ที่มา	คิดเป็นเทคโนฯ
ผู้เขียน	สาวบางแค22
เผยแพร่	วันพฤหัสที่ 23 เมษายน พ.ศ.2563

สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ร่วมกับจังหวัดอุตรดิตถ์ และมหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์และเครือข่ายวิจัยภูมิภาค : ภาคเหนือ จัดงาน “มหกรรมงานวิจัยส่วนภูมิภาค ประจำปี 2563” (Regional Research Expo 2020) เพื่อขับเคลื่อนงานวิจัยไปสู่การใช้ประโยชน์ในพื้นที่ภูมิภาคอย่างต่อเนื่อง ภายใต้แนวคิดหลัก “งานวิจัยเพื่อสร้างชุมชนนวัตกรรมและเศรษฐกิจภูมิภาค” ระหว่าง วันที่ 1-2 มีนาคม 2563 ณ อาคารหอประชุม มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ ลำรางทุ่งกะโล่ จังหวัดอุตรดิตถ์

ภายในงานประกอบด้วยการแสดงนิทรรศการเฉลิมพระเกียรติ นิทรรศการผลงานวิจัย จำนวนกว่า 100 ผลงาน และการประชุมสัมมนาวิชาการ ตัวอย่างของผลงานเด่นที่น่าสนใจ ได้แก่ เทคโนโลยีการผลิตและแปรรูปมะขามหวานครบวงจร เทคโนโลยีการแปรรูปมะม่วงเชิงพาณิชย์ เทคโนโลยีแปรรูปสับปะรดครบวงจร เทคโนโลยีแปรรูปกาแฟวนเกษตร เทคโนโลยีลางสาด signature ฯลฯ

เพิ่มมูลค่าวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร

จังหวัดอุตรดิตถ์ มีสภาพภูมิประเทศ 3 ลักษณะ คือ ที่ราบลุ่มแม่น้ำ ที่ราบระหว่างหุบเขา และเขตภูเขา ได้รับอิทธิพลของแม่น้ำน่านและแม่น้ำสาขา ส่งผลให้มีสภาพภูมิอากาศที่เหมาะสมต่อการเกษตร ส่งผลให้จังหวัดอุตรดิตถ์ เป็นเมืองแห่งผลไม้ที่หลากหลายชนิด มีระบบวิถีการเกษตรแบบวนเกษตรไม้ผลที่มีชื่อเสียง แต่ปัจจุบันลักษณะของการเพาะปลูกแบบวนเกษตรดั้งเดิมกำลังเปลี่ยนแปลงเป็นปลูกพืชเชิงเดี่ยว เน้นเพิ่มผลผลิตในปริมาณมากเพื่อสร้างผลกำไรสูงสุด โดยใช้ปุ๋ยเคมีและสารเคมีทางการเกษตรเป็นตัวช่วยมากขึ้น

วิถีการเกษตรที่เปลี่ยนแปลงไป ส่งผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาว เนื่องจากพื้นที่เพาะปลูกส่วนใหญ่อยู่บนภูเขาสูง เสี่ยงต่อการชะล้างพังทลายและเกิดดินถล่มตลอดเวลา แถมดินมีความเป็นกรดสูง และมีเศษวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรเป็นจำนวนมาก

มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ ตระหนักถึงปัญหาดังกล่าว จึงใช้ประโยชน์จากผลงานวิจัยและนวัตกรรมที่มีอยู่มาส่งเสริมและพัฒนาเชิงพื้นที่ เพื่อเพิ่มมูลค่าวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร โดยส่งเสริมให้เกษตรกรผลิตถ่านชีวภาพมาเป็นวัสดุปรับปรุงบำรุงดินร่วมกับสารชีวภัณฑ์ ในพื้นที่วนเกษตรไม้ผลจังหวัดอุตรดิตถ์ ได้แก่ สวนทุเรียน ลองกอง มะขาม และมะม่วงหิมพานต์ ทดแทนการใช้สารเคมี

กิจกรรมดังกล่าว ได้รับการสนับสนุนด้านงบประมาณจาก สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ ร่วมกับ จังหวัดอุตรดิตถ์ และ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ ผศ.ดร. จันทร์เพ็ญ ชุมแสง ผู้อำนวยการศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ ซึ่งเป็นหัวหน้าโครงการครั้งนี้ ได้ส่งมอบเตาถ่านชีวภาพ (Biochar) และถ่ายทอดองค์ความรู้เรื่องการปรับปรุงบำรุงดินด้วยถ่านชีวภาพร่วมกับสารชีวภัณฑ์ในพื้นที่วนเกษตรไม้ผลจังหวัดอุตรดิตถ์ ได้แก่ สวนทุเรียน ลองกอง มะขาม และมะม่วงหิมพานต์

ทั้งนี้ ทีมนักวิจัยคาดหวังว่า การผลิตถ่านชีวภาพ จากเศษวัสดุทางการเกษตร มาใช้ปรับปรุงบำรุงดิน จะช่วยสร้างคุณภาพชีวิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้อีกทางหนึ่งแล้ว การปรับปรุงบำรุงดินด้วยถ่านชีวภาพร่วมกับสารชีวภัณฑ์ในพื้นที่วนเกษตรไม้ผลจังหวัดอุตรดิตถ์ จะช่วยเพิ่มธาตุอาหารที่จำเป็นของพืชผล ดินเกิดความชุ่มชื้น และลดปริมาณการใช้สารเคมีได้ในอนาคตแล้ว ยังส่งเสริมและสนับสนุนให้ชุมชนเกษตรกรของจังหวัดอุตรดิตถ์มีความเข้มแข็ง คุณภาพชีวิตที่ดี มีความมั่นคง มั่งคั่งและยั่งยืน ตามแนวปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง

เตาถ่านชีวภาพ

เตาถ่านชีวภาพ (Biochar) ที่ทีมนักวิจัยส่งเสริมให้เกษตรกรนำไปใช้งานนั้น ประกอบด้วย

1.ถังเหล็ก ที่ใช้แล้ว จำนวน 2 ขนาด คือ ถังเล็กและถังใหญ่ ขนาด 100-200 ลิตร ที่นำมาวางซ้อนกัน จะต้องมีช่องว่างระหว่างถัง ประมาณ 10 เซนติเมตร และความสูงของถังใบเล็กจะต้องน้อยกว่าถังใบใหญ่ ประมาณ 15-20 เซนติเมตร (ทั้งนี้ ขนาดของถังขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของการใช้งาน)

2.ฝาครอบ/ปล่องเตา ทีมนักวิจัยใช้ฝาครอบ ถังที่ 1 ขนาดความสูง 36 เซนติเมตร เส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับขนาดของถังที่ 1 เจาะรูตรงกลาง กว้าง 15 เซนติเมตร และเจาะรูโดยรอบเป็นรูปสามเหลี่ยม ส่วนปล่องที่อยู่ด้านบนของฝาครอบเตา ขนาดความสูง 37 เซนติเมตร หรืออาจสูงได้ถึง 2 เมตร เส้นผ่าศูนย์กลาง 30 เซนติเมตร และเจาะรูโดยรอบเป็นรูปสามเหลี่ยมเหมือนกับส่วนฝาครอบเตา

3. แผ่นตะแกรงเหล็ก ขนาด 84×84 เซนติเมตร ใช้สำหรับเป็นฐานวางตัวถังเผา โดยใช้เหล็กเส้นกลม ขนาด 1 หุน หรือ 1.5 หุน เชื่อมสานเป็นตะแกรงให้แข็งแรง

4.ฐานรองถัง อาจเป็นก้อนอิฐหรือแท่งวัสดุที่สามารถรองรับน้ำหนักถังเผาและตะแกรงเหล็กได้

ถ่านชีวภาพ

ถ่านชีวภาพ หรือ ไบโอชาร์ (Biochar) สามารถผลิตได้จากวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตร เช่น เปลือกทุเรียน ฟางข้าว ซังข้าวโพด กิ่งไม้ เปลือกแมคคาเดเมีย ไม้ฉำฉ่า ไม้ยูคาลิปตัส ฯลฯ มาผ่านกระบวนการด้วยเตาเผาถ่าน 200 ลิตร ที่มีความร้อนสูง ประมาณ 400-800 องศาเซลเซียส ใช้ระยะเวลาการเผาที่รวดเร็ว เกษตรกรสามารถนำถ่านชีวภาพไปใช้ในพื้นที่วนเกษตรไม้ผลได้

คุณสมบัติทางชีวภาพของถ่าน ประกอบด้วย คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจนและซัลเฟอร์ สลายตัวได้ช้า มีอายุการใช้งานยาวนาน เนื่องจากมีพื้นที่ผิวจำนวนมาก จึงช่วยดูดซับธาตุอาหารไว้บนพื้นที่ผิวทั้งภายนอกและภายในรูพรุนได้ ช่วยปรับปรุงดินและผลผลิตทางการเกษตร เนื่องจากลักษณะความเป็นรูพรุนของถ่านชีวภาพ ทำหน้าที่กักเก็บน้ำและอาหารในดินและเป็นที่อยู่ให้กับจุลินทรีย์ สำหรับทำกิจกรรมเพื่อสร้างอาหารในดิน เมื่อดินอุดมสมบูรณ์จะส่งผลให้ผลผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้น ประการต่อมาถ่านชีวภาพมีสถานะเป็นประจุลบ จึงช่วยดูดซับธาตุอาหารที่มีประจุบวก ทำให้ต้นไม้ได้รับธาตุอาหารที่อุดมสมบูรณ์ และช่วยปรับค่า pH ของดินและน้ำ

