8.Water footprint of maize in thailand

KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1) : 67-78 Research ArticleKKU Engineering Journalhttp://www.en.kku.ac.th/enjournal/th/วอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวในประเทศไทยWater footprint of maize in thailandทิพยปภา สุขุมาลชาติ* อดิชัย พรพรมหมินทร และสุรชัย ลิปวัฒนาการThippapa Sukumalchart*, Adichai Pornprommin and Surachai Lipiwattanakamภาควิชาวิศวกรรมทรัพยากรน้ำ คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร จังหวัดกรุงเทพมหานคร 10900Department of Water Resources Engineering, Foculty of Engineering, Kasetsart University, Thailand, 10900*Corresponding author.Email address: sthippapa@gmail.comReceived April 2012Accepted Sepfember 2012บทคัดยอประเทศไทยสงออกน้ำเสมือนในรูปของการคาขายพืชผลเปนอันดับ 3 ของโลก คิดเปนปริมาณน้ำ 47 พันลาน ลบ.ม./ปซึ่งแสดงใหเห็นวา ปญหาการขาดแคลนน้ำในประเทศไทยสวนหนึ่งเกิดจากการสงออกสินคาภาคการเกษตร ขาวโพดเลี้ยงสัตวเปน 1 ใน 12 พืชไรเศรษฐกิจของประเทศไทยมีความสำคัญตออุตสาหกรรมอาหารสัตว ดังนั้น การศึกษานี้ไดทำการคำนวณหาคาวอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวในประเทศไทยอยางละเอียดโดยใชขอมูลผลผลิตเปนรายเดือน ขอมูลอุตุนิยมวิทยารายวัน และคาสัมประสิทธิ์พืชของขาวโพดเลี้ยงสัตวที่ทำการศึกษาในประเทศไทย วิธีการคำนวณ วอเตอรฟุตปริ้นในการศึกษานี้สามารถแบงเปน 3 ขั้นตอน ดังนี้ 1.หาคาการคายระเหยของพืช 2.หาคาความตองการใชน้ำของพืชโดยใชวิธีสมดุลน้ำในบริเวณรากพืช 3.หาคาวอเตอรฟุตปริ้นโดยใชขอมูลผลผลิตและปริมาณการใชปุยเคมี จากผลการศึกษา พบวา คาวอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวเฉลี่ยทั้งประเทศเทากับ 1,132 ลบ.ม./ตัน โดยคิดเปนกรีนวอเตอรฟุตปริ้น 894 ลบ.ม./ตัน และเกรยวอเตอรฟุตปริ้น 237 ลบ.ม./ตัน โดยสาเหตุที่ไมมีบลูวอเตอรฟุตปริ้นเนื่องจากพื้นที่เพาะปลูกสวนใหญ (รอยละ99.2) อยูนอกเขตพื้นที่ชลประทาน โดยจังหวัดที่คาวอเตอรฟุตปริ้นรวมสูงที่สุดคือ จังหวัดอุดรธานี 1,368 ลบ.ม./ตัน และจังหวัดที่มีวอเตอรฟุตปริ้นรวมต่ำสุดคือจังหวัดพิจิตร 953 ลบ.ม./ตัน เมื่อเปรียบเทียบผลการศึกษานี้กับผลการศึกษาของ Mekonnenและ Hoekstra (2001) พบวามีคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นเฉลี่ยทั้งประเทศเกือบเทากัน แตคาเกรยวอเตอรฟุตปริ้นเฉลี่ยของการศึกษานี้มีคาสูงกวา 1 เทาคำสำคัญ : วอเตอรฟุตปริ้น ขาวโพดเลี้ยงสัตว ประเทศไทยAbstractThailand is the third largest net virtual water exporter in relation to crop trade with the volume of 47 billion m 3 /yr.Thus, one of the reasons of water scarcity in Thailand is possibly due to the export of the agricultural sector.Maize is one of twelve economic field crops of Thailand, which is essential to the stock feed industry. In this study,water footprint of maize in Thailand was calculated in details by using the monthly production statistics, dailyMeteorological date and crop coefficient experimented in Thailand. There are 3 steps in the computation asfollows: 1. Calculate the maize evapotranspiration 2. Evaluate the crop water use by the soil water balancemethod in root zone 3. With the crop yield and fertilization data, water footprint is calculated. The results of this

68KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1)study show that the country-averaged water footprint of maize in Thailand equals to 1,132 m 3 /ton comprised of894 m 3 /ton green and 237 m 3 /ton grey water footprints. Since maize cultivation is mostly in the rain-fed area(99.2%), the blue water footprint in this study. Is negligible Udonthani province has the highest water footprint ofmaize (1,368 m 3 /ton), while Phichit the lowest (953 m 3 /ton). Comparing with the results of Mekonnen and Hoekstra(2010), this study shows the similar value of the country-averaged green water footprint of maize. However, thegrey water footprint was found to about double of previous study.Keywords : Water footprint, Maiz, Thailand.1.บทนำสถานการณทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดลอมของประเทศไทย ไดรับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงในบริบทโลก และปจจัยภายในประเทศ ทั้งเรื่องการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ การเพิ่มขึ้นของประชากร การพัฒนาเศรษฐกิจที่มุงการเจริญเติบโตทางอุตสาหกรรมและการบริการ การแขงขันดานการคา และการลงทุน ทำใหมีการใชประโยชนทรัพยากรธรรมชาติเกินศักยภาพในการรองรับของระบบนิเวศน จากปญหาขั้นตนแผนพัฒนาเศรษฐกิจแหงชาติฉบับที่ 11 (พ.ศ.2555 – 2559) จึงไดระบุไวเปนแนวทางการพัฒนาและสงเสริมใหเกิดการใชน้ำอยางมีประสิทธิภาพ คุมคา และไมสงผลกระทบตอสิ่งแวดลอม โดยใหมีการจัดทำขอมูลการใชน้ำรวมทั้งเพิ่มประสิทธิภาพการใชน้ำภาคการเกษตร และสงเสริมการปลูกพืชใชน้ำนอยในชวงฤดูแลง [1]แนวคิดเรื่องวอเตอรฟุตปริ้น (water footprint)นำเสนอโดย Hoekstra (2003) วอเตอรฟุตปริ้นของสินคา คือปริมาณน้ำจืดทั้งหมดที่ใชในการผลิตสินคา ในกรณที่เปนการเพาะปลูกพืช จึงเปนผลรวมปริมาณน้ำที่ใชในทุกขั้นตอนตลอดหวงโซของการเพาะปลูกนั้น ประกอบดวยปริมาณน้ำที่ใชไปและปริมาณน้ำเสียที่เกิดขึ้น วอเตอรฟุตปริ้นไมเพียงแสดงแตปริมาณน้ำที่ใชไปแตยังแสดงใหเห็นถึงสถานที่และเวลาที่เกิดการใชน้ำ วอเตอรฟุตปริ้นสามารถแยกไดเปน 3สวนคือ บลูวอเตอรฟุตปริ้น (blue water footprint)กรีนวอเตอรฟุตปริ้น (green water footprint) และเกรยวอเตอรฟุต ปริ้น(gray water footprint) แตละสวนมีความหมายดังตอไปนี้- บลูวอเตอรฟุตปริ้น หมายถึง ปริมาณน้ำที่ถูกนำไปใชตลอดหวงโซของการเพาะปลูก โดยไดน้ำจากชลประทานที่มาจากแหลงน้ำเก็บกักน้ำทั้งน้ำผิวดินและน้ำใตดิน- กรีนวอเตอรฟุตปริ้น หมายถึง ปริมาณน้ำที่ถูกนำไปใชตลอดหวงโซเพื่อการเพาะปลูกพืช ซึ่งอยูในรูปของความชื้นในดินซึ่งเกิดจากน้ำฝน- เกรยวอเตอรฟุตปริ้น หมายถึง ปริมาณน้ำที่ใชเจือจางของเสียที่เกิดขึ้นจากกระบวนการเพาะปลูก ใหอย ูในระดับมาตรฐานที่ยอมรับไดประเทศไทยสงออกน้ำเสมือนในรูปของการคาขายพืชผลเปนอันดับ 3 ของโลก คิดเปนปริมาณน้ำ 47 พันลานลบ.ม./ป [2] และปริมาณน้ำที่ใชในการเพาะปลูกพืชแตะละชนิดรวมกันทั้งโลก พบวาขาวโพดเลี้ยงสัตวมีการใชน้ำสูงสุดเปนอันดับ 3 ของโลก เทากับ 770 ลาน ลบ.ม. /ป [3] โดยคาวอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวเฉลี่ยทั้งโลก เทากับ1,222 ลบ.