่นเพื่อควบคุมศัตรูพืชแล้ว ทีมวิจัย สวทช. ยังได้นำเสนอนวัตกรรมที่เรียกว่า “ชีวันค็อกเทล” (Biocontrol Cocktail) แนวคิดนี้คือการประยุกต์ใช้จุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บาซิลลัส ซับทิลิส (Bacillus subtilis) และ ไรโซเบียม (Rhizobium) มาใช้ในกระบวนการแช่เมล็ดข้าวก่อนการเพาะปลูก
กระบวนการดังกล่าวเริ่มต้นจากการให้เกษตรกรนำเมล็ดข้าวมาแช่ในสารละลายจุลินทรีย์เหล่านี้ โดยใช้ระยะเวลาประมาณ 2-3 ชั่วโมง หรืออาจแช่ทิ้งไว้ข้ามคืนก็ได้ วิธีการนี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยมีเป้าหมายสำคัญเพื่อช่วยให้เกษตรกรสามารถลดการใช้ปุ๋ยเคมีในระหว่างขั้นตอนการเจริญเติบโตของข้าวได้
จากผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการได้ยืนยันว่า จุลินทรีย์กลุ่มดังกล่าวมีประสิทธิภาพในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของข้าว โดยเห็นผลชัดเจนทั้งในส่วนของความยาวรากและความยาวยอด หัวใจสำคัญของแนวคิดชีวันค็อกเทลนี้ คือการคัดเลือกจุลินทรีย์แต่ละชนิดให้มีความเหมาะสมจำเพาะกับข้าวแต่ละสายพันธุ์ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในการส่งเสริมการเจริญเติบโตที่ดีที่สุด
การพิสูจน์ประสิทธิภาพในแปลงทดลองจริง: ผลลัพธ์การควบคุมศัตรูพืชและผลผลิตที่เพิ่มขึ้น
เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการใช้งานจริง สวทช. ได้ดำเนินการทดสอบชีวภัณฑ์เหล่านี้ในแปลงนาข้าวของเกษตรกร การทดสอบนี้ครอบคลุมข้าวหลากหลายสายพันธุ์ ตั้งแต่ข้าวโภชนาการสูง เช่น ข้าวไรซ์เบอร์รี่ และข้าวหอมนิล ไปจนถึงข้าวสายพันธุ์หลักอย่างข้าวเจ้าและข้าวหอมมะลิ โดยมีพื้นที่ทดสอบจริงในจังหวัดพิจิตร (ร่วมกับบริษัท กริมม์ไทย) และจังหวัดปทุมธานี
ผลการทดสอบภาคสนามได้ให้ข้อสรุปที่ชัดเจนถึงประสิทธิภาพของชีวภัณฑ์ที่พัฒนาโดย สวทช. ในหลายมิติ ได้แก่
- ด้านการควบคุมศัตรูพืช: ชีวภัณฑ์ดังกล่าวแสดงความสามารถในการควบคุมแมลงศัตรูพืชสำคัญของข้าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ซึ่งเป็นหนึ่งในปัญหาหลักของชาวนา นอกจากนี้ยังสามารถลดประชากรของเพลี้ยกระโดดลายจุดและเพลี้ยไฟข้าวได้ เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมและชีวภัณฑ์ทางการค้าบางชนิด
- ด้านผลผลิต: ผลลัพธ์แสดงถึงการเพิ่มขึ้นของผลผลิตอย่างชัดเจน ในการทดสอบที่จังหวัดปทุมธานี (พันธุ์ข้าว ปทุมธานี 1) แปลงที่ใช้ชีวภัณฑ์ของ สวทช. สามารถให้ผลผลิตสูงถึง 800 กิโลกรัมต่อไร่ ซึ่งเป็นอัตราที่สูงกว่ากลุ่มที่ใช้ผลิตภัณฑ์ทางการค้าและกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ เช่นเดียวกับการทดสอบในข้าวหอมมะลิ ที่ชีวภัณฑ์ของ สวทช. ก็ให้ผลผลิตสูงกว่าเช่นกัน
สำหรับกลไกการทำงาน นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า นอกเหนือจากคุณสมบัติในการควบคุมโรคแล้ว ชีวภัณฑ์กลุ่มนี้อาจมีส่วนช่วยให้ต้นข้าวสามารถดูดซึมสารอาหารได้ดียิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ยังจำเป็นต้องมีการทดสอบเพิ่มเติมเพื่อยืนยันกลไกดังกล่าวต่อไป
การพัฒนาชีวภัณฑ์สำหรับฉีดพ่น เพื่อการจัดการศัตรูพืชแบบองค์รวม
