ประเทศไทย ผลิตมันสำปะหลังเป็น อันดับ 3 ของโลก รองจากประเทศไนจีเรียและบราซิล แต่เป็นประเทศผู้ส่งออกผลิตภัณฑ์มันสำปะหลังเป็น อันดับ 1 ของโลก ที่ครองส่วนแบ่งการตลาด 70 เปอร์เซ็นต์ มีมูลค่าการส่งออกมากกว่า 40,000 ล้านบาท/ปี
ประเทศไทย มีพื้นที่ปลูกมันสำปะหลัง 8.51 ล้านไร่ เป็น อันดับ 4 รองจากข้าวโพดและยางพารา ได้ผลผลิตรวมทั้งประเทศ 29.62 ล้านตัน/ปี พื้นที่ส่วนใหญ่อยู่ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งมีพื้นที่ปลูก ประมาณ 53.07 เปอร์เซ็นต์ อยู่ในภาคกลาง 30.20 เปอร์เซ็นต์ และอยู่ในภาคเหนือ 16.73 เปอร์เซ็นต์
มันสำปะหลัง นอกจากจะเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญในภาคอุตสาหกรรมอาหารและอาหารสัตว์แล้ว ยังเป็นวัตถุดิบในการผลิตแอลกอฮอล์เกรดสูงสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย
มันสำปะหลัง เป็นพืชพลังงานที่สำคัญ พบว่าเป็นพืชที่เหมาะสมที่สุดในการทำเอทานอล เพื่อใช้เป็นส่วนผสมน้ำมันเบนซิน 91 ให้เป็นน้ำมันแก๊สโซฮอล์ที่มีออกเทนเท่ากับน้ำมันเบนซิน 95 ซึ่งได้รับการส่งเสริมการผลิตมันสำปะหลังให้ขยายออกไปให้มากขึ้น
ปัจจุบัน การปลูกมันสำปะหลังยังใช้แรงงานคนเป็นหลัก และต้องใช้คนเป็นจำนวนมาก ปัญหาการขาดแคลนแรงงานนับวันยิ่งทวีความรุนแรงมากขึ้น อีกทั้งนี้ การปลูกมันสำปะหลังในประเทศไทยนั้นเป็นการปลูกตามฤดูกาล คือจะปลูกในช่วงต้นฤดูฝนและปลายช่วงฤดูฝน หากปลูกช้าไม่ทันฤดูกาลอาจเกิดความเสียหายต่อท่อนพันธุ์ คือไม่งอกและตายไป ทำให้เกิดการสูญเสียทั้งค่าใช้จ่ายและแรงงาน
คุณอัคคพล เสนาณรงค์ ผู้อำนวยการ สถาบันเกษตรวิศวกรรม กรมวิชาการเกษตร กล่าวว่า ประเทศไทยยังไม่มีเครื่องปลูกมันสำปะหลังที่มีประสิทธิภาพสำหรับทดแทนการปลูกด้วยแรงงานคน จึงเห็นว่าควรมีการวิจัยและพัฒนาเครื่องปลูกมันสำปะหลังที่มีประสิทธิภาพสำหรับทดแทนการปลูกด้วยแรงงานคน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุนการผลิต ช่วยเพิ่มความรวดเร็วให้การปลูกทันฤดูกาล จึงมีความจำเป็นที่จะต้องดำเนินการวิจัยและพัฒนาเครื่องปลูกมันสำปะหลังขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว
คุณประสาท แสงพันธุ์ตา วิศวกรการเกษตรชำนาญการ กลุ่มวิจัยวิศวกรรมผลิตพืช สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม หัวหน้าคณะทำงานวิจัยและพัฒนาเครื่องปลูกมันสำปะหลังแบบพ่วงท้ายรถแทรกเตอร์ กล่าวว่า การปลูกมันสำปะหลัง มีขั้นตอนที่ต้องการความประณีตตั้งแต่การตัดท่อนพันธุ์ การปลูก โดยเฉพาะการปักท่อนพันธุ์นั้นต้องปักท่อนพันธุ์ด้านโคนลงดิน ต้องใช้ความชำนาญในการปักท่อนพันธุ์ หากปักท่อนพันธุ์ด้านยอดลง ท่อนพันธุ์จะไม่งอก