ม./ตัน เปนกรีนวอเตอรฟุต ปริ้น 947 ลบ.ม./ตันบลูวอเตอรฟุตปริ้น 81 ลบ.ม./ตัน และ เกรยวอเตอรฟุตปริ้น194 ลบ.ม./ตัน และการใชขาวโพดเลี้ยงสัตวในอุตสาหกรรมอาหารสัตว สามารถคิดปริมาณน้ำเทากับ 411 พันลานลบ.ม./ป ซึ่งเปนอันดับ 2 รองจากหญา [4]ขาวโพดเลี้ยงสัตวเปนพืชไรเศรษฐกิจของประเทศไทยที่มีความสำคัญตออุตสาหกรรมอาหารสัตว ประมาณ 95 %ของผลผลิตขาวโพดใชในอุตสาหกรรมอาหารสัตวของประเทศ และมีความตองการเพิ่มขึ้นทุกป [5] โดยมีปริมาณและมูลคาดังตารางที่ 1 แหลงปลูกขาวโพดที่สำคัญอยูในภาคเหนือซึ่งมีพื้นที่ปลูกเกินกวาครึ่งของทั้งประเทศ สวนที่เหลือกระจายปลูกในทุกภาคของประเทศ ผลผลิตตอไรเฉลี่ยแสดงดังรูปที่ 1 การศึกษาหาคาวอเตอรฟุตปริ้นขาวโพดเลี้ยงสัตวของ [3] ไดทำการศึกษาทั่วโลกเปนรายจังหวัดโดยใชขอมูลเปนรายประเทศ เชน ผลผลติตอไรใชขอมูลเปนรายประเทศแลวกระจายเปนรายจังหวัด เปนตน

70WFgrey( α× AR)/( Cmax−Cnat)Y= (3)เมื่อ α คือ สัดสวนของปุยไนโตรเจนจากการชะละลาย (leaching and runoff) AR คือ อัตราการใชปุยไนโตรเจนในพื้นที่ตอไร มีหนวยเปน กก./ไร C maxคือ ความเขมขนสูงสุดที่ยอมรับได มีหนวยเปน กก./ลบ.ม. C natคือความเขมขนของไนโตรเจนในธรรมชาติที่พิจารณา มีหนวยเปน กก./ลบ.ม. Y คือ ผลผลิตตอไร มีหนวยเปน ตัน/ไรโดยในการศึกษานี้ ให WF totalเทากับ WF greenบวกกับWF greyไมรวมการคำนวณบลูวอเตอรฟุตปริ้นเนื่องจากขาวโพดเลี้ยงสัตวสวนใหญปลูกนอกเขตพื้นที่ชลประทาน(รอยละ 99.2) ดังนั้นในการคำนวณวอเตอรฟุตปริ้นรายปจึงไมพิจารณาในสวนของพื้นที่ชลประทาน อยางไรก็ตามผลผลิตตอไรในเขตพื้นที่ชลประทานมีคาสูงกวานอกเขตพื้นที่ชลประทานประมาณรอยละ 9.6 จากตารางที่ 1 ยังพบวา การเพาะปลูกขาวโพดเลี้ยงสัตวในเขตพื้นที่ชลประทานมีแนวโนมเพิ่มมากขึ้น ขณะที่การปลูกนอกเขตพื้นที่ชลประทานมีแนวโนมลดลง และในการศึกษานี้เกรยวอเตอรฟุตปริ้นจะพิจารณาเฉพาะปุยไนโตรเจน [6] และสมมติให C natเทากับศูนย α เทากับรอยละ10 ของอัตราการใชปุยในพื้นที่ตอไร [8] และ C maxเทากับ 5 มก./ลิตร ตามมาตรฐานคุณภาพน้ำในแหลงน้ำผิวดิน ซึ่งเปนเกณฑกำหนดสูงสุดสำหรับแหลงน้ำประเภทที่ 3 ของประเทศไทย คือเปนแหลงน้ำที่ไดรับน้ำทิ้งจากกิจกรรมบางประเภท ไดแก การเกษตร [9]จากสมการ (2) จะพบวา ปริมาณน้ำที่พืชใช (CWU)เปนสวนหนึ่งในการคำนวณหาวอเตอรฟุตปริ้น (WF) การศึกษานี้วิเคราะหคาวอเตอรฟุตปริ้นเปนรายเดือนซึ่งสามารถแปลงเปนรายปโดยการประมาณคาดวยวิธีถวงน้ำหนักตามผลผลิตที่ไดรายเดือนโดยใชสมการดังตอไปนี้WFnon−irr,year=12∑WFj=1non−irr,year12∑Productj=1×Productjj(4)เมื่อ j คือเดือนที่ j ที่พิจารณา non-irr คือ นอกเขตพื้นที่ชลประทาน และ Product คือ ปริมาณผลผลิตKKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1)2.2 วิธีการคำนวณปริมาณน้ำที่พืชใชและการคายระเหยของพืชปริมาณน้ำที่พืชใชทั้งหมด ปริมาณน้ำที่พืชใชแบบบลูและปริมาณน้ำที่พืชใชแบบกรีนสามารถคำนวณได ดังนี้bluelgpCWU = factor × ET = factor × Ilgp∑ ∑ (5)blued= 1 d=1lgpgreen= ×∑ green(6)d = 1CWU factor ETโดย d คือ ลำดับวันที่เพาะปลูก lgp คือ จำนวนวันที่เพาะปลูกทั้งหมด factor เปนพารามิเตอรใชแปลงหนวย ในกรณีที่การคายระเหยของพืช (ET) มีหนวยเปน มม. และปริมาณน้ำที่พืชใช (CWU) มีหนวยเปน ลบ.