เรียกได้ว่า ถ่านชีวภาพ มีข้อดีต่างๆ มากมายที่เป็นประโยชน์ต่อภาคการเกษตรและสิ่งแวดล้อม เพราะช่วยจัดการของเสียประเภทอินทรียวัตถุได้ ช่วยบรรเทาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ เนื่องจากถ่านชีวภาพสามารถลดคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศในระยะยาวได้ด้วยการกักเก็บคาร์บอนในดิน

ผลการวิจัยยังพบว่า ถ่านชีวภาพที่ผลิตจากวัตถุดิบประเภทไม้เนื้อแข็ง ส่วนใหญ่จะมีธาตุอาหารต่ำ (0.04% และ 0.001% ฟอสฟอรัส จากเปลือกและแก่นไม้ยูคาลิปตัส) ขณะที่วัตถุดิบที่เป็นใบไม้และของเสียจากกระบวนการแปรรูปอาหารจะมีปริมาณธาตุอาหารสูง (0.95% ฟอสฟอรัสในใบถั่วลิสง) นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมของการเผาก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อปริมาณธาตุอาหารในถ่านชีวภาพ

เนื่องจากถ่านชีวภาพที่ใช้ในการปรับปรุงดินมีคุณสมบัติเป็นด่าง มีผลต่อค่า pH ของดิน เมื่อใส่ลงในดินปริมาณมาก โดยทั่วไป ค่า pH ของถ่านชีวภาพจะอยู่ระหว่าง 4-12 ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและสภาพแวดล้อมของการเผา เมื่ออุณหภูมิการเผาถ่านชีวภาพเพิ่มขึ้น จะทำให้ค่า pH ของถ่านชีวภาพบางชนิดเพิ่มขึ้น

ความสามารถในการหมุนเวียนธาตุอาหารของถ่านชีวภาพขึ้นอยู่กับความจุในการแลกเปลี่ยนประจุแคตไอออน ค่า CEC จึงเป็นตัวชี้วัด สำหรับประเมินความสามารถของดินในการเก็บกักแคตไอออนสำคัญ ดังนั้น การใส่ถ่านชีวภาพลงไปในดิน จะช่วยลดการปนเปื้อนและดูดซับโลหะหนักในดิน

ขั้นตอนการใช้ถ่านชีวภาพ

1.ทุบหรือบีบถ่านชีวภาพให้แตก มีขนาดเล็ก ประมาณ 1-5 เซนติเมตร เพื่อคลุกเคล้ากับดินได้ง่าย หากถ่านชีวภาพมีขนาดใหญ่เกินไปจะเป็นอุปสรรคต่อรากพืชในการเจริญเติบโต

2.นำถ่านชีวภาพมาผสมกับปุ๋ยหมักหรือปุ๋ยอินทรีย์ ในอัตราส่วน 1:1 คลุกเคล้าให้ทั่ว จากนั้นใช้จุลินทรีย์สังเคราะห์แสงหรือจุลินทรีย์หน่อกล้วยรดให้ทั่วกอง แล้วหมักทิ้งไว้สัก 14-30 วัน

3.นำถ่านชีวภาพที่ผ่านการหมักแล้ว ไปโรยรอบไม้ผล อัตรา 3-15 กิโลกรัม ต่อต้น หรืออาจนำไปใช้โรยรองก้นหลุมก่อนปลูก อัตรา 2-3 กำมือ ต่อหลุม หรือนำไปโรยลงดินแปลงเพาะปลูก อัตรา 1-2 ตัน ต่อไร่

หลังจากดำเนินโครงการมาได้ระยะหนึ่ง พบว่า เกษตรกรที่เข้าร่วมโครงการนี้ สามารถลดปริมาณการใช้สารเคมีได้เกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ ทำให้จังหวัดอุตรดิตถ์มีผลผลิตด้านการเกษตรที่ปลอดภัยอย่างยั่งยืน สอดคล้องกับแผนยุทธศาสตร์การพัฒนาจังหวัดอุตรดิตถ์ ที่ว่า “เมืองแห่งคุณภาพชีวิต ผลผลิตปลอดภัย การท่องเที่ยวพัฒนา การค้าชายแดนเติบโต”

ผู้สนใจนวัตกรรมถ่านชีวภาพสู้ภัยแล้ง สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ ผศ.ดร. จันทร์เพ็ญ ชุมแสง ศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ www.sci-center.uru.ac.th  เบอร์โทร. 055-411-096 ต่อ 1679 ไลน์ @scicenteruru