การเกษตรแม่นยำสูง หรือ Precision Agriculture คือ รูปแบบการเกษตรที่นำเอาเทคโนโลยีและการจัดการข้อมูลมาใช้ภายในฟาร์ม เพื่อการบริหารจัดการพื้นที่ในฟาร์มให้มีความเหมาะสมและแม่นยำยิ่งขึ้น และได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในเชิงประโยชน์ต่อผู้เกี่ยวข้องในภาคอุตสาหกรรมการเกษตร หัวใจสำคัญของการนำเทคโนโลยีมาใช้ในภาคการเกษตร คือ เพื่อลดค่าใช้จ่าย เนื่องจากเกษตรกรสามารถคาดเดาสิ่งที่จะเกิดขึ้น ในอนาคตได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ทั้งนี้ พื้นที่เกินกว่าครึ่งของประเทศออสเตรเลียเป็นพื้นที่การเกษตรสำหรับการผลิตอาหาร มีทั้งเพื่อบริโภคภายในประเทศและเพื่อการส่งออกไปยังต่างประเทศ โดยธุรกิจการส่งออกมีความสำคัญกับประเทศออสเตรเลียเป็นอย่างมาก การนำเทคโนโลยีมาใช้ในภาคการเกษตรสำคัญจะต้องไม่เพียงเพื่อเพิ่มปริมาณการผลิตอาหารให้ได้มากขึ้น แต่จะต้องเพื่อให้เกิดการผลิตอย่างยั่งยืนด้วย การเกษตรแม่นยำได้รับความสนใจและนำมาใช้จริงในฟาร์มในหลากหลายรูปแบบ ดังตัวอย่างต่อไปนี้
Jessica Koch เจ้าของฟาร์ม Breezy Hill Ag เป็นอีกหนึ่งเกษตรกรตัวอย่างที่ได้นำการเกษตรแม่นยำ ไปใช้ในฟาร์ม เทคโนโลยีที่นำมาใช้ได้แก่ Electromagnetics Soil Maps และ Variable Rate Fertilizer/Lime เพื่อระบุคุณสมบัติของดิน โดยเป็นการใช้เทคโนโลยีเพื่อวิเคราะห์สภาพพื้นที่ว่าบริเวณใดควรมีการเติมปุ๋ยหรือปูนขาวในอัตราส่วนเท่าใดจึงจะเหมาะสมและเกิดประโยชน์สูงสุด เทคโนโลยี Yield Mapping เพื่อวิเคราะห์
การเกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture)
การวัดปริมาณผลผลิตและความชื้นในพื้นดินโดยใช้ข้อมูล GPS มีการใช้ Vegetation Images (Normalized Difference Vegetation Index-NDVI) เพื่อติดตามสุขภาพของพืชในฟาร์ม และระบุพื้นที่ Frosted Zone ในฟาร์ม (บริเวณหนาวจัดที่มีผลึกน้ำแข็ง) ทำให้เกษตรกรสามารถเลือกพื้นที่เก็บเกี่ยวได้ดีขึ้น เทคโนโลยีทั้งหมดนี้ช่วยให้การจัดการภายในฟาร์มให้มีประสิทธิภาพและแม่นยำยิ่งขึ้น ทั้งนี้ด้วยเทคโนโลยี Variable Rate Lime ในฟาร์มเพียงอย่างเดียวสามารถช่วยลดรายจ่ายได้
ในด้านอุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้ง เนื่องจากการใช้เซนเซอร์เพื่อวัดคุณภาพของน้ำในบ่อเลี้ยงกุ้งสิ่งที่ไม่คาดคิดมีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูง อีกทั้งข้อมูลที่ได้ยากต่อการจัดการ Dr. Joel Dabrowski จึงเริ่มพิจารณาความเป็นไปได้ในการพัฒนาซอฟท์แวร์เพื่อให้คอมพิวเตอร์วิเคราะห์ข้อมูลที่ป้อนเข้าไปเพื่อให้เกิดการ “เรียนรู้” และ “พัฒนา” ระบบการเลี้ยงกุ้งได้เองจากข้อมูลนั้นหรือที่เรียกว่า “Machine Learning” ซึ่งเป็นการคาดการณ์สภาพแวดล้อม ในบ่อเลี้ยงกุ้งที่อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพกุ้งและผลผลิตกุ้งในฟาร์ม หากการพัฒนาครั้งนี้สำเร็จ ก็จะเกิดเป็นเทคโนโลยีที่สามารถช่วยเตือนเกษตรกรถึงสภาพแวดล้อมที่อาจเป็นอันตรายต่อกุ้ง เพื่อให้เกษตรกรสามารถจัดการได้ทันท่วงทีก่อนเกิดความเสียหาย
นอกจากนี้ ในอุตสาหกรรมการเลี้ยงสัตว์ ได้มีการพัฒนาปลอกคอพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับสัตว์มีชื่อว่า “eGrazor” เพื่อติดตามและเก็บข้อมูล Real-time พฤติกรรมสัตว์แต่ละตัว และสรุปปริมาณการบริโภคของสัตว์ โดยนำข้อมูลเหล่านั้นมาใช้ในการจัดการระบบการให้อาหารและหญ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น โดยข้อมูลที่ได้ยังสามารถระบุประสิทธิภาพของสัตว์แต่ละตัวในการเปลี่ยนอาหารเป็นเนื้อและนมได้อีกด้วย
ทั้งนี้เพื่อเป็นการกระตุ้นให้เกิดเกษตรกรรมแบบดิจิทัล ในออสเตรเลียสิ่งที่ไม่คาดคิดจะต้องมีการพัฒนาระบบการจัดการข้อมูล ลงทุนพัฒนาระบบโทรคมนาคมในฟาร์มและพื้นที่ธุรกิจ ในชนบทและควรมีผู้ดูแลด้านเกษตรกรรมแบบดิจิทัล เพื่อให้คำแนะนำแก่เกษตรกร และจัดกิจกรรมการให้ความรู้ ความตระหนักเกี่ยวกับประโยชน์ของเกษตรกรรมแบบดิจิทัลต่อไป
ในตอนก่อนหน้านี้ ผู้เขียนได้นำท่านผู้อ่านเข้าสู่โลกของเกษตรกรรมความแม่นยำสูง (Precision Agriculture) โดยอธิบายที่มาและนิยาม ตลอดจนคุณประโยชน์ของเทคโนโลยีนี้ ตอนที่ 3 กับ 4 นี้เราจะมาดูกันนะครับว่าเทคโนโลยีนี้จะทำอะไรได้บ้างสำหรับประเทศไทยของเรา
เทคโนโลยีเกษตรกรรมความแม่นยำสูง ประกอบด้วยความสามารถ 3 ด้านได้แก่
1. ความสามารถในการระบุตำแหน่ง ในฟาร์มหรือไร่นา
2. ความสามารถในการเก็บ แปรผล และวิเคราะห์ข้อมูล ในระยะเวลาและมิติที่เหมาะสม
3. ความสามารถในการปรับแต่ง การใช้ทรัพยากรและต้นทุนต่างๆ รวมทั้งกิจกรรมทางการเกษตร ให้เหมาะสมกับแต่ละพื้นที่ย่อยๆ ที่พบความแตกต่าง
เทคโนโลยีเกษตรความแม่นยำสูงจะต้องมีความสามารถครบทั้ง 3 อย่างครับ จึงจะเรียกว่าใช้ได้จริง และเปลี่ยนฟาร์มธรรมดาให้เป็นฟาร์มอัจฉริยะ หรือ Smart Farm ได้ เรามาดูเทคโนโลยีลูก ที่จะนำเข้ามาใช้ในการทำเกษตรกรรมความแม่นยำสูง กันบ้างครับว่ามีอะไรบ้าง