ม./ไร จะมีคาเทากับ 1.6 และ I คือ ปริมาณน้ำจากชลประทาน ในกรณีที่พิจารณาการเพาะปลูกนอกเขตชลประทาน อาจมีการใหน้ำในรูปแบบที่ไมใชน้ำฝน เชน น้ำบาดาล น้ำจากบอเก็บกักในพื้นที่เพาะปลูก เปนตน แตเนื่องจากในการศึกษานี้ไมมีขอมูลการใหน้ำดังกลาว จึงสมมติให คา I, ET blueและ CWU blueเทากับศูนยสำหรับนอกเขตชลประทานคาการคายระเหยของพืช (evapotranspiration, ET c,มม. /วัน) คำนวณจากETc = KsKcETo(7)โดยที่ ET oคือ คาการคายระเหยของพืชอางอิง(reference crop evapotranspiration, ET oมีหนวย มม. /วัน)2.2.1 วิธีการคำนวณคาการคายระเหยอางอิงของพืชการศึกษานี้ใชโปรแกรม The ETo Calculator ซึ่งเปนโปรแกรมที่เขียนขึ้น เพื่อหาคาการคายระเหยอางอิง (ETo)ของพืช โดยขึ้นกับปจจัยที่มีผลตอคา ETo คือ ตัวแปรสภาพภูมิอากาศ และตำแหนงบนพื้นโลก [10] สมการที ่ใชในโปรแกรมนี้คือสมการ FAO- Penman - Monteith หรือ FAONo.56 ดังนี้9000.408 Δ( R − G) + γ( )n 2 s aEToT 273U e −e=+Δ+ γ (1 + 0.34 )(8)U 2เมื่อ ETo คือ คาการคายระเหยของพืชอางอิง มีหนวยเปน มม. /วัน R nคือ รังสีสุทธิ ณ ระดับความสูงของพืช มีหนวยเปน เมกกะจูลล/ตร.ม./วัน G คือ อัตราการนำความรอนในดิน T คือ อุณหภูมิเฉลี่ยที่ระดับ 2 เมตรจากพื้นดิน มีหนวย

KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1) 71เปน องศาเซลเซียส U 2คือ ความเร็วลมเฉลี่ยที่ระดับความสูง2 เมตร มีหนวยเปน ม./วินาที e sคือ คาความดันไอน้ำอิ่มตัวมีหนวยเปน กิโลปาสคาล e aคือ ความดันไอน้ำจริง มีหนวยเปน กิโลปาสคาล Δ คือ คาความชันของความดันไออิ่มตัวเทียบกับอุณหภูมิ มีหนวยเปน กิโลปาสคาล/องศาเซลเซียสγ คือ คาคงที่ไซโครเมทริก มีหนวยเปน กิโลปาสคาล/องศาเซลเซียสเนื่องจากขอมูลอุตุนิยมวิทยาที่ใชในการคำนวณคาETo ของจังหวัดตางๆ ไมสมบูรณ จึงไดวิเคราะหประสิทธิภาพโปรแกรม The ETo calculator ในการคำนวณหาคาการคายระเหยอางอิง เมื่อขอมูลไมครบถวน ผลดังตารางที่ 22.2.2 วิธีการคำนวณคาสัมประสิทธิ์พืชK cคือ คาสัมประสิทธิ์พืช (crop coefficient) ซึ่งชวงการเจริญเติบโตของพืชนั้นกำหนดใหคา K cมีคาเพิ่มขึ้นเปนเสนตรงจากชวงเริ่มตนการเพาะปลูก (K c,ini) ถึงชวงของการเจริญเติบโตเต็มที่ (K c,mid) และมีคาคงที่ไปจนถึงระยะใกลการเก็บเกี่ยวแลว K cลดลงเปนเสนตรงจาก K c,midไปจนถึง K c,endและ K sคือ สัมประสิทธิ์ความเครียดน้ำ (water stress) โดยมีคาอยูระหวาง 0 ถึง 1 ในกรณีที่น้ำในดินในเขตรากพืชมีคาการพรอง (depletion, D rมีหนวย มม.) นอยกวาปริมาณน้ำที่มีอยูที่ใชการได (readily available soil water in the rootzone, RAW มีหนวย มม.) จะไดวา K s= 1 ในกรณีที่ D r>RAW จะไดวา K sลดลงเชิงเสนตรง และถา D rมีคาเทากับน้ำที่อยูในดินทั้งหมดในเขตรากพืชที่ใชการได (totalavailable soil water in the root zone, TAW มีหนวย มม.)จะไดวา K s= 0 ดังสมการK = 1 กรณี D r< RAWKssTAW − Dr=TAW − RAWกรณี TAW< D r

723.พื้นที่ศึกษาและขอมูล3.1 พื้นที่ศึกษาจากขอมูลสำนักงานเศรษฐกิจการเกษตรพบวาในประเทศไทยมีการเพาะปลูกขาวโพดเลี้ยงสัตวทั้งหมด 39จังหวัด [11] แตมีขอมูลสำหรับหา ETo เพื่อคำนวณวอเตอรฟุตปริ้นไดเพียง28 จังหวัด ซึ่งคิดเปนรอยละ 84 ของการเพาะปลูกขาวโพดเลี้ยงสัตวทั่วประเทศ จังหวัดที่สามารถหาวอเตอรฟุตปริ้น ไดแก ภาคเหนือประกอบไปดวย เชียงรายเชียงใหม พะเยา ลำพูน แพร นาน อุตรดิตถ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือประกอบดวย ขอนแกน ชัยภูมิ นครราชสีมา เลยหนองคาย อุดรธานี อุบลราชธานี ภาคกลางประกอบดวยกำแพงเพชร นครสวรรค พิจิตร เพชรบูรณ ลพบุรี สุพรรณบุรีภาคตะวันออกประกอบดวย จันทบุรี ฉะเชิงเทรา ชลบุรีปราจีนบุรี สระแกว ภาคตะวันตกประกอบดวย ตาก ประจวบคีรีขันธ เพชรบุรี (หมายเหตุ จังหวัดที่สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตรไมมีขอมูลขาวโพดเลี้ยงสัตวนั้นคือเปนจังหวัดที่ไมมีการปลูก)3.2 ขอมูล3.2.1 ขอมูลอุตินิยมวิทยาขอมูลสภาพภูมิอากาศรายวัน ไดแก อุณหภูมิสูงสุดอุณหภูมิต่ำสุด ความเร็วลม ระดับความสูง ฝน ชั่วโมงที่มีแสงแดด และ ความชื้นสัมพัทธ โดยใชขอมูลจาก [12] เลือกจากสถานีที่ตั้งอยูใกลพื้นที่เพาะปลูกและมีขอมูลครบมากที่สุด3.2.2 ขอมูลสัมประสิทธิ์พืชในการศึกษานี้ไดใชคาสัมประสิทธพืชของกรมชลประทาน [13] ซึ่งคาสอดคลองกับงานวิจัยของบัญชาขวัญยืน [14] เนื่องจากเปนการทดลองหาคาสัมประสิทธิ์พืชในประเทศไทยทำใหไดคาที่ไดนาจะมีความถูกตองมากกวาคาที่แนะนำจาก FAO ซึ่งถูกใชในการศึกษา [15] และ MHรูปที่ 3 แสดงการเปรียบเทียบคาสัมประสิทธิ์ (K c) ของขาวโพดเลี้ยงสัตวของ FAO และกรมชลประทาน ยังพบวาชวงเวลาการเพาะปลูกของ FAO (126 วัน) ยาวนานกวากรมชลประทาน (100 วัน) อยางไรก็ตาม เมื่อพิจารณาผลรวมพื้นที่ใตกราฟของคาสัมประสิทธิ์พืช ( ∑K c) กลับพบวา กรมชลประทาน (116.41) มีคาสูงกวาของ FAO No.56 (103) คิดเปนรอยละ 46 ดังนั้นจากผลการประเมินเบื้องตนทำใหทราบวา หากใชคาสัมประสิทธิ์พืชจากกรมชลประทาน จะมีโอกาสKKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1)ทำใหไดคาวอเตอรฟุตปริ้นสำหรับขาวโพดเลี้ยงสัตวในประเทศไทยสูงกวาการศึกษาที่ผานมา3.2.3 ขอมูลผลผลิตตอไรของขาวโพดขอมูลผลผลิตตอไรรายปและขอมูลผลผลิตของแตละจังหวัด เปนขอมูลจาก [11] จังหวัดที่มีขอมูลเฉลี่ยผลผลิตตอไรสูงสุด คือ จังหวัดพิจิตร เทากับ 683 กก./ไร และจังหวัดที่มีคาผลผลิตตอไรตอสุด คือ จังหวัดแมฮองสอน และจังหวัดเพชรบุรี เทากับ 479 กก./ไรรูปที่ 3 เปรียบเทียบคาสัมประสิทธิ์พืช (K c) ของขาวโพดเลี้ยงสัตวของ [7] และ [13]3.2.4 ประเภทของดินประเภทของดินสมมติใหเปนดินประเภทเดียวกันตลอดพื้นที่ทำการศึกษา โดยใชขอมูลคุณสมบัติดิน โดยเลือกดินเปนประเภทดินรวน (loam) ตลอดพื้นที่ทำการศึกษา คาความยาวรากพืชมากที่สุด (maximum rooting depth, ซม.)เทากับ 900 ซม. ความชื้นในดินทั้งหมดที่ใชการได (totalavailable soil moisture) 290 มม. /ม. อัตราน้ำฝนที่ซึมลงสูดินสูงสุด (maximum rain infiltration rate, มม. /วัน) เทากับ40 มม. /วัน คาเริ่มตนการซึมลึกในดิน (initial soil moisturedepletion, %) เทากับ 0% และระดับการขาดน้ำ (depletion,%) เทากับ 0.2 ตอนเริ่มตนจนถึงชวงการเจริญเติบโตและเทากับ 0.25 เมื่อชวงระยะกลาง ในระยะเก็บเกี่ยวเทากับ0.50 [16]4. ผลการวิจัยและอภิปรายผลลัพธคาเฉลี่ยรายปของกรีนวอเตอรฟุตปริ้นในแตละจังหวัดแสดงในรูปที่ 4 จากภาพจะเห็นวากรีนวอเตอรฟุต ปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวมีคาอยูระหวาง 847 ลบ.ม./ตัน -1,392ลบ.ม./ตัน โดยคาเฉลี่ยวอเตอรฟุตปริ้นทั้งประเทศเทากับ1,046 ลบ.ม./ตัน สวนที่แรเงาคือจังหวัดที่ไมสามารถ

KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1) 73คำนวณหาวอเตอรฟุตปริ้นนอกเขตพื้นที่ชลประทานไดเนื่องจากมีขอมูลอุตุนิยมวิทยาไมสมบูรณและจากผลการศึกษาดังแสดงรูปที่ 4 ยังพบอีกวาภาคตะวันตกและภาคตะวันออกเฉียงเหนือมีคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นคอนขางสูงเนื่องมาจากคาผลผลิตตอไรต่ำซึ่งเปนตัวสวนที่ใชในสมการหาคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นดังสมการที่ (2) ในขณะที่ภาคกลางและภาคเหนือมีคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นต่ำกวาคาเฉลี่ยเกรยวอเตอรฟุตปริ้นทั่วประเทศของขาวโพดเลี้ยงสัตวในรูปที่ 5 มีคาอยูระหวาง 183-283 ลบ.ม./ตัน และมีคาเฉลี่ยเทากับ 237 ลบ.ม./ตัน มีคาสูงกวาการศึกษาของMH ซึ่งเทากับ 120 ลบ.ม./ตัน เนื่องจากคาความเขมขนตามมาตรฐานคุณภาพน้ำในแหลงน้ำผิวดินและขอมูลของผลผลิตตอไรใชขอมูลตางกัน รูปที่ 6 แสดงการเปรียบเทียบคาเกรยวอเตอรฟุตปริ้นของการศึกษานี้กับการศึกษาของMH พบวาคาของเกรยวอเตอรฟุตปริ้นในการศึกษานี้สูงกวาทั้งหมด และยังพบอีกวาหากใชคาความเขมขนคุณภาพน้ำในแหลงน้ำผิวดินสูงสุดที่ยอมรับไดจาก 5 มก./ล. ซึ่งเปนคาตามมาตรฐานคุณภาพน้ำในแหลงน้ำผิวดิน ซึ่งเปนเกณฑกำหนดสูงสุดสำหรับแหลงน้ำประเภทที่ 3 ของประเทศไทย เปน 10มก. /ล. ซึ่งเปนคาจากการศึกษา MH คาเกรยวอเตอรฟุตปริ้นที่ไดจะมีคาที่ไมแตกตางกัน แตเนื่องจากคาไนโตรเจนที่ยอมใหลงสูแมน้ำ 5 มก./ล. ซึ่งเปนคาตามมาตรฐานคุณภาพน้ำในแหลงน้ำผิวดิน ของประเทศไทยดังนั้นคาเกรยวอเตอรฟุตปริ้นจากการศึกษนี้จึงถูกตองและสอดคลองกับพื้นที่จากการเปรียบเทียบคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นของจังหวัดตางๆกับการศึกษาของ MH พบวาจังหวัดที่มีคากรีนวอเตอรฟุต ปริ้นในการศึกษานี้แตไมมีในการศึกษาของ MHคือ จังหวัดนครราชสีมา และ จังหวัดสระแกว ในทางกลับกันพบวาจังหวัดที่มีคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นในการศึกษาของ MHแตในการศึกษานี้ขาดไดแก จังหวัดแมฮองสอน ลำปางสุโขทัย พิษณุโลก บุรีรัมย กาญจนบุรี ศรีษะเกษ ชัยนาทราชบุรี อุทัยธานี หนองบัวลำภู สระบุรีรูปที่ 7 แสดงผลการเปรียบเทียบคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นนอกเขตพื้นที่ชลประทานของการศึกษานี้กับของ MHพบวาคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นในการศึกษานี้สูงกวาการศึกษาของ MH สาเหตุหลักเนื่องมาจาก คาสัมประสิทธิ์พืช (K c) ที่ใชในการศึกษานี้มีคาสูงกวาของ MH ซึ่งใชคาจาก [7] ทำใหคาวอเตอรฟุตปริ้นของการศึกษานี้สูงกวาของ MHรูปที่ 4 กรีนวอเตอรฟุตปริ้นเฉลี่ยนอกเขตพื้นที่ชลประทานรายจังหวัดระหวางป พ.ศ.2548-2552รูปที่ 5 เกรยวอเตอรฟุตปริ้นเฉลี่ยรายจังหวัดระหวางปพ.ศ.2548-2552

74ผลผลิตตอไรในการศึกษานี้ใชขอมูลเปนรายจังหวัดและรายปจากสำนักงานเศรษฐกิจการเกษตรแตในการศึกษาของ MH ใชขอมูลผลผลิตตอไรเปนรายประเทศและแปลงเปนรายจังหวัดโดยใชความสัมพันธกับความเครียดน้ำโดยประเมินวาผลผลิตตอไรของพืชไดรับผลกระทบจากความเครียดน้ำ ดังสมการตอไปนี้Ya∑ ETa(t)(1 − ) = K y(1 − )Y m ∑(11)CWR(t)เมื่อ Y aคือ ผลผลิตตอหนวยพื้นที่ที่เก็บเกี่ยวไดจริง(กิโลกรัม/เฮกเตอร) Y mคือ ผลผลิตตอหนวยพื้นที่สูงสุด(กิโลกรัม/เฮกเตอร) K yคือ แฟกเตอรตอบสนองผลผลิต(สัมประสิทธิ์ความเครียดน้ำ) ET aคือ การคายระเหยที่แทจริงของพืช (มม./ฤดูกาล) CWR คือ ความตองการน้ำของพืช(มม./ฤดูกาล) ซึ่งเทากับคาสัมประสิทธิ์พืชคูณกับคาการคายระเหยพืชอางอิงสวนสาเหตุอื่นๆประกอบดวยการใชขอมูลในการศึกษาตางปกันโดยในการศึกษาของ MH ใชขอมูลฝนและอุณหภูมิตั้งแตป พ.ศ. 2539-2545ซึ่งความละเอียดของขอมูลไมเทากันโดยของ MH ใชเฉลี่ยรายเดือนแลวแปลงใหเปนรายวันโดยใชโปรแกรมแปลงสภาพภูมิอากาศ CRU-dGen แตในการศึกษานี้ใชขอมูลเปนรายวันโดยใชขอมูลของกรมอุตุนิยมวิทยาตั้งแตป พ.