การพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อศึกษาการกระจายความหนาแน่นของรากข้าวโพดหวานในแปลงปลูกสามมิติเพื่อคาดการณ์ปริมาณผลผลิตทางการเกษตร
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
จิรัฏฐ์พล เตชาวุฒิชัย, วชิรวิชญ์ กิจคุณาเสถียร
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
อธิราช เล้าหเรณู, พิมพ์ศิริ ด่านพิษณุพันธุ์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปริมาณมวลรากรวมทั้งหมดและความหนาแน่นของรากพืชเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญของผลผลิตโดยรวมและสุขภาพของพืช อย่างไรก็ตาม การศึกษาและสำรวจรากพืชใต้ดินในแปลงปลูกมีความยุ่งยากเนื่องจากข้อจำกัดหลายประการ เพื่อให้ได้ข้อมูลดังกล่าวมาใช้คาดการณ์ผลผลิต จึงมีงานวิจัยที่พยายามสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยในงานวิจัยก่อนหน้าได้ใช้หลักการทางทฤษฎีเกมเพื่อทำนายความหนาแน่นของรากพืชแต่ละต้นในพื้นที่และการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชสองต้นที่อยู่ติดกัน แต่การศึกษานี้พิจารณาแปลงปลูกในสองมิติ (แปลงปลูกมีด้านกว้างแต่ไม่มีด้านยาว) ซึ่งไม่สอดคล้องกับการนำไปประยุกต์ใช้ในแปลงปลูกพืชของเกษตรกรที่เป็นแบบสามมิติ ทางผู้จัดทำโครงงานจึงสนใจนำทฤษฎีเกมมาใช้ในการสร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์เพื่อศึกษาการกระจายความหนาแน่นของรากข้าวโพดหวาน (Zea mays L. var. saccharata) ในแบบสามมิติซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญ โดยมุ่งเน้นไปที่สมดุลแบบแนแช (Nash equilibrium) กล่าวคือพืชแต่ละต้นจะมีภาวะการแข่งขันกับต้นอื่นเพื่อให้ตนเองได้สารอาหารมากที่สุด ผู้จัดทำโครงงานได้ทำการปลูกข้าวโพดหวาน เก็บข้อมูลมวลรวมรากพืช และใช้การประมวลผลภาพแบบดิจิทัลในการวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อใช้คำนวณหาค่าพารามิเตอร์สำหรับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สามารถทำนายความหนาแน่นของรากพืช โดยทางผู้จัดทำโครงงานคาดหวังว่าการศึกษานี้จะทำให้ค้นพบการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชในแปลงปลูก และ สามารถประยุกต์ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์กับการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเกษตรแม่นยำนำไปสู่การเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรในอนาคต