“SimRoot-Rice” นวัตกรรมพัฒนาโครงสร้าง “ราก” ข้าว จากม.มหิดล โดยการวิจัย “ปลูกข้าวบนคอมพิวเตอร์” ช่วยปรับปรุงพันธุ์ที่มีโครงสร้างรากเหมาะสมกับพื้นที่ปลูก เพิ่มผลผลิต ต่อลมหายใจให้เกษตรกรชาวนาไทย
ผศ.ดร.ปฐมพงษ์ จอห์นส์ แสงวิไล อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ ม.มหิดล จาก “Root Lab Thailand” ห้องปฏิบัติการหลักเพื่อการศึกษาและวิจัยระบบรากพืชของประเทศไทย กล่าวว่า “ราก” คือ หัวใจสำคัญของพืช การปลูกพืช จะต้องใส่ใจศึกษาระบบรากของพืช เพื่อการคัดเลือกนำไปปลูกให้เหมาะสมต่อสภาพของแต่ละพื้นที่ด้วย
แต่จากเดิมที่เชื่อว่าพืชยิ่งมีรากเยอะจะยิ่งดูดน้ำดูดอาหารจากดินและเจริญเติบโตได้ดีนั้น แท้ที่จริงแล้วยิ่งพืชมีรากเยอะ จะไปแย่งอาหารจากใบและดอก ทำให้ไม่สามารถให้ผลผลิตได้ดีเท่าที่ควร
ดังนั้นการคัดเลือกพืชที่มีระบบรากที่เหมาะสมกับสภาพพื้นที่เพาะปลูก จะทำให้พืชชนิดนั้นๆ สามารถใช้ปุ๋ยได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินที่มีไนโตรเจนต่ำ หรือขาดการใส่ปุ๋ยบำรุง เนื่องจากขาดแคลนทรัพยากร การคัดเลือกพืชที่มีระบบรากที่เหมาะสมลงปลูกจะทำให้สามารถลดการใช้ปุ๋ยลงได้
ด้วยนวัตกรรม “SimRoot-Rice” ที่ “Root Lab Thailand” ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ริเริ่มและพัฒนาร่วมกับ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดย ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) กรมการข้าว กระทรวงการเกษตรและสหกรณ์ Pennsylvania State University สหรัฐอเมริกา และ University of Nottingham สหราชอาณาจักร ได้ทำการทดลอง “ปลูกข้าวบนคอมพิวเตอร์” เป็นครั้งแรก
“จากการดัดแปลงต่อยอด platform ของการปลูกข้าวโพด ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่ใช้กันทั่วโลก มาประยุกต์ทดลองใช้กับการปลูกข้าว พบว่าสามารถนำไปพัฒนาโครงสร้างราก และช่วยในการระบุลักษณะรากที่เหมาะสมในสภาวะต่างๆ เพื่อย่นระยะเวลาในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยอยู่ในขั้นตอนการเตรียมไปใช้ทดลองปลูกจริงในแปลงเกษตรต่อไป” ผศ.ดร.ปฐมพงษ์ กล่าว
โดยทีมวิจัยได้มีการเก็บข้อมูลความหลากหลายทางโครงสร้างระบบรากของพันธุ์ข้าวทั่วประเทศ และวางแผนต่อยอดโดยใช้ข้อมูลดังกล่าวมาป้อนข้อมูลให้กับระบบ AI ประมวลผลพยากรณ์สภาพพื้นที่หรือภูมิอากาศ ที่จะต้องใช้พันธุ์ข้าวที่มีรากแบบไหนถึงจะปลูกได้ผลดี โดยโปรแกรมสามารถคำนวณได้ถึงผลผลิตจากการปลูกข้าวที่มีรากในแบบต่างๆ ซึ่งมีการใช้น้ำและการให้ปุ๋ยหรือไนโตรเจนเป็นตัวแปรได้อีกด้วย
นอกจากนี้ ยังได้มีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Image Analysis Program เพื่อการวิเคราะห์โครงสร้างรากพืชจากภาพ และทดลองใช้ 3D Scanner เพื่อการสร้างโมเดล 3 มิติที่ช่วยให้สามารถติดตามข้อมูลการพัฒนาระบบรากพืชได้ในทุกจุดอย่างละเอียด โดยทีมวิจัยได้มีการพัฒนาต่อยอดเพื่อให้สามารถนำไปใช้ได้จริงในการปรับปรุงพันธุ์พืชเศรษฐกิจอื่นๆ เช่น มันสำปะหลัง ต่อไป
ที่มา : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