วิธีการปลูกมันสำปะหลังที่เหมาะสมให้ผลผลิตสูง คือ ต้องปักท่อนพันธุ์มันสำปะหลังให้ตั้งตรง หรือเอียงได้ไม่เกิน 45 องศา ให้มีความลึก ประมาณ 5-10 เซนติเมตร สำหรับการปลูกต้นฤดูฝน และลึก 10-15 องศา สำหรับการปลูกปลายฤดูฝน การปักท่อนพันธุ์ตั้งตรงทำให้รากและหัวออกรอบโคนต้นอย่างสมดุลดีกว่าปักเอียง
คุณประสาท กล่าวต่ออีกว่า การปลูกมันสำปะหลัง จะมีทั้งแบบยกร่องและไม่ยกร่อง ขึ้นอยู่กับลักษณะพื้นที่และสภาพดิน หากปลูกแบบยกร่องการปักท่อนพันธุ์ก็จะปักเป็นแนวบนสันร่อง หากปลูกแบบไม่ยกร่อง เกษตรกรจะขึงเชือกเป็นเส้นตรงเป็นแนวในการปลูก เพื่อให้แถวปลูกตรง
สร้างเครื่องต้นแบบ เครื่องปลูกมันสำปะหลัง
คุณประสาท เล่าว่า ก่อนจะสร้างเครื่องต้นแบบ เราต้องศึกษาข้อมูลที่จำเป็นต่อการออกแบบเครื่องปลูกมันสำปะหลัง ได้แก่ สภาพดินและการเตรียมดิน รวมถึงวิธีการปลูกของเกษตรกรในปัจจุบัน และลักษณะทางกายภาพของท่อนพันธุ์ที่ใช้ปลูก ได้แก่ ความลึกในการปักท่อน มุมที่ปักท่อนพันธุ์ ระยะปลูกที่เหมาะสม ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่สุดและเล็กสุดของท่อนพันธุ์ รวมถึงความยาวของท่อนพันธุ์ จากนั้นจึงดำเนินการออกแบบและสร้างเครื่องปลูกมันสำปะหลัง
"เราออกแบบเป็น 2 แบบ คือ แบบ 1 แถว และแบบ 2 แถว โดยมีส่วนประกอบหลัก 4 ส่วน คือชุดผาลยกร่อง ชุดกำหนดระยะท่อนพันธุ์ ชุดปักท่อนพันธุ์ และชุดโรยปุ๋ยรองพื้น จากการศึกษาข้อมูลที่จำเป็นในการออกแบบเรียบร้อยแล้ว จึงทำการออกแบบและสร้างเครื่องปลูกมันสำปะหลังขึ้น"
ได้กำหนดเกณฑ์และรายละเอียดในการออกแบบ ดังนี้
- เครื่องสามารถยกร่อง ใส่ปุ๋ย และปักท่อนพันธุ์มันสำปะหลัง โดยสามารถกำหนดระยะปลูกได้
- ชุดปักท่อนพันธุ์ เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของเครื่องปลูกมันสำปะหลัง ต้องสามารถใช้กับท่อนพันธุ์ที่มีขนาดท่อนพันธุ์ต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- กลไกการทำงานของเครื่องไม่ยุ่งยากซับซ้อนมากเกินไป การบำรุงรักษาง่าย ใช้ชิ้นส่วนที่มีจำหน่ายในท้องตลาด และมีความปลอดภัยในการทำงาน
ปัจจัยที่มีความสำคัญ ต่อการทำงานของเครื่อง
หลังจากที่ได้ออกแบบและสร้างเครื่องต้นแบบ รวมถึงการทดสอบการทำงานเบื้องต้นแล้ว ก็ได้ทดสอบเพื่อศึกษาปัจจัยที่มีความสำคัญต่อการทำงาน ปัจจัยดังกล่าว ได้แก่
- รูปแบบของล้อปักท่อนพันธุ์ โดยออกแบบให้ล้อปักท่อนพันธุ์สามารถถ่างออกได้เองตามขนาดท่อนพันธุ์ที่ใช้ปลูก โดยใช้แรงสปริงในการจับหนีบท่อนพันธุ์ โดยพิจารณาถึงความสามารถในการปักท่อนพันธุ์ และเปอร์เซ็นต์ความเสียหายของตาท่อนพันธุ์
