'Root Lab Thailand'แล็บวิจัยระบบรากพืชแห่งแรกของไทย

ประเทศไทยเป็นแหล่งปลูก”ข้าว”ที่สำคัญของโลก  เป็นอู่ข้าวอู่น้ำของคนไทยและชาวโลก ช่วยขจัดความหิวโหยสร้างความยั่งยืนมันคงทางอาหารให้กับผู้คนมากมายมหาศาล  ในอดีตไทยเป็นแชมป์ส่งออกข้าวรายใหญ่ของโลก   ได้รับการยอมรับทั้งในแง่ปริมาณและคุณภาพ  แบบไร้คู่แข่งขันที่ทัดเทียม แต่ปัจจุบันสถานการณ์เปลี่ยนไป ไทยมีคู่แข่งส่งออกข้าวมากมายหลายประเทศด้วยกัน   ทำให้ดูเหมือนว่า ความได้เปรียบจากสภาพภูมิศาสตร์ ดินฟ้าอากาศ และองค์ความรู้เรื่องการทำนา ที่สืบทอดกันมายาวนานหลายชั่วอายุคน  อาจจะไม่เพียงพอแล้วสำหรับการแข่งขันในเวทีตลาดโลก  ถึงเวลาที่จำเป็นจะต้องมี องค์ความรู้จากนวัติกรรมและเทคโนโลยีมาเป็นตัวช่วย 

“Root Lab Thailand” เป็นห้องปฏิบัติการหลักเพื่อการศึกษาและวิจัยระบบรากพืชของประเทศไทย  สังกัดคณะวิทยาศาสตร์  มหาวิทยาลัยมหิดล นับว่าเป็นหน่วยงานเล็กๆ แห่งหนึ่งที่พยายามนำองค์ความรู้ด้านนวัตกรรมและเทคโนโลยีมาใช้กับการเกษตร  โดยพุ่งเป้าการศึกษาหาความลับ”ระบบราก”ของพืช โดยเฉพาะข้าว ที่เป็นพืชเศรษฐกิจหลักของประเทศ

ผศ. ดร.ปฐมพงษ์ จอห์นส์ แสงวิไล อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ผู้เป็นกำลังสำคัญของ “Root Lab Thailand”  กล่าวว่า “ราก” คือ หัวใจสำคัญของพืช การปลูกพืชใดๆ ให้ประสบผลสำเร็จ จะต้องใส่ใจศึกษาระบบรากของพืช เพื่อการคัดเลือกนำไปปลูกให้เหมาะสมต่อสภาพของแต่ละพื้นที่ด้วย บ่อยครั้งที่เกษตรกรปลูกพืชไม่ได้ผลดี  เนื่องจากไม่ได้มีการศึกษาเพื่อการเตรียมพร้อมที่ดีก่อนการปลูก จากเดิมที่เชื่อว่าพืชยิ่งมีรากเยอะจะยิ่งดูดน้ำดูดอาหารจากดินและเจริญเติบโตได้ดีนั้น แท้ที่จริงแล้วยิ่งพืชมีรากเยอะ จะไปแย่งอาหารจากใบและดอก ทำให้ไม่สามารถให้ผลผลิตได้ดีเท่าที่ควรซึ่งการคัดเลือกพืชที่มีระบบรากที่เหมาะสมกับสภาพพื้นที่เพาะปลูก จะทำให้พืชชนิดนั้นๆ สามารถใช้ปุ๋ยได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินที่มีไนโตรเจนต่ำหรือขาดการใส่ปุ๋ยบำรุง เนื่องจากขาดแคลนทรัพยากร การคัดเลือกพืชที่มีระบบรากที่เหมาะสมลงปลูกจะทำให้สามารถลดการใช้ปุ๋ยลงได้

