เครื่องใส่ปุ๋ยเคมีกึ่งอัตโนมัติสำหรับสวนทุเรียน

ทุเรียน ขึ้นชื่อว่าเป็นราชาแห่งผลไม้ เพราะเป็นที่นิยมบริโภคทั้งชาวไทยและต่างประเทศ ทุเรียนเป็นไม้ยืนต้นไม่ผลัดใบ มีลำต้นสูง 25-50 เมตรตามชนิดพันธุ์ ถ้ามีการดูแลและบำรุงต้นให้แข็งแรง

ในการปลูกทุเรียนนั้นต้องมีการลงทุนค่อนข้างสูง จึงต้องมีการวางแผนสำหรับการปลูกครั้งแรก หลังจากนั้นจะเป็นการดูแล บำรุงรักษาให้ต้นทุเรียนมีความอุดมสมบูรณ์ เจ้าของสวนทุเรียนต้องสร้างความพร้อม เพื่อต้นทุเรียนจะสามารถให้ผลผลิตสูงและมีคุณภาพ

การทดสอบเครื่องใส่ปุ๋ยทุเรียนที่ศูนย์พัฒนาไม้ผลตามพระราชดำริ จังหวัดจันทบุรี

คุณบัณฑิต จิตรจำนงค์ วิศวกรรมการเกษตรชำนาญการ ศูนย์วิจัยเกษตรวิศวกรรมจันทบุรี สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม กรมวิชาการเกษตร กล่าวว่า จากรายงานของสำนักงานเศรษฐกิจการเกษตรปี 2562 บอกว่า พื้นที่ปลูกทุเรียนของประเทศไทยครอบคลุมถึง 724,730 ไร่ หรือ 31 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่ปลูกทั้งประเทศให้ผลผลิต 339,292 ต้น

ด้วยสถานการณ์การส่งออกที่มีแนวโน้มมากขึ้น และราคาผลผลิตก็ดีกว่าไม้ผลอื่น ทำให้เกษตรกรในจังหวัดจันทบุรีปรับพื้นที่เพื่อปลูกทุเรียนมากขึ้น มีทั้งพื้นที่ปลูกใหม่และปรับรูปแบบการปลูกแบบยกร่อง รวมทั้งมีการปรับระยะปลูกเพื่อรองรับการใช้เครื่องจักรกลเกษตร

การปลูกแบบพูนโคน

คุณบัณฑิต บอกว่า ในขั้นตอนการดูแลบำรุงรักษานั้น การใส่ปุ๋ยบำรุงต้นเป็นกิจกรรมหนึ่งที่ช่วยให้ต้นมีความสมบูรณ์ พร้อมสำหรับการออกดอกเพื่อให้ผลผลิต

“วิธีการดั้งเดิมของเกษตรกร ในการใส่ปุ๋ยเคมีหรือปุ๋ยอินทรีย์จะใช้วิธีหว่านกระจายทั่วรอบต้น บางครั้งใส่ปุ๋ยมากเกินไป หรือใส่ไม่ตรงกับตำแหน่ง หรือจุดที่ทุเรียนจะนำปุ๋ยไปใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ”

กรมวิชาการเกษตรมีคำแนะนำให้ใส่ปุ๋ย แบบร่วมระหว่างปุ๋ยอินทรีย์และปุ๋ยเคมี โดยให้ใส่ในตำแหน่งบริเวณปลายทรงพุ่มต้นทุเรียน เนื่องจากรากฝอยที่มีหน้าที่ดูดอาหารจะกระจายตัวอยู่บริเวณรอบทรงพุ่ม และอยู่ในระดับที่ไม่ลึกจากผิวดิน

การปลูกแบบยกร่อง

ในขั้นตอนการใส่ปุ๋ยนี้เกษตรกรยังใช้แรงงานในการหว่านปุ๋ยรอบต้น ทำให้สิ้นเปลืองปุ๋ย และลดประสิทธิภาพในการใช้ปุ๋ยทุเรียน

