คำถามสำคัญของ ดร.จุตพร เทียรมา อาจารย์คณะสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม คือ
“การบริการของระบบนิเวศสามารถส่งผลต่อระบบเกษตรกรรมได้อย่างไร?”
อาจารย์จตุพร ได้ใช้พื้นที่ของตัวเอง เป็นที่ดินหนึงแปลงจำนวน 8 ไร่ ในตำบลเขวา อำเภอเมือง จังหวัดมหาสารคาม เพื่อศึกษาวิจัยหาคำตอบในคำถามด้านบน
อาจารย์จตุพรกล่าวว่า “ในการเริ่มต้นศึกษาการบริการของระบบนิเวศนั้น ต้องเข้าใจความหมายของคำว่าระบบนิเวศว่า
ในระบบนิเวศหนึ่งๆ นั้นมีองค์ประกอบ 2 ด้าน คือด้านชีวภาพและด้านกายภาพ ที่ทำให้เกิดหน้าที่ต่างๆ เช่น การถ่ายทอดพลังงานจากแสงอาทิตย์ การหมุนเวียนของสสาร”
แล้วจึงนำเอาหน้าที่ของระบบนิเวศนี้ มาผนวกเข้ากับระบบการทำเกษตร จึงเรียกว่า ระบบเกษตรเชิงนิเวศ
…ตอนเริ่มแรก เราต้องมีการจัดองค์ประกอบของพื้นที่แปลงเกษตรของเราทั้งด้านกายกายและชีวภาพ ให้สอดคล้องกับบทบาทหน้าที่ของระบบนิเวศ
วางแผน และจัดการแปลงเกษตร
เนื้อที่ 8 ไร่ ที่ อ.จุตพรมาทำการทดลองนั้น สภาพกายภาพนั้นเป็นเนิน ลักษณะดินมีอัตราปริมาณของดินเหนียวมากกว่าดินทราย และเป็นดินเค็ม ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องดี เนื่องจากสามารถกักเก็บน้ำได้ดี ผลการศึกษาและทดลอง ที่ได้คือ
- การเก็บปริมาณน้ำฝนทุกปี พบว่าในระยะเวลา 4 ปี ที่เก็บข้อมูล ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในพื้นที่ไม่ได้มีปริมาณที่ต่างไปจาก 30 ปีที่ผ่านมา คืออยู่ในระดับ 1,300 มม./ปี แต่สิ่งที่เกิดขึ้นจริงคือ มีจำนวนวันฝนตกลดน้อยลง ช่วงต้นฤดูปริมาณฝนจะตกน้อย แต่ปลายฤดูฝนปริมาณฝนจะเยอะ บางวันมีมากถึง 250 มม.
- ตรวจวัดธาตุอาหารที่มากับฝน ซึ่งพบว่า ก๊าซไนโตรเจนในอากาศจะละลายกับน้ำฝนตกลงมา แล้วแปรสภาพเป็นแอมโมเนียมและไนเตรท ในระดับ 6 มม.ต่อลิตร ดังนั้นถ้าปริมาณฝนตกจำนวนมาก ก็จะได้ธาตุอาหารในปริมาณมากด้วย ซึ่งพืชก็นำไปใช้ประโยชน์ได้
- สร้างระบบกักเก็บน้ำในแปลงเกษตร เราต้องวางแผนดูสภาพพื้นที่ ใช้พื้นที่ลุ่มต่ำในแปลงสำหรับกักเก็บน้ำ คำนวณการซึมของน้ำในดิน คำนวณปริมาณการใช้น้ำในแปลงเกษตร สำหรับแปลงพื้นที่ 8 ไร่ ของอ.จตุพรนั้นได้คำนวณปริมาณการใช้น้ำทั้งปีจำนวนของพืชพรรณทั้งหมดคิดเป็น 6,000 ลบ.ม. เพื่อให้เกิดการหมุนเวียนธาตุอาหารในพื้นที่ 8 ไร่ ผ่านน้ำที่เตรียมเอาไว้ให้มีปริมาณน้ำเพียงพอต่อการทำเกษตร
