การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน hydroponic

ประโยชน์ของการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน
ประโยชน์ของการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินที่จะกล่าวต่อไปนี้จะเริ่มจากการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับสภาพที่เป็นอยู่ จากนั้นจะกล่าวถึงการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับการผลิตพืชเชิงธุรกิจ การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับศักยภาพในการส่งเสริมนักท่องเที่ยวและการนำเข้าผักและผลิตภัณฑ์ การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับงานภูมิทัศน์และการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับการพัฒนาทางอวกาศในอนาคตตามลำดับ
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับสภาพที่เป็นอยู่
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินเป็นศาสตร์และศิลป์ที่สามารถใช้ปลูกพืชทั้วขนาดเล็ก และขนาดใหญ่ ได้ทุกสถานที่โดยไม่มีขอบเขตจำกัด ไม่ว่าจะเป็นการปลูกจำนวนน้อยเพื่อบริโภคในครัวเรือนหรือการผลิตเชิงธุรกิจ เป็นวิธีที่เหมาะสำหรับผู้ปลูกที่มีพื้นที่น้อย เช่นผู้ที่อยู่อาศัยในแฟลตหรืออพาร์ตเมนต์ จึงสามารถปลูกได้ในเมืองที่มีประชากรหนาแน่น เช่น ญี่ปุ่น ไต้หวัน เนเธอร์แลนด์ เบลเยียม อังกฤษ เป็นต้น
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับนันทนาการภายในครอบครัว
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินแบบขนาดเล็กหรือชุดเล็กสามารถสร้างนันทนาการหรือปลูกเพื่อใช้เป็นอาหารบริโภคในครัวเรือน โดยเฉพาะเด็ก แม่บ้านและผู้สูงอายุได้โดยที่ไม่มีความยุ่งยากในการปลูกและดูแลรักษาเปรียบเสมือนกับการทำสวนตามปกติที่ให้ทั้งความเพลิดเพลินเจริญใจและได้เรียนรู้หลักในการปลูกพืชเบื้องต้นไปพร้อมกัน นอกจากนี้ยังเป็นการดึงให้เยาวชนห่างไกลจากยาเสพติด้วย
- การปลูกพืชพืชโดยไม่ใช้ดินกับการศึกษา
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน โดยเฉพาะชุดเล็ก (ที่เป็นชุดปลูกสำเร็จรูปหรือผลิตขึ้นเอง) จะเหมาะสำหรับการศึกษาทดลองของนักเรียน นิสิต นักศึกษาและผู้ที่สนใจทั่วไป แต่ถ้าเป็นการปลูกเชิงการค้าจะมีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากต้องใช้เทคโนโลยีและหลักการทางวิทยาศาสตร์ในการควบคุมการผลิต
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับสุขอนามัยและการบริโภคผักโภชนาการสูง
ข้อดีที่ถือว่าเป็นจุดแข็งของการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินก็คือไม่เปื้อนดินและปลอดภัยจากสารพิษผลผลิตที่ได้จึงมีความสะอาดกว่าการปลูกโดยใช้ดิน นอกจากนี้ยังให้ความสุขตาเพลินใจแก่ผู้ปลูกและผู้ที่พบเห็น ผลผลิตที่เก็บเกี่ยวได้ก็มีความสวยงามน่ารับประทานและมีรสชาติดี มีคุณค่าทางโภชนาการสูรและปลอดจากสารพิษตกค้าง เรียกได้ว่าพืชที่ปลูกจะเป็นทั้ง "อาหารตา อาหารใจ และอาหารปาก" โดยเฉพาะผักสดจะมีความนุ่มและกรอบว่า ผักที่ปลูกบนดินตามธรรมชาติเข้าลักษณะ "อาหารสะอาด รสชาติดี" หรือ "Clean Food Good Taste" ที่ยอมรับกันในระดับสากล โดยเฉพาะกลุ่มชนที่นิยม "กินเจ" หรือรับประทานอาหารมังสวิรัติทั่วโลก
เนื่องจากพืชโดยเฉพาะพืชผักเป็นพืชผักเป็นพืชที่มีโภชนาการสูงจึงมีคุณค่าทางอาหารต่อชีวิตเพราะช่วยบำรุงรักษาสุขภาพ ให้พลังงานแก่ร่างกาย เพราะอุดมด้วยวิตามินแร่ธาตุและความเป็นสมุนไพร เช่น วิตามินเอ วิตามินบี วิตามินซี ซึ่งพบมากในผักช่วยต้านทานมะเร็งได้ดี เช่นเบต้าแคโรทีนใน แครอท มันเทศ แลผักหัวเนื้อสีเหลืองและอื่น ๆ เป็นแอนติออกซิแดนท์ช่วยป้องกันมะเร็ง วิตามินซีที่พบมากในผักใบเขียว พริก มะเขือเทศ ช่วยลดความเสี่ยงการเป็นมะเร็งที่กระเพาะอาหารและคอ พืชในตระกูลบรอกโคลี มีวิตามินที่เป็นเอนติออกซิแดนท์ช่วยป้องกันมะเร็ง ผักให้พลังงานแก่ร่างกายสูง ดังนั้นนักกีฬาจึงให้ความสนใจในเรื่องนี้กันมาก ประโยชน์ในด้านอืน ๆ คือทำให้แก่ช้าและช่วยลดความอ้วน รวมทั้งแต่งกลิ่นและเพิ่มรสชาติให้อาหารเป็นต้น ดังนั้นการบริโภคผักปลอดภัยจากสารพิษจึงเป็นสิ่งสำคัญและจำเป็น
ผลผลิตที่ได้จากการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน นอกจากจะใช้เพื่อการ "บริโภค" ได้หลากหลายรูปแบบ เช่น สลัดที่จำหน่ายแบบผักสุดเป็นต้น เพื่อใช้ปรุงอาหารหรือผักสลัดที่น้ำสลัดพร้อมรับประทาน (Salad Pack) หรือผักที่ผ่านกระบวนการล้าง บรรจุถุงที่พร้อมเปิดถุงเพื่อบริโภค ได้ทันที่ (Mixed Salad) แล้วยัง "สามารถใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย " อาทิใช้จัดแจกันรับแขก จัดเป็นกระเช้าของขวัญเนื่องในโอกาสต่าง ๆ เช่น วันเกิด เทศกาลปีใหม่ เพื่อมอบให้แก่ผู้ที่เคารพนับถือได้เป็นอย่างดีด้วย
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับการผลิตพืชเชิงธุรกิจ
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินสามารถใช้ได้กับพืชหลากหลายอย่าง ขึ้นอยู่กับความยากง่ายของการปลูกพืชแต่ละชนิด ตั้งแต่ผัก (ผักจีน ผักไทย ผักฝรั่ง) พืชสมุนไพร ไม่มงคล พรรณไม้น้ำ ไม้ผล ไม้ดอกไม้ประดับ พืชไม้เลื้อย ไปจนถึงพืชยืนต้นสำหรับการผลิตเชิงธุรกิจ ในภาพรวมส่วนมากนิยมปลูกพืชจำพวกผักและไม้ผลที่เป็นพืชที่เก็บเกี่ยวช่วงอายุสั้น
โดยเฉพาะผักเมื่อพิจารณาในเรื่องของส่วนที่ใช้ประโยชน์คือผักใบ ผักผล ผักดอกและลำต้น ผักราก และหัว ผักเมล็ดและถั่วสดชนิดต่าง ๆ และผัก ซึ่งผู้ผลิตสามารถนำไปพิจารณาผลิดในรูปอุตสาหกรรมแบบครบวงจรได้เป็นอย่างดี
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับการเพิ่มศักยภาพในการจัดการการผลิต
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินสามารถ "ผลิตพืชได้อย่างต่อเนื่องตลอดปี" และ "สามารถเพิ่มรอบการผลิต" ได้มาก "อายุสั้น" และ "คุณภาพสูง" กว่าการปลูกพืชบนดิน เนื่องจากมีการจัดการที่สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ให้เหมาะสมต่อพืชได้ เช่น การจัดการสารอาหารและการอนุบาลต้นกล้า เป็นต้น ในขณะที่พืชที่ปลูกบนดินมีขีดจำกัดเกี่ยวกับปัจจัยต่าง ๆ เช่น สภาพภูมิอากาศและการใช้พันธุ์เฉพาะจึงทำให้พืชส่วนมากสามารถปลูกได้ดีในฤดูหนาวอันเป็นฤดูที่มีผลผลิตออกมาล้นตลาด