นอกเหนือจากนวัตกรรมการแช่เมล็ดพันธุ์แล้ว สวทช. ยังได้มุ่งพัฒนาชีวภัณฑ์ในรูปแบบสำหรับฉีดพ่น เพื่อใช้จัดการปัญหาศัตรูพืชต่างๆ ในแปลงข้าวอย่างครอบคลุม โดยเป็นการคัดเลือกจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูงจากคลังจุลินทรีย์ของ สวทช. ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มหลัก ๆ ได้ดังนี้
- กลุ่มจุลินทรีย์สำหรับควบคุมแมลงศัตรูพืช: กลุ่มนี้รวมถึงเชื้อราที่รู้จักกันดี เช่น บิวเวอเรีย (Beauveria) และ เมธาไรเซียม (Metarhizium) ตลอดจนจุลินทรีย์กลุ่มอื่นอย่างไวรัส NPV และแบคทีเรีย BT (Bacillus thuringiensis) ในกระบวนการผลิต สปอร์ของเชื้อราเหล่านี้จะถูกนำไปเพาะเลี้ยงต่อบนวัสดุเลี้ยงเชื้อ (เช่น ข้าว) เมื่อสปอร์เจริญเติบโตจนได้ปริมาณที่มากเพียงพอ ก็สามารถนำไปผสมน้ำเพื่อใช้ฉีดพ่นในแปลงได้
- กลุ่มจุลินทรีย์สำหรับควบคุมโรคพืช: จุลินทรีย์ในกลุ่มนี้ เช่น แบคทีเรีย บาซิลลัส ซับทิลิส (Bacillus subtilis) และ เซอร์ราเทีย มาซิส (Serratia marcescens) มีคุณสมบัติพิเศษสองประการ คือ ไม่เพียงแต่ช่วยในการควบคุมและยับยั้งเชื้อโรคพืชเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติเป็นตัวส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช (Plant Growth-Promoting) อีกด้วย
- กลุ่มควบคุมวัชพืช: นับเป็นแนวทางการพัฒนาล่าสุดที่มีกลไกการทำงานแตกต่างจากสองกลุ่มแรก โดยแทนที่จะใช้ตัวจุลินทรีย์หรือสปอร์โดยตรง แนวทางนี้จะมุ่งเน้นการใช้ “สารออกฤทธิ์” (Active compounds) ที่เชื้อราบางชนิดผลิตขึ้นมา นักวิจัยจะทำการสกัดสารเหล่านี้แล้วนำมาพัฒนาเป็นสูตรชีวภัณฑ์ (formulation) ที่มีความจำเพาะในการควบคุมวัชพืชบางชนิด
ข้อควรพิจารณาและแนวทางปฏิบัติในการใช้ชีวภัณฑ์
แม้ว่าชีวภัณฑ์จะมีประสิทธิภาพสูงในการเกษตร แต่การนำไปใช้งานจริงนั้นมีข้อควรปฏิบัติที่สำคัญและข้อจำกัดบางประการที่เกษตรกรจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้อง
การห้ามใช้ร่วมกับสารเคมีกำจัดเชื้อรา หนึ่งในข้อปฏิบัติที่สำคัญที่สุดคือการหลีกเลี่ยงการผสมชีวภัณฑ์กับสารเคมีกำจัดเชื้อรา เนื่องจากชีวภัณฑ์ที่ใช้ควบคุมแมลงส่วนใหญ่ เช่น บิวเวอเรีย (Beauveria) จัดเป็นเชื้อรา การนำไปฉีดพ่นร่วมกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กำจัดเชื้อรา (เช่น เมตาแลกซิล หรือ คาร์เบนดาซิม) จะส่งผลให้ชีวภัณฑ์ที่เป็นเชื้อรานั้นตายและสูญเสียประสิทธิภาพไปโดยสิ้นเชิง หากมีความจำเป็นต้องใช้สารทั้งสองประเภท แนวทางที่ถูกต้องคือการใช้แบบสลับกัน เช่น สัปดาห์หนึ่งใช้ชีวภัณฑ์ และในสัปดาห์ถัดไปจึงใช้สารเคมีกำจัดเชื้อรา
การประยุกต์ใช้ในระบบเกษตรทั่วไป มักมีความเข้าใจว่าชีวภัณฑ์เหมาะสำหรับระบบเกษตรอินทรีย์เท่านั้น แต่ในความเป็นจริง เกษตรกรที่ปฏิบัติการเกษตรในระบบทั่วไป (Conventional) หรือระบบ GAP ที่ยังมีการใช้ปุ๋ยเคมี ก็สามารถนำชีวภัณฑ์ไปใช้ประโยชน์ได้เช่นกัน โดยมีเป้าหมายเพื่อลดการใช้ยาฆ่าแมลงที่เป็นสารเคมี ตราบใดที่ยังคงปฏิบัติตามข้อกำหนดสำคัญคือการไม่ใช้ผสมกับยาฆ่าเชื้อรา
