ปัญหาดินเค็ม และดินไม่อุ้มน้ำ ถือเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการเพาะปลูกของเกษตรกรในพื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทย เนื่องจากเมื่อหลายล้านปีก่อน พื้นที่นี้เคยเป็นทะเล ทำให้มีชั้นหินเกลือแทรกในชั้นน้ำใต้ดิน และพื้นที่เป็นดินทราย ซึ่งเก็บกักน้ำและสารอาหารได้น้อย ในฤดูฝน น้ำฝนจะซึมลงดินอย่างรวดเร็ว ในฤดูแล้ง น้ำใต้ดินจะไหลขึ้นผ่านช่องว่างของเม็ดดิน แล้วเกิดผลึกเกลือที่ผิวหน้าของดิน ส่งผลให้การเพาะปลูกพืชเป็นไปได้ยากลำบาก จึงเป็นโจทย์สำคัญที่ สำนักวิจัยและพัฒนา กรมชลประทาน ร่วมกับ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) จัดทำโครงการ “การศึกษาแนวทางการหน่วงน้ำในนาข้าวของพื้นที่ชลประทานด้วยการประยุกต์ใช้ไบโอซีเมนต์” ขึ้น เพื่อขยายผลสู่การแก้ปัญหาความเค็มของดินในนาข้าว และการบริหารจัดการน้ำในแปลงนาที่ประสบปัญหาดินเค็ม โดยทดลองนำร่องในพื้นที่แปลงนา ณ สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 3 (ห้วยบ้านยาง) ต.โคกกรวด อ.เมือง จ.นครราชสีมา
ผศ.ดร.ธิดารัตน์ บุญศรี นักวิจัยจากกลุ่มวิจัยวัสดุชีวภาพอัจฉริยะและเทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์ มจธ. กล่าวว่า ไบโอซีเมนต์ (Bio Cement) เป็นปูนซีเมนต์ที่เกิดจากจุลินทรีย์กลุ่มที่สร้างหินปูน โดยคัดเลือกจุลินทรีย์มาจากกากน้ำปลา เพื่อสร้างซีเมนต์ที่สามารถทนต่อความเค็ม และซ่อมแซมตัวเองได้ ผสมผสานกับ การสร้างจีโอโพลิเมอร์ จะได้ปูนที่มีความแข็งแกร่ง และหน่วงน้ำได้ วัสดุไบโอซีเมนต์จะสามารถหน่วงน้ำฝนในฤดูฝน และลดการแทรกของเกลือในฤดูแล้ง เพื่อใช้เพิ่มประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำ และการป้องกันความเค็มที่เกิดจากชั้นน้ำใต้ดิน
“การผลิตแผ่นไบโอซีเมนต์ ได้รับความอนุเคราะห์จากบริษัทเอกชนในพื้นที่ ประกอบด้วย “เปลือกไข่” ที่เป็นวัสดุเหลือใช้จากโรงฟักไก่ ของ บริษัท ซีพีเอฟ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) ที่อยู่ในพื้นที่จังหวัดชัยภูมิ และนครราชสีมา ผสมรวมกับ “กากแร่” ที่เป็นหินอัคนี ที่มีแร่สำคัญอย่าง ซิลิกา และอลูมินา จาก บริษัท อัครา รีซอร์สเซส จำกัด (มหาชน) โดยผสมวัสดุประสานกับสารละลายจุลินทรีย์ ทำให้ได้ไบโอซีเมนต์ที่มีโครงสร้างของสารประกอบ แคลเซียม-อลูมินา-ซิลิกา ที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของเกลือ และสามารถซ่อมแซมตนเองได้ เมื่อเกิดรอยแตกขนาดจิ๋ว (Micro Cracks) โดยจุลินทรีย์จะสร้างผลึกสีขาวของแคลเซียมคาร์บอเนต เพื่อปิดรอยแตกนั้น สามารถนำมาทดแทนแผ่นซีเมนต์แบบเดิม หรือ แผ่นพลาสติก HDPE ที่นิยมใช้ในการกักเก็บน้ำในดิน ซึ่งมีแนวโน้มจะเสื่อมสภาพ และเกิดปัญหาไมโครพลาสติกสะสมในดิน