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับศักยภาพในการส่งเสริมการท่องเที่ยว
เนื่องจากเทคโนโลยีการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินสามารถควบคุมอุณหภูมิของสารอาหารและมีการจัดการการผลิตพืชผักเมืองหนาวได้ดีจึงทำให้สามารถเพิ่มศักยภาพในการผลิตผักรองรับนักท่องเที่ยวชาวต่างชาติที่มาอยู่ในประเทศไทยเป็นเวลานานได้บริโภคผักที่ตนเองคุ้นเคยได้ไม่ต่ำกว่าปีละ 5-10 ล้านคน
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับกการการลดการนำเข้าผักและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินจะช่วยลดการนำเข้าทั้งผักเมืองหนาวและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องที่มีการนำเข้ามาในประเทศที่มีปริมาณและมูลค่าเพิ่มขึ้นทุกปี เช่นในปี 2533 มีปริมาณการนำเข้า 2,775 ตัน มูลค่า 194 ล้านบาท เพิ่มขึ้นเป็นปริมาณ 57,579 ตัน มูลค่า 1,644 ล้านบาทในปี 2542
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับงานภูมิทัศน์
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินนอกจากจะสามารถใช้ผลิตพืชสวนประดับเพื่อจำหน่ายเชิงธุรกิจดังกล่าวแล้ว ยังสามารถใช้ในงานภูมิทัศน์เพื่อดูแลรักษาพืชสวนประดับอาคารที่ทำการในเชิงธุรกิจได้เป็อย่างดีด้วย ตัวอย่างของประเทศที่ประสบความสำเร็จในธุรกิจด้านนี้เช่นแอฟริกาใต้และเนเธอร์แลนด์ สำหรับในเอเซียก็มีหลายประเทศที่กำลังดำเนินการอยู่ เช่น สิงคโปร์และมาเลเซีย
นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในงานภูมิทัศน์ ในลักษณะพืชสวนประดับร้านอาหาร ภัตตาคาร สถานออกกำลังกาย เช่นสระว่ายน้ำ
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับโครงการอวกาศ
นับแต่ประวัติศาสตร์ที่มนุษย์สามารถเดินทางไปสูดวงจันทรได้สำเร็จเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 เป็นต้นมาทำให้นักวิทยาศาสตร์เกิดความกระตือรือร้นที่จะเดินทางไปสู่ดวงดาวอื่น ๆ กันมากขึ้น เทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเดินทางในอวกาศได้มีการพัฒนาก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์ การเดินทางในอวกาศที่ยาวนานของมนุษย์จะประสบความสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อมี อาหารเพียงพอที่จะช่วยให้ชีวิตดำรงอยู่ได้ ดังนั้นจึงต้องมีการตระเตรียมการผลิตรองรับไว้เป็นอย่างดี
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินไม่เพียงก่อให้เกิดประโยชน์กับชีวิตและความเป็นอยู่ในปัจจุบันเท่านั้นแต่ยังจะก่อให้เกิดประโยชน์กับการพัฒนาคุณภาพชีวิตในอนาคตอย่างมากด้วย ดังที่อดีตประธานาธิบดีโรนัลด์ เรแกน แห่งสหรัฐอเมริกาได้กล่าวไว้ว่า "การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน (Hydroponics) จะเป็นเทคโนโลยีดีเด่นที่ใช้ในการผลิตอาหารในอนาคต
ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ร่วมกันศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์จากการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินโดยการปลูกแบบระบบไฮโดรโพนิกส์เพื่อใช้ในโครงการอวกาศให้แก่องค์การนาซ่า (National Aeronautic and Space Administration , NASA) ภายใต้โครงการชื่อ Controlled Ecological Life Support System (CELSS) เพื่อค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับการผลิตอาหารสำหรับนักบินในโครงการอวกาศ โดยงานวิจัย นี้ดำเนินการทั้งที่ศูนย์ขององค์การนาซ่าและมหาวิทยาลัยต่าง ๆ เช่นมหาวิทยาลัยเพอร์ดูและสถาบันวิจัยสิ่งแวดล้อมของมหาวิทยาลัยอริโซนา
การศึกษานี้มีหน่วยงานหรือองค์กรที่สำคัญให้การสนับสนุนและร่วมในการวิจัยหลายหน่วยงานรวมทั้งดิสนีย์ เวิร์ลด์ (Disney World) ด้วยเพื่อผลิตพืชที่ใช้เป็นอาหาร จำแนกออกเป็นสองโครงการย่อยคืออาหารที่ต้องใช้บริโภคระหว่างการเดินทางและอาหารที่ต้องใช้บริโภคเมื่ออยู่บนดวงดาวที่เดินทางไปถึง
โครงการผลิตพืชที่น่าสนใจคือโครงการผลิต "เครื่องจักรผลิตผักสลัด (Salad Machine)" เพื่อผลิตสลัดจากผักต่าง ๆ เช่น ผักสลัด แครอท แรดิช มะเขือเทศ แตง พริก ในพื้นที่ขนาดเพียง 2.8 ตารางเมตรด้วย เทคนิคและวิธีการง่าย ๆ ที่สามารถปลูกได้ทุกโอกาส และยังมีโครงการปลูกพืชในพื้นที่ที่ใหญ่ขึ้นมาเป็น 16 ตารางเมตร เพื่อปลูกพืชผักและธัญพืชอื่น ๆ เช่น ข้าวสาลี สลัด มันฝรั่ง ถั่วเหลืองเพื่อให้สามารถปลูกพืชได้หลายชนิดหมุนเวียนกัน
- การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับความหลากหลายของอาชีพ
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินนอกจากจะสามารถใช้ประโยชน์ในการประกอบอาชีพ การศึกษา ทดลองทาง วิทยาศาสตร์ การสร้างสรรค์นันทนาการในครอบครัว การสร้างเสริมความงามทางภูมิทัศน์ ฯลฯ แล้วยังสามารถ สร้างความหลากหลายในการประกอบอาชีพของผู้ด้อยโอกาสทางร่างกาย เช่น ทหารผ่านศึก ที่ได้รับความพิการจากการสู้รบหรือผู้ที่พิการโดยกำเนิดด้วย
ความแตกต่างระหว่างการปลูกพืชบนดินกับการปลูกโดยไม่ใช้ดิน
โดยปกติแล้วการที่พืชจะเจริญเติบโตได้ดีนั่นต้องอาศัยปัจจัยต่าง ๆ ที่เหมาะสมหลายอย่าง เช่น สภาพภูมิอากาศ (แสงแดด อุณหภูมิ) น้ำ ธาตุอาหารพืชที่มาจากดิน น้ำและอากาศ (ออกซิเจน ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์) ทั้งทางรากส่วนเหนือดินและส่วนใต้ติน การที่พืชจะนำธาตุอาหารไปใช้ได้นั้นจะเกี่ยวข้องกับความเป็นกรด - ด่าง (ph) ของดิน
การปลูกพืชบนดินโดยทั่วไปถึงแม้ดินจะมีธาตุอาหารอันเป็นปัจจัยที่พืชต้องการ แต่ก็มักมีข้อเสียคือดินจะไม่มีความอุดมสมบูรณ์ตามที่พืชต้องการ ดินจะมีคุณสมบัติที่ไม่แน่นอนแตกต่างกันไปตามสภาพพื้นที่ เช่น โครงสร้างของดิน ปริมาณธาตุอาหารหรือความอุดมสมบูรณ์ ระดับ pH ไม่เหมาะสม ทำให้ยุ่งยากต่อการปรับปรุงคุณภาพและเสียค่าใช้จ่ายสูง ปัญหาเหล่านี้ทำให้ได้ผลผลิตที่ไม่แน่นอน ส่วนการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินนั้น พืชจะได้รับสารละลายที่มีธาตุอาหาร เรียกว่า "สารละลายธาตุอาหารพืช" ที่ประกอบด้วยธาตุอาหารที่จำเป็นต่อพืชที่อยู่ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ทันที เพราะมีการปรับค่า EC (Electrical Conductivity) และ pH ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมต่อการเจริญเติมโตของพืชอยู่ตลอดเวลา
อันที่จริงแล้วจะไม่มีความแตกต่างทางสรีรวิทยาของรากพืชที่จะนำธาตุอาหารไปใช้ประโยชน์ไม่ว่า จะเป็นการปลูกบนดินตามธรรมชาติ หรือการปลูกไม่ใช้ดิน
สำหรับการปลูกพืชบนดินธรรมชาติ "สารอาหารในดิน (Soil solution)" ที่เป็นอาหารพืชที่อยู่ในน้ำในดิน หรือ "ธาตุอหารในสารละลายและที่ดูดซับกับ คอลลอยด์ดิน (Soil colloid)" นั้นจะมาจากวัตถุที่เน่าเปื่อยผุพังย่อยสลายที่มาจากวัสดุที่เป็นทั้ง อินทรีสาร (Organic) เช่นปุ๋ยคอก ปุ๋ยพืชสด ปุ๋ยหมัก ย่อยสลายเป็นฮิวมัส และ อนินทรียสาร (Inorganic) เช่นปุ๋ยเคมีหรือสารเคมีที่เป็นประโยชน์ต่อพืชในขณะที่การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินนั้นพืชจะได้รับ "สารละลายธาตุอาหาร" ที่มาจากการละลายของปุ๋ยเคมีหรือสารเคมีในน้ำที่ให้ธาตุอาหาร (ส่วนใหญ่เป็นอนินทรีสาร ยกเว้นเพียงยูเรียที่เป็นอินทรียสาร) เรียกว่า "สารละลายธาตุอาหารพืช" เพียงอย่างเดียว ทั้งสารอาหารในดินที่ได้จากการเน่าเปื่อยผุพังตามธรรมชาติ ในกรณีของการปลูกพืชบนดินและสารละลายธาตุอาหารจากการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินจะสัมผัสกับรากพืชซึ่งพืชจะดูดเอาไปใช้ในการเจริญเติบโตต่อไป
เนื่องจากปุ๋ยเคมีที่มาจากวัสดุที่เป็นอนินทรียสารที่ใช้ปลูกพืชบนดินตามธรรมชาติก็คืปุ๋ยเคมีที่พืชต้องการชนิดเดียวกับปุ๋ยที่ใช้ในการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินนั่นเอง ดังนั้นจึงไม่มีแตกต่าง

ค่า EC ต่อ ผลผลิตพืช

ค่า EC สูงหรือ ต่ำ อย่างไร มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช จะไปในทิศทางใด และให้ผลผลิตที่สูงต่ำกว่ากันอย่างไร ต้องศึกษาค่ะ
โดยทั่วไปในระบบ Hydroponics ความเข้มข้นของสารละลาย จะวัดเป็นค่า EC ( Electrical Conductivity ) หน่วยเป็น mS/cm ซึ่งค่าจะอยู่ในช่วง 1 - 4 mS/cm การตอบสนองของผลผลิต ต่อค่า EC คือ เมื่อค่า EC ต่ำ ผลผลิตก็จะต่ำ และเมื่อเพิ่มค่า EC ถึงระดับหนึ่ง จะได้ค่าผลผลิตสูงสุด และเมื่อเพิ่มค่า EC ต่อไป ผลผลิตจะไม่เพิ่ม หลังจากนั้น ถ้าเพิ่มค่า EC ต่อไปอีก ผลผลิตจะลดลง ค่า EC ในที่นี้คือ ค่า EC บริเวณรากพืช ซึ่งอาจแตกต่างจาก ค่า EC ของสารละลายที่เตรียม
เมื่อค่า EC ต่ำ ( < 1.0 mS/cm ) จะทำให้ผลผลิตที่ได้ อ่อนนุ่ม ซึ่งจะดีในการปลูกผักสลัด แต่ในมะเขือเทศ และพืชผักชนิดอื่นที่เก็บผลสด คุณภาพของผลจะไม่ดี เนื่องจากผลอ่อนนุ่มเกินไป และรสชาติจะไม่ดีด้วย และอายุหลังเก็บเกี่ยวทั้งผัก และทั้งไม้ดอก ไม้ประดับจะสั้น และเมื่อเพิ่มค่า EC ให้สูงขึ้น มีผลให้พืชมีความแข็งแรงมากขึ้น มีการเจริญเติบโตเร็วขึ้น เพิ่มน้ำหนักใบ ผลและดอก ทำให้คุณภาพผลผลิตดีขึ้น เช่น มะเขือเทศ จะมีปริมาณน้ำตาลเพิ่มขึ้น ปริมาณธาตุอาหาร และกรดในผลเพิ่มขึ้น อายุหลังเก็บเกี่ยวนานขึ้น แต่อย่างไรก็ตาม การควบคุมให้ค่า EC สูง จะยากกว่า การปลูกใน EC ต่ำ เนื่องจากในมะเขือเทศ อาจเกิดอาการผลเน่าที่ปลาย ( Blossom – end rot ) ส่วนผักสลัด อาจเกิดอาการยอดไหม้ ( Tip burn )

ที่มา : รศ.ดร. อิทธิสุนทร นันทกิจ