ผลกระทบต่อแมลงที่เป็นประโยชน์ แม้ว่าสปอร์ของชีวภัณฑ์อาจมีโอกาสสัมผัสหรือติดไปกับแมลงฝ่ายดี (เช่น แตนเบียน หรือแมงมุม) แต่ชีวภัณฑ์เหล่านี้มีความอ่อนไหวสูงต่อปัจจัยแวดล้อม โดยเฉพาะแสงแดดและรังสียูวี (UV) แมลงที่เป็นประโยชน์ซึ่งมักมีการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วและสัมผัสกับแสงแดดบ่อยครั้ง จะทำให้สปอร์ของชีวภัณฑ์ที่ติดไปด้วยนั้นถูกทำลาย จึงยังไม่พบรายงานการวิจัยที่ยืนยันว่าชีวภัณฑ์เหล่านี้ส่งผลกระทบหรือทำลายแมลงดีอย่างมีนัยสำคัญ
ประสิทธิภาพต่อศัตรูพืชบางชนิด ประสิทธิภาพของชีวภัณฑ์อาจลดลงเมื่อใช้กับแมลงศัตรูพืชบางกลุ่ม ตัวอย่างเช่น แมลงที่เคลื่อนไหวได้รวดเร็วมากอย่าง เพลี้ยจักจั่น อาจไม่ได้รับผลกระทบเต็มที่ เนื่องจากปัจจัยแวดล้อมอย่างความร้อนและแสงแดดอาจทำลายสปอร์ของชีวภัณฑ์ก่อนที่เชื้อจะมีเวลาฟักตัวและทำให้แมลงตาย อีกกรณีคือศัตรูพืชที่อาศัยอยู่ภายในเนื้อเยื่อพืช เช่น หนอนกอข้าว ซึ่งอาศัยอยู่ในใบ ทำให้การฉีดพ่นชีวภัณฑ์ให้สัมผัสโดนตัวแมลงโดยตรงเป็นไปได้ยาก
การเปิดตัว DAPBot: แพลตฟอร์มเชื่อมโยงเกษตรกรสู่เครือข่ายผู้เชี่ยวชาญ
หนึ่งในความท้าทายสำคัญของการผลักดันเทคโนโลยีชีวภาพ คือการส่งต่อองค์ความรู้และนวัตกรรมเหล่านี้ไปสู่เกษตรกรผู้ใช้งานในวงกว้าง เพื่อจัดการกับช่องว่างนี้ สวทช. ได้ดำเนินการพัฒนาคู่มือการปฏิบัติงาน (SOPs) สำหรับการใช้ชีวภัณฑ์ในนาข้าว ซึ่งคาดว่าจะสามารถเผยแพร่ได้ในเร็ววันนี้
และในก้าวล่าสุด สวทช. ได้เปิดตัว “DAPBot” ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มผู้ช่วยเกษตรกรที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานผ่านแอปพลิเคชัน LINE แพลตฟอร์มนี้จะทำหน้าที่เสมือนผู้ช่วยส่วนตัว โดยมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมโยงองค์ประกอบหลัก 3 ส่วนเข้าด้วยกัน คือ เกษตรกร, นักวิชาการ และ ผู้ผลิตชีวภัณฑ์
สำหรับ DAPBot นั้น ถูกออกแบบมาให้มีฟังก์ชันการทำงานหลักที่ตอบโจทย์เกษตรกร ดังนี้
- การวินิจฉัยโรคและแมลง: เกษตรกรสามารถสอบถามปัญหา หรือส่งภาพถ่ายอาการของพืชเข้ามาในระบบ เพื่อรับคำปรึกษาและคำวินิจฉัยโดยตรงจากทีมนักวิชาการและผู้เชี่ยวชาญ
- การเลือกซื้อชีวภัณฑ์คุณภาพ: แพลตฟอร์มจะให้คำแนะนำเกี่ยวกับแหล่งจำหน่ายชีวภัณฑ์ที่ได้มาตรฐาน ซึ่งผ่านการรับรองจากกรมวิชาการเกษตร หรือช่วยค้นหาร้านค้าที่เกษตรกรต้องการได้โดยตรงจากในระบบ
- การตรวจสอบสภาพอากาศ: มีฟังก์ชันสำหรับตรวจสอบพยากรณ์อากาศ เพื่อช่วยให้เกษตรกรสามารถวางแผนการฉีดพ่นชีวภัณฑ์ได้อย่างเหมาะสม และเกิดประสิทธิภาพสูงสุด
- การอัปเดตข่าวสาร: ระบบจะทำหน้าที่แจ้งเตือนข้อมูลสำคัญ รวมถึงการแจ้งเตือนเมื่อมีแนวโน้มการเกิดภัยพิบัติทางการเกษตร เพื่อให้เกษตรกรสามารถเตรียมพร้อมรับมือได้ทันท่วงที
ความพยายามทั้งหมดนี้ สะท้อนถึงเป้าหมายของ สวทช. ในการสร้างทางเลือกใหม่ที่มีประสิทธิภาพให้แก่เกษตรกรไทย เพื่อมุ่งลดการพึ่งพาสารเคมีนำเข้าที่มีราคาสูง เพิ่มศักยภาพในการผลิต และท้ายที่สุดคือการสร้างความยั่งยืนให้กับการทำนาข้าวในอนาคต
ข่าวอื่น ๆ ที่น่าสนใจ
พลิกเกมข้าวไทย ส่ง ‘พันธุ์สยาม’ สู้ตลาดโลก ลดต้นทุนส่งออก-เพิ่มรายได้ชาวนา
หนี้ครัวเรือนพัง! บีบคนไทยเกษียณ 70 ปี เหตุผลลึกจาก ‘กู้เพื่อไลฟ์สไตล์’