คุณบัณฑิต บอกว่า ปัจจุบันเจ้าของทุเรียนซึ่งเป็นเกษตรกรเริ่มมีอายุมากขึ้นต้องจ้างแรงงานหว่านปุ๋ยในสวนทุเรียน หากมีพื้นที่ขนาดใหญ่ต้องจ้างแรงงานมากกว่า 2 คนขึ้นไป ส่วนใหญ่จะเป็นแรงงานต่างด้าว

ถึงแม้ปัจจุบันจะมีเครื่องใส่ปุ๋ยใช้งานในประเทศอยู่บ้าง แต่ส่วนใหญ่จะเป็นแบบพ่นหว่านที่ใช้ในนาข้าว หรือเครื่องหว่านแบบเหนี่ยวกระจายพ่วงท้าย ส่วนรถแทรกเตอร์ขนาดที่ใช้งานในไร่ก็ไม่เหมาะที่จะใช้งานในสวนทุเรียน

คุณบัณฑิตกำลังทดสอบเครื่องใส่ปุ๋ยทุเรียนในแปลงของเกษตรกร 

พัฒนาเครื่องใส่ปุ๋ยกึ่งอัตโนมัติ

ปัจจุบันเครื่องจักรกลเกษตรสำหรับการดูแลบำรุงรักษาที่ใช้งานในสวนทุเรียนยังขาดแคลน โดยเฉพาะในขั้นตอนการใส่ปุ๋ยที่ใช้แรงงานเป็นหลัก เครื่องจักรกลเกษตรที่มีความแม่นยำจะทำให้ใส่ปุ๋ยได้ตามความต้องการของทุเรียนและลดต้นทุนในด้านแรงงาน

คุณบัณฑิต วิศวกรการเกษตรจากศูนย์วิจัยเกษตรวิศวกรรมจันทบุรี และคณะทำการศึกษาวิจัยจากศูนย์วิจัยเกษตรวิศวกรรมจันทบุรี ศูนย์วิจัยเกษตรวิศวกรรมเชียงใหม่ ศูนย์วิจัยและพัฒนาการเกษตรจันทบุรี และสถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม กรมวิชาการเกษตร ได้ร่วมกันพัฒนาเครื่องใส่ปุ๋ยเคมีกึ่งอัตโนมัติแบบโรย สำหรับติดพ่วงรถแทรกเตอร์ขนาดเล็ก และขนาดกลางที่จะใช้ในสวนทุเรียน โดยใช้ระบบคอนโทรลเลอร์ควบคุมอัตราการหยอด และใช้เซ็นเซอร์แจ้งควบคุมตำแหน่งที่ใส่ปุ๋ย

ทดสอบลูกหยอดปุ๋ยในโรงงานปฏิบัติการ

เครื่องดังกล่าวนี้จะเป็นประโยชน์ช่วยให้เกษตรกรสามารถลดต้นทุนการใช้ปุ๋ยและแก้ปัญหาการขาดแคลนแรงงงาน เป็นการส่งเสริมให้มีการใช้เครื่องจักรกลเกษตรสำหรับการผลิตทุเรียน และยังสามารถนำไปปรับใช้กับแปลงพืชและสวนไม้ผลชนิดอื่นได้อีกด้วย

วาล์วปรับอัตราการไหลของน้ำมันไฮดรอลิกที่ส่งไปยังมอเตอร์ไฮดรอลิก ควบคุมอัตราการจ่ายปุ๋ย 