- วางแผนการจัดการแปลงและเลือกพืชสำหรับการปลูกในแปลงให้เหมาะสม เนื่องจากสภาพดินเป็นดินเค็ม จึงต้องเลือกพืชที่เหมาะกับดินเค็มมาปลูก ทำระบบร่องสวน เพื่อดักกะตอน ซึ่งเป็นธาตุอาหารให้กับพืช ในร่องสวนและสระเอาผักตบมาปล่อยให้เจริญเติบโต เนื่องจากผักตบมีธาตุไนโตรเจน แคลเซี่ยม โปสแตสเซี่ยม สูง ซึ่งเป็นธาตุอาหารที่เป็นความต้องการของพืช จากนั้นตักผักตบมาใส่โคนต้นไม้ผลที่ต้องการ ทิ้งไว้ราว 2-3 เดือนให้ย่อยสลายเป็นอินทรียวัตถุให้พืช
- ปลูกพืชตระกูลถั่วคลุมดิน เช่น ปอเทือง ถั่วพร้า พบว่า รากถั่วพร้านั้นจะชอนไชดินทำให้ดินเป็นรูพรุน โดยดินที่ดีต้องมีช่องว่าง 50% เพื่อให้น้ำและอากาศแทรกซึมได้ง่าย ถ้าฝนตกน้ำฝนก็ซึมลงดินได้เร็ว ความเป็นรูพรุนยังช่วยให้รากไม้ผลหยั่งลึกหาธาตุอาหารได้ดี ที่สำคัญการปลูกพืชตระกูลถั่วยังช่วยควบคุมวัชพืชไปในตัว อีกทั้งรากของพืชตระกูลถั่วยังเก็บไนเตรเจนไว้ในรากเพื่อเป็นสารอาหารอินทรีย์เพื่อใช้ในการบริการนิเวศต่อไป
- ปลูกไม้ใช้สอยหรือไม้ป่าให้รอบขอบแปลง ทั้งมีประโยชน์ในการกำบังลม ใบไม้เป็นอินทรียวัตถุให้กับดินในแปลง เนื้อไม้เอามาใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ ที่สำคัญเป็นการกักกันน้ำฝนไม่ให้ไหลออกไปสู่นอกแปลง อย่างที่กล่าวไว้แล้วว่า ฝนที่ตกลงมามีธาตุอาหารลงมาด้วย โดยเฉพาะไนโตรเจน ดังนั้นการปลูกไม้รอบขอบแปลงก็จะช่วยกักเก็บไนโตรเจนไว้ในแปลงด้วย
- ไม่ใช้เครื่องจักรขนาดใหญ่ในแปลง เช่น รถไถ รถเกี่ยว เนื่องจากเครื่องจักรเหล่านี้มีน้ำหนักมาก ทำให้ดินในแปลงแน่น ไม่มีความร่วนซุย
ดังนั้น การทำเกษตรที่คำนึงถึงระบบนิเวศ ต้องมีการกักเก็บน้ำให้เพียงพอกับความต้องการของพืช ซึ่งต้องคำนวณความเพียงพอของน้ำที่ต้องมีการกักเก็บ ต้นไม้และพืชจะใช้น้ำในปริมาณมากช่วงต้นเล็กแต่เมื่อต้นไม้โตปริมาณการใช้น้ำจะลดลง และใบไม้ที่ร่วงหล่นได้กลายเป็นอินทรียวัตถุให้กับพืชนั้นๆ ด้วย อย่างไรก็ตาม อาจารย์จตุพร ได้ฝากในตอนท้ายไว้ว่า “การสร้างระบบเกษตรเชิงนิเวศในแปลงเนื้อที่ 8 ไร่นี้ ได้ปฏิบัติมา 7 ปี เราไม่สามารถสร้างระบบนิเวศให้เกิดขึ้นได้ในทันที แต่ต้องใช้เวลาศึกษาแล้วค่อยๆ เรียนรู้ ค่อยๆ ปลูกพืชไม้ผลต่างๆ”
