โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

          การเพาะปลูกพืชทำให้ดินที่อุดมสมบูรณ์ หลังพบว่าภาคการเกษตรเสื่อมโทรมลงมากกว่า 24 ล้านเอเคอร์ทุกปี ทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับความต้องการอาหารที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก แต่การเพาะปลูกพืชแบบง่าย ๆ ในพื้นที่แห้งแล้ง (Dust Bowl) ในปี 2470 อาจใช้เป็นแนวทางในการแก้ปัญหาดินเสื่อมโทรมได้ ซึ่งเป็นผลการวิจัยชิ้นใหม่ของ Stanford University ที่ตีพิมพ์ในวันที่ 6 ธันวาคมในวารสาร Environmental Science Editor 

         Jillian Deines นักศึกษาระดับหลังปริญญาเอก ที่ศูนย์ความมั่นคงด้านอาหารและสิ่งแวดล้อมของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด (Stanford’s Center on Food Security and the Environment) เป็นผู้รายงานการศึกษานี้ กล่าวว่า การไถพรวนที่ลดลง เป็นการได้รับประโยชน์ร่วมกัน (win-win) ในพื้นที่เพาะปลูกข้าวโพด และ สิ่งที่มีความกังวลว่า การไถพรวนลดลงอาจ ส่งผลกระทบต่อผลผลิตของพืช ซึ่งทำให้เกษตรกรบางส่วนไม่ยอมเปลี่ยนวิธีปฏิบัตินั้น แต่จากผลการศึกษากลับพบว่า การลดการไถพรวนจะนำไปสู่ผลผลิตที่เพิ่มขึ้น”

          สหรัฐอเมริกา เป็นประเทสผู้ผลิตข้าวโพดและถั่วเหลืองรายใหญ่ที่สุดของโลก การปลูกพืชทั้ง 2 ชนิดในมิดเวสต์ (แถบตะวันตกตอนกลางของประเทศ) เกษตรกรจะผลิตข้าวโพดได้ประมาณ 367 ล้านตันและถั่วเหลืองประมาณ 108 ล้านตันในฤดูปลูกที่ผ่านมา ซึ่งจัดเป็นแหล่งผลิตหลัก เพื่อใช้เป็น อาหาร ผลิตน้ำมันพืช เอทานอลและมีมูลค่าในการส่งออก

         โดยทั่วไป เกษตรกรจะไถพรวนดินก่อนปลูกข้าวโพดหรือถั่วเหลือง ซึ่งเป็นวิธีปฏิบัติที่รู้จักกันดีในการควบคุมวัชพืชผสมธาตุอาหาร ย่อยดินให้มีขนาดเล็กลง และท้ายที่สุดจะเพิ่มการผลิตอาหารได้ในระยะสั้น อย่างไรก็ตามเมื่อเวลาผ่านไปวิธีการนี้จะทำให้ดินเสื่อมโทรม ดังปรากฎในรายงานปี 2558 จากองค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (Food and Agriculture Organization of the United Nations) ที่รายงานว่าในรอบ 40 ปีที่ผ่านมาโลกได้สูญเสียที่ดิน 1 ใน 3 ส่วนที่ใช้ในการผลิตอาหาร ที่จัดเป็นดินเสื่อมโทรม ความเสื่อมโทรมของดินเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับการผลิตอาหารโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อมีแรงกดดันทางการเกษตรเพิ่มขึ้น เพื่อเลี้ยงประชากรโลกที่กำลังเติบโต

          ในทางตรงกันข้าม การลดการไถพรวน หรือที่เรียกว่าการไถพรวนเชิงอนุรักษ์ส่งเสริม จะเป็นการจัดการดินที่ดีต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน ลดการชะล้างพังทะลายและการไหลบ่าของน้ำ และปรับปรุงการกักเก็บน้ำและการระบายน้ำ ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับการทิ้งเศษพืชของฤดูปลูกปีที่แล้วบนพื้นดิน และเมื่อทำการเพาะปลูกครั้งต่อไป ก็ไม่ต้องไถพรวนหรือไถพรวนแต่เพียงเล็กน้อย