“โดยการทดสอบไบโอซีเมนต์ในครั้งนี้ จะเป็นการติดตั้งแผ่นไบโอซีเมนต์ ขนาด 75 x 75 เซนติเมตร หนา 8.5 เซนติเมตร ฝังลงในถังไลซิมิเตอร์ (Lysimeter) ที่ปลูกข้าว และไม่ปลูกข้าว เพื่อศึกษาอัตราการคายระเหยของน้ำในพืช และการระเหยของน้ำในดิน ตามลำดับ รวมถึงประสิทธิภาพของไบโอซีเมนต์ในการหน่วงการซึมน้ำ และป้องกันความเค็มจากพื้นดินด้วย ซึ่งจะทำการทดสอบหนึ่งรอบการปลูกข้าว หรือ ประมาณ 4 เดือน ก่อนนำไบโอซีเมนต์ขึ้นมาตรวจสอบประสิทธิภาพการซ่อมแซมตัวเอง และความทนต่อความเค็ม ในทุกระยะของการเพาะปลูก” ผศ.ดร.ธิดารัตน์ กล่าว
ด้าน นายพีรวัส พึ่งพาพัฒน์ วิศวกรโยธาปฏิบัติการ สำนักวิจัยและพัฒนา กรมชลประทาน กล่าวเสริมว่า หากการทดลองประสบความสำเร็จ นอกจากจะแก้ปัญหาดินเค็ม และดินไม่อุ้มน้ำ ได้แล้ว ไบโอซีเมนต์ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาอื่น ๆ เช่น การศึกษาเกี่ยวกับการใช้ไบโอซีเมนต์ในคลองส่งน้ำชลประทาน ด้วยคุณสมบัติซ่อมแซมตัวเอง เมื่อเกิดรอยแตกขนาดเล็ก จะช่วยลดการสูญเสียน้ำจากการรั่วซึม และเพิ่มประสิทธิภาพในการชลประทานได้”
ขณะที่ นายภูริวิทย์ สังข์ศิริ ผู้ช่วยผู้จัดการฝ่ายวิทยาศาสตร์และสุขภาพ บริษัท อัครา รีซอร์สเซส จำกัด (มหาชน) กล่าวถึงความร่วมมือในครั้งนี้ว่า ทางบริษัททำงานเกี่ยวกับการทำเหมือง และมีของเหลือจากการผลิตเป็นกากแร่ ซึ่งสามารถเสริมความแข็งแรงของไบโอซีเมนต์ จึงสนับสนุนอย่างเต็มที่ และยินดีอย่างยิ่งที่เราได้เป็นส่วนหนึ่งในการแก้ปัญหาของพื้นที่ในครั้งนี้
ในส่วนของตัวแทนจาก บริษัท ซีพีเอฟ (ประเทศไทย) จำกัด (มหาชน) นายวิเชต ช่วยทอง รองผู้อำนวยการธุรกิจไก่พันธุ์ (ไก่เนื้อ 1) ได้นำเปลือกไข่มาให้ทีมวิจัย เพื่อใช้เป็นส่วนผสมสำคัญของไบโอซีเมนต์ กล่าววว่า โดยปกติแล้ว เปลือกไข่ที่ได้จากโรงฟักของเรา ส่วนหนึ่งจะมีเกษตรกรในพื้นที่นำไปใช้ในการบำรุงดินอยู่แล้ว แต่ครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่เปลือกไข่ถูกต่อยอดไปเป็นอาหารให้กับจุลินทรีย์ที่จะช่วยในการซ่อมแซมไบโอซีเมนต์ให้แข็งแรงคงคุณภาพได้อย่างยาวนานขึ้น ถือเป็นอีกหนึ่งความภาคภูมิใจของทางบริษัท ที่ได้เข้ามามีส่วนร่วมในการสร้างนวัตกรรมเพื่อแก้ไขปัญหาในพื้นที่ และเรายินดีที่จะสนับสนุนเปลือกไข่ในพื้นที่อื่น ๆ ที่ทีมวิจัยอยากจะนำไปต่อยอด เนื่องจากเรามีโรงฟักไข่อยู่ครอบคลุมทั่วประเทศ
ผศ.ดร.ธิดารัตน์ กล่าวต่อว่า หากโครงการนี้ประสบความสำเร็จ ไบโอซีเมนต์ที่ได้จะพัฒนาสูตรให้สามารถใช้กับเครื่องพิมพ์สามมิติที่จะนำไปผลิตปะการังเทียม หรือ พัฒนาเป็นไบโอคอนกรีต ที่อาจถูกนำไปใช้ในงานก่อสร้าง เพื่อเพิ่มพื้นที่กักเก็บน้ำใต้ดิน นอกจากนี้ ไบโอซีเมนต์อาจจะมีการฉาบผิวหน้าด้วยแมงกานีส และสังกะสี เพื่อใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งจากบ้านเรือน ซึ่งจะเป็นการหมุนเวียนน้ำทิ้งไปใช้ในการเกษตร เมื่อเกิดการขาดแคลนน้ำ
โครงการนี้ไม่เพียงแต่เป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีทางการเกษตรเท่านั้น แต่ยังช่วยสร้างความยั่งยืน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอีกด้วย โดยขณะนี้โครงการยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและทดสอบ ซึ่งคาดว่าจะสามารถขยายผลและนำไปใช้ในพื้นที่อื่น ๆ ได้ในอนาคตอันใกล้