- ความเร็วรอบของล้อปักที่เหมาะสม
- แรงหนีบกดของล้อปักท่อนพันธุ์
คุณประสาท อธิบายหลักการทำงานของเครื่องว่า เครื่องจะโรยปุ๋ยรองพื้นแล้วยกร่องกลบ และปักท่อนพันธุ์บนร่องตามระยะระหว่างต้นที่กำหนด ผลการทดสอบปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการปักท่อน และความเสียหายของตาท่อนพันธุ์ พบว่า ล้อปักแบบร่อง วี มีความสามารถในการปักท่อนพันธุ์เฉลี่ยได้ดีกว่าล้อปักแบบเรียบ และได้ความลึกเฉลี่ยแล้วลึกกว่า จึงเลือกล้อปักแบบร่อง วี
สำหรับเครื่องปลูกมันสำปะหลังเป็นเครื่องต้นแบบ ส่วนความเร็วรอบล้อปักที่เหมาะสม ประมาณ 450 รอบ/นาที ล้อปักมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 22 เซนติเมตร และแรงกดของล้อปักต่อท่อนพันธุ์ ประมาณ 29.43 นิวตัน
ผลการทดสอบสมรรถนะการทำงาน
การทำงานในแปลงของเครื่องปลูกมันสำปะหลัง โดยใช้รถแทรกเตอร์ต้นกำลัง ขนาด 37 แรงม้า สำหรับเครื่องปลูกแบบ 1 แถว และรถแทรกเตอร์ ขนาด 50 แรงม้า สำหรับเครื่องปลูกแบบ 2 แถว พบว่ามีความสามารถในการทำงาน 1 และ 2 ไร่/ชั่วโมง ตามลำดับ ที่ระยะการปลูก 50x120 เซนติเมตร ประสิทธิภาพการทำงานเชิงพื้นที่ 80 และ 75 เปอร์เซ็นต์ มีอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง 2.75 และ 2.55 ลิตร/ไร่
ท่อนพันธุ์ที่ปักจากเครื่องต้นแบบ จะเอียงตามแนวการเคลื่อนที่ของรถแทรกเตอร์ ประมาณ 60-80 องศา ประสิทธิภาพการปัก ประมาณ 93-95 เปอร์เซ็นต์ และมีอัตราการงอก ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ ไม่แตกต่างจากการใช้แรงงานคน
เมื่อวิเคราะห์เชิงเศรษฐศาสตร์วิศวกรรม พบว่ามีจุดคุ้มทุนการทำงานที่ 103 ไร่/ปี และ 149.48 ไร่/ปี ตามลำดับที่อายุการใช้งานเครื่อง 5 ปี โดยเปรียบเทียบกับการใช้แรงคนในการปลูกมันสำปะหลัง
"เครื่องปลูกมันสำปะหลังต้นแบบที่พัฒนาขึ้นมานี้ สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพก็จริง แต่ยังมีข้อจำกัดในการใช้งานด้วยสภาพดิน และการเตรียมดินปลูก สภาพดินที่เหมาะสมต่อการใช้งาน ควรเป็นสภาพดินทรายหรือดินร่วนปนทราย และมีการเตรียมดินไถพรวนด้วยผาล 5 หรือ ผาล 7 เพื่อย่อยดินให้ละเอียด ส่วนการใช้งานในสภาพดินชนิดอื่นๆ เช่น ดินร่วนหรือดินเหนียว จะต้องมีการทดสอบและพัฒนาต่อไปอีก" คุณประสาท กล่าว
สนใจ สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ กลุ่มวิจัยวิศวกรรมผลิตพืช สถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม กรมวิชาการเกษตร โทร. (02) 579-2747, (02) 947-5582
เรื่อง-ภาพ : นวลศรี โชตินันทน์