ศึกษาสถานการณ์การใส่ปุ๋ยทุเรียนของเกษตรกร

คุณบัณฑิตเริ่มศึกษาการใส่ปุ๋ยทุเรียนของเกษตรกร รวมทั้งศึกษาปัจจัยของปุ๋ยเคมี และลักษณะทางกายภาพของทุเรียนที่มีผลต่อการออกแบบเครื่องใส่ปุ๋ย ได้แก่ ขนาดเม็ดของปุ๋ย ความชื้นของปุ๋ย ขนาดทรงพุ่มของทุเรียนที่มีอายุ 5-10 ปี อัตราทดที่สามารถให้อัตราปุ๋ยตามคำแนะนำ ความเร็วในการหมุนของชุดปล่อยปุ๋ย ความเร็วในการเคลื่อนที่ที่เหมาะสม ศึกษารูปแบบของลูกหยอดที่เหมาะสมสำหรับใช้กับปุ๋ยเคมี รวมทั้งศึกษาระบบการควบคุมแบบเซ็นเซอร์อัลตร้าโซนิก วงจรและอุปกรณ์ประมวลผลแบบไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อเป็นข้อมูลสำหรับการออกแบบเครื่องใส่ปุ๋ย

หลังจากนั้นได้ทำการออกแบบสร้างวงจร เพื่อประมวลการทำงานด้วยเซ็นเซอร์อัลตร้าโซนิกและไมโครคอนโทรลเลอร์ ทดสอบระบบการทำงานโดยระบบต้องสามารถควบคุมการใส่ปุ๋ยในตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ

รูปแบบการทำงานของเครื่องใส่ปุ๋ย 

สร้างต้นแบบเครื่องใส่ปุ๋ย

คุณบัณฑิตได้ออกแบบและสร้างต้นแบบเครื่องใส่ปุ๋ยแบบโรย โดยออกแบบอุปกรณ์ให้สามารถใช้งานต่อพ่วงกับรถแทรกเตอร์ขนาดเล็ก (27 แรงม้า) เครื่องต้นแบบประกอบด้วยถังบรรจุปุ๋ยขนาดประมาณ 80 กิโลกรัม โดยมีชุดควบคุมอัตราการใส่ปุ๋ยที่ควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ และระบบชุดควบคุมตำแหน่งในการใส่ปุ๋ยที่ใช้เซ็นเซอร์อัลตร้าโซนิก

หลังจากนั้นทำการทดสอบเครื่องต้นแบบในห้องปฏิบัติการ โดยทำการทดสอบอัตราปุ๋ยให้สามารถโรยได้ในระยะ 2.5-3 เมตรตามแนววิ่งของรถแทรกเตอร์ทดสอบความต่อเนื่องและความสม่ำเสมอในการโรยปุ๋ยและระบบควบคุมตำแหน่งใส่ปุ๋ยและทดสอบค่าความแม่นยำ

ลักษณะสวนทุเรียนปลูกแบบดั้งเดิม

ต่อจากนั้นได้นำไปทดสอบในแปลงทดสอบ เพื่อเก็บข้อมูลการใช้งานของเครื่องความสามารถในการทำงาน อัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง ความเร็วในการเคลื่อนที่อัตราการใส่ปุ๋ย ความแม่นยำของตำแหน่งที่ใส่ปุ๋ย

คุณบัณฑิต กล่าวว่า ลักษณะทางกายภาพของต้นทุเรียนที่มีผลต่อการพิจารณาอัตราการใส่ปุ๋ย คือ ขนาดทรงพุ่มของต้นทุเรียน

ในงานวิจัยนี้ได้เลือกทุเรียนพันธุ์หมอนทองเป็นพันธุ์เป้าหมาย เนื่องจากเป็นพันธุ์ที่ได้รับความนิยม ผลผลิตมีราคาสูง และผลผลิตออกมากที่สุด

ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบชุดกลไกสำหรับการใส่ปุ๋ย และอุปกรณ์ควบคุม คืออัตราการใส่ปุ๋ย ความเร็วในการหมุนของชุดปล่อยปุ๋ยรูปแบบของลูกหยอดที่เหมาะสม ส่วนประกอบที่สำคัญของชุดกลไกของเครื่องใส่ปุ๋ยแบบกึ่งอัตโนมัติประกอบด้วยถังใส่ปุ๋ยที่ออกแบบให้สามารถบรรจุปุ๋ย 80 กิโลกรัม และลูกหยอดปุ๋ย โดยพ่วงท้ายรถแทรกเตอร์ขนาด 27 แรงม้าที่ออกแบบให้ชุดไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมระบบการทำงานเกลียวลำเลียงและมอเตอร์ไฟฟ้า ควบคุมการทำงานของจานหว่านปุ๋ย การหว่านปุ๋ยจะเริ่มใส่ตั้งแต่ปลายทรงพุ่มด้านหนึ่งจนสิ้นสุดปลายทรงพุ่มด้านหนึ่ง

ทำการติดตั้งชุดไฮดรอลิก ควบคุมอัตราการจ่ายปุ๋ย ในโรงงานศูนย์ฯ จันทบุรี

จากการทดสอบระยะยาวพบว่า ความสามารถในการทำงานเฉลี่ย 6.28 ไร่ต่อชั่วโมง มีความสามารถในการทำงานเร็วกว่าใช้แรงงาน 3 : 9 เท่า อัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง 0 : 14 ลิตรต่อไร่ ความเร็วเฉลี่ยของรถแทรกเตอร์ 2.6 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ที่ความเร็วรอบจานหว่าน 300 รอบต่อนาที การกระจายตัวของปุ๋ยระยะห่างจากตัวรถแทรกเตอร์ 1.2 เมตร ความตามยาวแนวการวิ่ง 2.5-3 เมตร กว้าง 2 เมตร

คุณบัณฑิต กล่าวอีกด้วยว่า เครื่องใส่ปุ๋ยกึ่งอัตโนมัติที่พัฒนามานี้ สามารถทดแทนการใช้แรงงานคนได้ สามารถปรับฟังก์ชั่นการใส่ปุ๋ยได้ตามอายุของต้นทุเรียนหรือขนาดทรงพุ่มโดยแปลงปลูกทุเรียนต้องมีระยะปลูกที่เหมาะสม เพื่อให้รถแทรกเตอร์สามารถเข้าทำงานในแปลงได้

เครื่องใส่ปุ๋ยดังกล่าว ยังได้แยกช่องในถังใส่ปุ๋ย เพื่อให้ผสมปุ๋ยกับธาตุอาหารอื่นที่ต้องการ ปรับอัตราการผสมได้ตามความต้องการของทุเรียนในแต่ละช่วงอีกด้วย และเครื่องใส่ปุ๋ยกึ่งอัตโนมัติได้พัฒนาขึ้นมานี้ยังสามารถปรับใช้กับรถยนต์บรรทุกได้ เพื่อความสะดวกในการขนปุ๋ย

ทำการทดสอบการกระจายตัวของปุ๋ย

การใส่ปุ๋ยด้วยแรงงานคน ความสามารถในการทำงาน 1.6 ไร่ต่อชั่วโมง อัตราค่าจ้างแรงงานในการใส่ปุ๋ยวันละ 300 บาท ทำงาน 6 ชั่วโมงต่อวัน ทำงาน 100 วันต่อปี มีรายได้ต่อปี 30,000 บาท จะเห็นได้ว่าการลงทุนใช้เครื่องจักรเกษตร สามารถทำงานได้เร็วขึ้น 3.9 เท่า จุดคุ้มทุนของการใส่ปุ๋ยกึ่งอัตโนมัติพ่วงรถแทรกเตอร์ 354 ไร่ต่อปี

เกษตรกรและผู้สนใจสอบถามรายละเอียดได้ที่ ศูนย์วิจัยเกษตรวิศวกรรมจันทบุรี เลขที่ 27 หมู่ที่ 1 ตำบลพลับพลา อำเภอเมือง จังหวัดจันทบุรี 22110 โทร. 039-609-652