          การปฎิบัติดังกล่าวมีการทำในพื้นที่กว่า 370 ล้านเอเคอร์ทั่วโลก ส่วนใหญ่อยู่ในอเมริกาใต้ เอเชียเนีย และอเมริกาเหนือ อย่างไรก็ตามเกษตรกรหลายคนยังกลัวว่า วิธีการนี้อาจจะลดผลผลิตและผลกำไรได้ การศึกษาผลกระทบด้านผลผลิตในอดีตนั้น ถูกจำกัดอยู่เฉพาะการทดลองในพื้นที่ขนาดเล็ก บ่อยครั้งทดลองที่สถานีวิจัยซึ่งไม่ได้สะท้อนการปฏิบัติในระดับการผลิตแปลงใหญ่

          ทีมวิจัยจากสแตนฟอร์ด ได้ใช้ชุดการเรียนรู้ของเครื่องจักรกล และชุดข้อมูลดาวเทียมเพื่อตอบโจทย์ของการปฎิบัติในแปลงใหญ่ โดยในขั้นแรก คือ ทำการระบุพื้นที่ที่ลดการไถพรวน และพื้นที่ที่มีการไถพรวนตามปกติ จากข้อมูลที่ตีพิมพ์ก่อนหน้านี้ซึ่งเป็นรายงานการปฏิบัติประจำปีของสหรัฐฯระหว่าง 2548-2559 จากนั้นใช้แบบจำลองผลผลิตพืชที่อาศัยผลการวิเคราะห์จากดาวเทียมซึ่งคำนึงถึงตัวแปรต่าง ๆ เช่น สภาพอากาศและวงจรชีวิตของพืช

         นอกจากนี้ยังตรวจสอบผลผลิตของถั่วเหลืองและข้าวโพดในช่วงเวลาดังกล่าว เพื่อหาผลกระทบของการลดการไถพรวนต่อผลผลิตพืชนักวิจัยได้สร้างแบบจำลองในคอมพิวเตอร์ เพื่อเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของผลผลิตในแปลงที่มีการไถพรวน นอกจากนี้ยังบันทึกองค์ประกอบต่าง ๆ เช่นชนิดของดินและสภาพอากาศ เพื่อช่วยตัดสินว่าองค์ประกอบใดมีอิทธิพลสูงต่อการเก็บเกี่ยว

          จากแบบจำลองดังกล่าว นักวิจัยได้คำนวณผลผลิตข้าวโพด และพบว่าข้าวโพดให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยร้อยละ 3.3 และผลผลิตถั่วเหลืองเพิ่มขึ้นร้อยละ 0.74 จากพื้นที่ที่มีการจัดการด้วยวิธีการไถพรวนเชิงอนุรักษ์ในระยะยาวใน 9 รัฐที่ใช้เป็นตัวอย่างในการศึกษาผลผลิตที่เพิ่มขึ้นนี้ จัดอยู่ใน 1 ใน 15 อันดับแรกของโลกสำหรับพืชทั้งสองชนิด โดยผลผลิตข้าวโพดจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นประมาณ 11 ล้านตันซึ่งจะใกล้เคียงกับผลผลิตข้าวโพดในปี 2561 ของแอฟริกาใต้ อินโดนีเซีย รัสเซีย หรือไนจีเรีย สำหรับถั่วเหลืองมีผลผลิตเพิ่มขึ้น 800,000 ตัน ซึ่งเป็นผลผลิตที่อยู่ระหว่างการผลิตในอินโดนีเซีย และแอฟริกาใต้