ศ.2548-2552MH ใชคาน้ำที่อยูในดินทั้งหมดในเขตรากพืชที่ใชการได(TAW) จาก ISRIC-WISE ซึ่งในการศึกษานี้ไดใชคาจากCROPWAT 8.0 สมมติใหดินเปนประเภท ดินรวน (loam)ชวงการเพาะปลูกแตกตางกัน ในการศึกษานี้ใชขอมูลผลผลิตรายเดือนทำใหสามารถแบงการเพาะปลูกเปนรายเดือนไดขณะที่การศึกษาของ MH ใชขอมูลผลผลิตรายปความแตกตางการอางอิงพื้นที่การคำนวณในการศึกษานี้อางอิงจากขอมูลรายจังหวัดทำใหการคำนวณเปนแบบรายจังหวัดโดยตรง สวนการศึกษาของ MH ใชแบบจำลองสมดุลน้ำแบบ Grid-base dynamic มีความแมนยำที่ 5*5 ลิปดา (ละติจูดและลองจิจูด) แลวนำมาซอนทับกับพื้นที่รายจังหวัดKKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1)5. สรุปขาวโพดเลี้ยงสัตวเปนพืชเศรษฐกิจที่จัดอยูในกลุมพืชที่ผลิตเพื่อใชภายในประเทศ มีความสำคัญตออุตสาหกรรมอาหารสัตว การประเมินคาวอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวทำใหเขาใจถึงปริมาณน้ำที่ถูกใชไปตลอดหวงโซกระบวนการเพาะปลูกขาวโพดเลี้ยงสัตวรวมไปถึงแสดงสถานที่และเวลาการใชน้ำ ในการศึกษานี้หาคาวอเตอรฟุตปริ้นขาวโพดเลี้ยงสัตวรายเดือนทั่วประเทศ ตั้งแตป พ.ศ.2548-2552 และทำการเปรียบเทียบกับการศึกษาของ MH ซึ่งไดทำการศึกษาวอเตอรฟุตปริ้นทั่วโลกและในประเทศไทยเปนรายจังหวัด แตไดใชขอมูลที่มีความละเอียดต่ำ เนื่องจากเปนการศึกษาทั่วโลกดังนั้นในการศึกษานี้ใชขอมูลที่มีความละเอียดสูงขึ้นโดยใชขอมูล ภูมิอากาศรายวันและผลผลิตขาวโพดเลี้ยงสัตวรายเดือน พบวาคาวอเตอรฟุตปริ้นรวมในการศึกษานี้เทากับ1,131 ลบ.ม./ตัน โดยคิดเปนกรีนวอเตอรฟุตปริ้น 894 ลบ.ม./ตัน และเกรยวอเตอรฟุตปริ้น 237 ลบ.ม./ตัน ซึ่งมีคาสูงกวาการศึกษาของ MH เทากับ 1,039 ลบ.ม./ตัน เปนกรีนวอเตอรฟุตปริ้นเทากับ 919 ลบ.ม./ตัน และ เกรยวอเตอรฟุตปริ้น 120ลบ.ม./ตัน แตเนื่องจากการศึกษานี้ไดใชคาและขอมูลตางๆเฉพาะของประเทศไทยดังนั้นคาวอเตอรฟุตปริ้นของการศึกษานี้จึงเปนตัวแทนคาวอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวที่เหมาะสมในประเทศไทย6. กิตติกรรมประกาศขอขอบพระคุณ รศ.ดร.บัญชา ขวัญยืน ที่ใหคำปรึกษาและคำแนะนำอันเปนประโยชนตองานวิจัยนี้ งานวิจัยนี้ไดรับทุนอุดหนุนวิจัยมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตรประจำป 2554 โครงการวิจัยเรื่อง แบบจำลองของน้ำเสมือนในประเทศไทย รหัส ก-ษ (ด) 63.54 และขอขอบพระคุณสำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร กรมอุตุนิยมวิทยาและกรมพัฒนาที่ดินที่เอื้อเฟอขอมูล

KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1) 75รูปที่ 6 ผลการเปรียบเทียบการคำนวณคาเกรยวอเตอรฟุตปริ้นของการศึกษานี้กับการศึกษาของ [3]รูปที่ 7 ผลการเปรียบเทียบการคำนวณคากรีนวอเตอรฟุตปริ้นนอกเขตพื้นที่ชลประทานของการศึกษานี้กับการศึกษาของ [3]

76KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1)ตารางที่ 2 คาทางสถิติเปรียบเทียบผลการคำนวณคาการคายระเหยอางอิงระหวางกรณีขอมูลกรมอุตุนิยมวิทยาครบถวนกับกรณีขาดขอมูลรูปแบบตางๆตารางที่ 3 คากรีนวอเตอรฟุตปริ้นและเกรยวอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวในประเทศไทยเปนรายจังหวัด

KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1) 77ตารางที่ 3 คากรีนวอเตอรฟุตปริ้นและเกรยวอเตอรฟุตปริ้นของขาวโพดเลี้ยงสัตวในประเทศไทยเปนรายจังหวัด (ตอ)