• Global Positioning System (GPS) เป็นเทคโนโลยีในการระบุพิกัด หรือ ตำแหน่งบนพื้นผิวโลกโดยใช้กลุ่มของดาวเทียมซึ่งแรกเริ่มมีจำนวน 24 ดวง ปัจจุบันมีทั้งหมด 67 ดวง โคจรรอบโลกในวงโคจร ที่ความสูง 20,200 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก เครื่องรับ GPS เชิงพาณิชย์ในปัจจุบันมีความสามารถในการระบุพิกัดเพียงพอต่องานทางด้านเกษตรความแม่นยำสูง รวมไปถึงเทคโนโลยีรถไถควบคุมด้วย GPS เพื่อพรวนดิน หยอดปุ๋ย และ เก็บเกี่ยว บริษัท John Deere ในสหรัฐอเมริกาได้จำหน่ายระบบรถแทร็คเตอร์อัตโนมัติที่มีชื่อว่า iGuide และ AutoTrac ซึ่งมีระบบการบังคับการเลี้ยวของพวกมาลัย รวมทั้งอัลกอริทึมต่างๆที่ทำให้รถแทรคเตอร์สามารถวิ่งไปวิ่งกลับตลอดทั้งไร่ ตามแผนที่และคำสั่งที่ระบุ โดยสามารถหยอดปุ๋ยหรือยาฆ่าแมลง ให้มีความแตกต่างในแต่ละพื้นที่ได้ตามโปรแกรมที่ระบุมา
ระบบรถแทร็กเตอร์ขับเองด้วยการนำทางจาก GPS ของบริษัท John Deere ประเทศสหรัฐอเมริกา
• Geographic Information System (GIS) เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ เป็นเทคโนโลยีในการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ แล้วนำมาแสดงผลในรูปแบบต่างๆ โดยจุดขายของมันอยู่ที่ความสามารถในการเก็บข้อมูลหลากหลายมิติ ที่มีความเกี่ยวข้องกับพิกัดของพื้นที่ แล้วนำมาวิเคราะห์และแสดงผลตามที่ผู้ใช้ต้องการ ในอดีตประเทศไทยมีการใช้งาน GIS กันอย่างกว้างขวางโดยเฉพาะในหน่วยงานรัฐบาล GIS นั้นเคยถูกมองว่าเป็นของที่มีราคาแพง และยุ่งยากในการนำมาใช้ ทำได้เฉพาะผู้เชี่ยวชาญ และต้องได้รับการอบรมเป็นพิเศษ หรือ แม้แต่อาจต้องเรียนในระดับปริญญา จนกระทั่งเดี๋ยวนี้ คนทั่วไปสามารถเข้าถึงระบบ GIS ได้โดยใช้โปรแกรม Google Earth ถึงแม้ผู้เชี่ยวชาญด้าน GIS จะบอกว่า Google Earth เป็นเพียงโปรแกรมแสดงผล (Visualization) เท่านั้น ยังขาดความสามารถด้าน processing ก็ตาม แต่ในปัจจุบัน ความสามารถด้าน processing ข้อมูลภูมิศาสตร์นั้น ได้เข้าไปอยู่ใน Google Earth แล้ว ในสมัยก่อน การใช้แผนที่ และ ภาพถ่ายดาวเทียม เป็นเรื่องยุ่งยาก และเข้าถึงได้ไม่ง่ายนัก อีกทั้ง หน่วยงานที่ครอบครองข้อมูลเหล่านี้ก็ค่อนข้างหวง การจะได้ภาพถ่ายดาวเทียมมาชื่นชมต้องแลกด้วยราคาที่ชาวบ้านอย่างเราๆ ไม่อาจตัดใจซื้อ แต่เดี๋ยวนี้ Google Earth นำสิ่งเหล่านั้นมาหยิบยื่นให้ฟรีๆ การเกิดขึ้นของ Google Earth และ GPS ราคาถูกนำมาซึ่งธุรกิจใหม่ๆ และการเติบโตในการนำ ข้อมูลทางภูมิศาสตร์ ไปใช้ประโยชน์ร่วมกับข้อมูลอื่นๆ อย่างไม่เคยเป็นมาก่อน จะว่าไปแล้ว Google Earth ไม่ได้จงใจออกแบบมาสำหรับให้นักวิทยาศาสตร์ใช้ แต่ตั้งใจจะให้คนทั่วไปใช้มากกว่า แต่ปรากฏว่าตอนนี้ Google Earth ได้กลับกลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญในทางวิทยาศาสตร์ไปแล้ว