        บางพื้นที่ มีการเพิ่มขึ้นของผลผลิตสูงถึงร้อยละ 8.1 สำหรับข้าวโพดและร้อยละ 5.8 สำหรับถั่วเหลือง ในพื้นที่อื่น ๆ ให้ผลผลิตลดลงร้อยละ 1.3 สำหรับข้าวโพดและร้อยละ 4.7 สำหรับถั่วเหลือง ที่เป็นเช่นนี้มีผลมาจากความชื้นดิน และอุณหภูมิตามฤดูกาล ซึ่งเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลมากที่สุดที่ทำให้เกิดความแตกต่างของผลผลิต โดยเฉพาะในบริเวณพื้นที่แห้งและอบอุ่น สภาพเปียกชื้นยังเป็นสภาพที่เหมาะสมสำหรับพืช ยกเว้นในช่วงต้นฤดูปลูกที่ดินที่มีน้ำขังที่เป็นผลมาจากการไถพรวนปกติ

      David Lobell ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ระบบโลก (Earth system science) จากคณะโลก พลังงาน และสิ่งแวดล้อมวิทยาศาสตร์ (School of Earth, Energy & Environmental Sciences)กล่าวว่า การพิจารณาว่า การลดการไถพรวนจะทำที่ไหนและเมื่อใด เป็นสิ่งที่ดีที่สุดที่จะช่วยให้เกิดประโยชน์สูงสุดจากเทคโนโลยีและนำเกษตรกรสู่อนาคต

        จะต้องใช้เวลาพอสมควรที่จะเห็นประโยชน์จากการลดการไถพรวน ในขณะที่ผลการศึกษาจากแบบจำลองออกมาดี จากการคำนวณของนักวิจัยเกษตรกรผู้ปลูกข้าวโพดจะไม่ได้รับประโยชน์เต็มที่ในช่วง 11 ปีแรกและถั่วเหลืองจะต้องใช้เวลามากเป็น 2 เท่าเพื่อให้ได้ผลผลิตเต็มที่ ที่สำคัญวิธีการลดการไถพรวน ยังส่งผลให้ต้นทุนลดลง เนื่องจากความต้องการแรงงานเชื้อเพลิง และอุปกรณ์ที่ใช้ในการเพาะปลูกลดลง ขณะเดียวกันยังช่วยทำให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์สำหรับการผลิตอาหารอย่างต่อเนื่อง

         การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงผลผลิตที่เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย แม้ในช่วงปีแรกของการดำเนินการ แต่จะเพิ่มสูงขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป อันเป็นผลมาจากความอุดมสมบูร์ที่ดีขึ้นของดิน จากรายงานสำมะโนการเกษตรประจำปี 2560 เกษตรกรดูเหมือนจะเริ่มต้นด้วยการลงทุนระยะยาวและใกล้ถึงร้อยละ 35 ของพื้นที่ปลูกพืชในสหรัฐอเมริกา ที่มีการจัดการกับการลดการไถพรวน

         Deines กล่าวว่า หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ในภาคเกษตร คือการบรรลุถึงผลผลิตพืชผลที่ดีที่สุด ซึ่งการวิจัยครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าการลดการไถพรวนสามารถเป็นทางออกที่ดีสำหรับผลผลิตในระยะยาวได้

         ครับ แม้ว่าจะยาวไปหน่อย แต่ก็ทำให้ทราบถึงความพยายามที่จะตอบคำถามว่า การลดการไถพรวน จะช่วยให้ผลผลิตพืชเพิ่มขึ้นหรือไม่ในระยะยาว ซึ่งจากการใช้แบบจำลองในการตอบคำถามนี้ ก็สามารถตอบได้ว่า มีความเป็นไปได้ แต่ก็ยังมีปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลทางลบ ในกรณีนี้อาจจะต้องมีความชัดเจนว่าวิธีการลดการไถพรวนควรที่จะนำไปใช้ในพื้นที่ใดและเมื่อใด อย่างไรก็ดี มีข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่าการใช้พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่ทนทานสารกำจัดวัชพืช สามารถนำมาใช้ร่วมกับการลดการไถพรวน ที่ไม่ส่งผลกระทบต่อผลผลิตครับ

          อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191206132228.htm