787. เอกสารอางอิง[1] Plan of National Economic and SocialDevelopment Board, Strategic Management ofSustainable Natural Resource and Environmentin Chapter 8, Office of the National Economicand Social Development Board, 2012-2016;(11):141 (In Thai).[2] Hoekstra, A.Y. and P.Q. Hung. Globalisation ofwater resource: international virtual water flowsin relation to crop trade, Elsevier, 2005:45-56[3] Mekonnen, M.M. and A. Y. Hoekstra. The green,blue and grey water footprint of crop and derivecrop products, Value of Water Research ReportSeries’ of UNESCO-IHE, Report 2010a;(47)(Volume1 Main report)[4] Mekonnen, M.M. and A. Y. Hoekstra. The green,blue and grey water footprint of farm animals andanimal products, Value of Water Research ReportSeries of UNESCO-IHE, Report no.48 (Mainreport), 2010b.p.50.[5] Manewan N. Agriculture sector develop maize…How to cultivate with high yield. Journal of LandDevelopment. 2010;47(415): 48 (In Thai).[6] Hoekstra, A. Y., A. K. Chapagain, M. M. Aldayaand M. M. Mekonnen.. The Water FootprintAssessment Manual, Setting the global standard,Earthscan, 2011.p.203.[7] Allen, R. G., L. S. Pereira, D. Raes and M.Smith.Crop evapotranspiration: Guidelines forcomputing crop water requirements, FAOIrrigation and Drainage Paper 56, Food andAgriculture Organization, Rome. 1998.[8] Mekonnen, M.M. and A. Y. Hoekstra. . The green,blue and grey water footprint of crop and derivecrop products, Hydrology and Earth SystemSciences, 2011.p.1578-1581KKU ENGINEERING JOURNAL January-March 2013; 40(1)[9] Department of Industrial Works, The WaterPollution Treatment System. Type of surface watercharacteristics and the utilization and the qualitystandard of surface water in Chapter 3,Department of Industrial Works. 2008.p 13-14 (In Thai).[10] Raes, D. Calculation procedures. ReferenceManual Version 3.1. Food and AgricultureOrganization of the United Nations: 2009. P.18-26[11] Office of Agricultural Economics,data percentageyields of maize and irrigation of maize, Office ofAgricultural Economics. 2005 – 2009. (In Thai).[12] Thai Meteorological Department,climatic data(Temperature, wind speed, Elevation, humidity,sunshine hour), Thai Meteorological Department.2005 – 2010 (In Thai).[13] Irrigation Water Management Research Group,Crop Coefficient 40 type of crop, Research andDevelopment, Irrigation Water ManagementDivision Office of Hydrology and WaterManagement, Royal Irrigation Department (InThai).[14] Kwanyuen B, Cherdchanpipat N, Research andDevelopment of Water Saving Techniques (InThai).[15] Hoekstra, A.Y. and A.K. Chapagain. Waterfootprints of nations, Water use by people as afunction of their consumption pattern, WaterResource Management 21, 2007.p.35-48.[16] Example of the use of CROPWAT 8.0. Soil data.Food and Agriculture Organization of the UnitedNations, 2006.p.16-17.