เราสามารถนำข้อมูลเชิงพื้นที่ต่างๆ มาผนวกใช้ร่วมกับ Google Earth ได้ ทำให้ตอนนี้บริษัท Google เอง สนใจจะเพิ่มเติม ฟังก์ชันต่างๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อการทำงานทางด้านวิทยาศาสตร์เข้าไปในโปรแกรม เพราะ Google เชื่อว่า การเติบโตของการใช้งานโปรแกรม Google Earth ในทางวิทยาศาสตร์ จะนำมาสู่การขยายการใช้ประโยชน์ โดยคนทั่วไปในที่สุด
ภาพแสดงการนำระบบ GIS มาใช้ทางการเกษตร ตั้งแต่ขั้นตอนหว่านไถ ให้ปุ๋ย ให้ยา จนถึงการเก็บเกี่ยว (ภาพจาก //www.gps4us.com)
เทคโนโลยี Remote Sensing ที่ใช้เซ็นเซอร์ติดตั้งบนดาวเทียม
• Remote Sensing หรือ เทคโนโลยีการรับรู้ระยะไกล เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการเก็บข้อมูลพื้นที่โดยอาศัยคลื่นแสงในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ และ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ เช่น เรดาห์ ไมโครเวฟ วิทยุ เป็นต้น โดยอุปกรณ์รับรู้เหล่านั้นมักจะติดตั้งบนอากาศยาน หรือ ดาวเทียม เทคโนโลยี Remote Sensing เป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับการใช้งานในพื้นที่กว้าง หน่วยงานที่ใช้โดยมากจึงเป็นหน่วยงานของรัฐบาลและทหาร ในอดีตนั้นถึงแม้จะมีการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในการเกษตร แต่ก็เป็นการใช้ในระดับนโยบายโดยองค์กรของรัฐ แทบจะไม่มีการนำมาใช้ในระดับบริษัทหรือฟาร์มของเกษตรกร เพราะราคาที่แพงแสนแพง แต่ในปัจจุบันเทคโนโลยี Remote Sensing มีราคาถูกลงมากและใช้งานง่ายขึ้น เมื่อก่อนจะใช้เทคโนโลยีนี้จะต้องไปเรียนกันในระดับปริญญา แต่เดี๋ยวนี้เจ้าของฟาร์มก็สามารถใช้ได้ โดยการสั่งซื้อบริการจากดาวเทียมของเอกชน หรือ ข้อมูลสาธารณะต่างๆ ที่มีให้ดาวน์โหลดมากมายในเน็ต อย่างไรก็ดี เนื่องจากข้อมูลจาก Remote Sensing นั้นเป็นข้อมูลของพื้นที่กว้าง หากจะใช้สำหรับพื้นที่ย่อยๆในระดับฟาร์ม ข้อมูลก็จะมีความหยาบเอามากๆ ข้อมูลดิบที่ได้จาก Remote Sensing จะเป็นสเปคตรา (Spectra) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแสง เป็นหลัก ซึ่งต้องอาศัยการแปลความหมายออกมาเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์ เช่น ขนาดและความหลากหลายของพื้นที่เกษตรกรรม ชนิดของพืชที่มีการเพาะปลูก ความชุ่มชื้นของดิน เป็นต้น ในระยะหลังๆ ได้มีการนำเทคโนโลยี Remote Sensing มาติดตั้งกับหุ่นยนต์บินได้ ที่เรียกว่า drone ซึ่งมีราคาไม่แพง เกษตรกรระดับกลางสามารถซื้อหามาใช้ได้ ทำให้เทคโนโลยีนี้ เริ่มกลับมาเป็นที่นิยมอีกครั้ง