ด้วยนวัตกรรม “SimRoot-Rice” ที่ “Root Lab Thailand” ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ริเริ่มและพัฒนาร่วมกับ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดย ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) กรมการข้าวกระทรวงการเกษตรและสหกรณ์ Pennsylvania State University สหรัฐอเมริกา และ University of Nottingham สหราชอาณาจักร ได้ทำการทดลอง “ปลูกข้าวบนคอมพิวเตอร์” เป็นครั้งแรกจากการดัดแปลงต่อยอด platform ของการปลูกข้าวโพด ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่ใช้กันทั่วโลก มาประยุกต์ทดลองใช้กับการปลูกข้าว พบว่าสามารถนำไปพัฒนาโครงสร้างราก และช่วยในการระบุลักษณะรากที่เหมาะสมในสภาวะต่างๆ เพื่อย่นระยะเวลาในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยอยู่ในขั้นตอนการเตรียมไปใช้ทดลองปลูกจริงในแปลงเกษตรต่อไป

ทีมวิจัยได้มีการเก็บข้อมูลความหลากหลายทางโครงสร้างระบบรากของพันธุ์ข้าวทั่วประเทศ  และต่อยอดด้วยนำข้อมูลดังกล่าวมาป้อนข้อมูลให้กับระบบ AI หรือปัญญาประดิษฐ์ในคอมพิวเตอร์ประมวลผล เพื่อวิเคราะห์ว่าสภาพพื้นที่หรือภูมิอากาศแบบใด จะเหมาะสมกับรากของพันธุ์ข้าวชนิดใด  เมื่อปลูกแล้วจะได้ผลผลิตที่ดี  

“โปรแกรมจากเอไอ สามารถคำนวณได้ไปถึงผลผลิตของข้าวต่างพันธุ์ ซึ่งจะมีชนิดรากแตกต่างกัน การปลูกข้าวที่มีรากแบบไหน จะได้ผลผลิตเท่าไหร่  แม้แต่การใช้น้ำ ใช้ปุ๋ย  หรือในดินควรมีไนโตรเจน เท่าไหร่ ก็จะเป็นตัวแปรในการคำนวณ ผลผลิตที่จะได้ ” ผศ.ดร.ปฐมพงศ์กล่าว

นอกจากนี้ ทางทีมงานยังได้มีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Image Analysis Program เพื่อการวิเคราะห์โครงสร้างรากพืช  โดยใช้ระบบ 3D Scanner เพื่อสร้างภาพสามมิติของราก ซึ่งจะช่วยให้สามารถติดตามข้อมูลการพัฒนาระบบรากพืชได้ในทุกจุดอย่างละเอียด  ซึ่งไม่ได้ใช้แต่กับพืชข้าวเท่านั้น  แต่ยังสามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืชเศรษฐกิจอื่นๆ เช่น มันสำปะหลัง อีกด้วย

” ประเทศไทยยังขาดองค์ความรู้เกี่ยวกับพืชและชีวพันธุกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเข้าใจทางชีววิทยาระบบรากของพืชอยู่เป็นอย่างมาก  การศึกษาระบบโครงสร้างรากของพืช ยังมีไม่มากเท่าที่ควร ซึ่งการส่งออกพืชเศรษฐกิจ ความไม่ได้สำคัญอยู่ที่การมีบรรจุภัณฑ์ที่สวยงาม  แต่ควรมีการส่งเสริมงานวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เพื่อการพัฒนาปรับปรุงพันธุ์พืชให้ได้ประโยชน์อย่างเต็มที่มากกว่า  โดย “Root Lab Thailand”  พร้อมทำหน้าที่ “ปัญญาของแผ่นดิน” ตามปณิธานของมหาวิทยาลัยมหิดล เพื่อมอบองค์ความรู้และให้คำปรึกษาเพื่อช่วยเหลือปัญหาการพัฒนาระบบรากพืชสำหรับเกษตรกรไทย “ผศ.ดร.ปฐมพงศ์กล่าว
ผู้สนใจงานของ “Root Lab Thailand” สามารถติดตามได้ทางเว็บไซต์ https://rootlabmahidol.wordpress.com หรือทาง  inbox ของ Facebook : MUSC Root Lab