การปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ (2)

 การปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ (2)

ขอบคุณข้อมูลจาก:ฝ่ายเทคโนโลยีชีวภาพ
สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย

เทคนิคการปลูกพืชไร้ดิน

        การปลูกพืชไร้ดิน หมายถึง การผลิตพืชโดยทำการปลูกในสารละลายธาตุอาหารพืช (nutrient solution) หรือในวัสดุปลูกที่เหมาะสม สามารถจำแนกได้เป็น 2 แบบใหญ่ๆ ดังนี้

      1. เทคนิคการปลูกพืชในสารละลาย (Solution Culture หรือ Water Culture)เป็นการปลูกพืชโดยปล่อยรากพืชเจริญเติบโตในสารละลายธาตุอาหารพืช โดยไม่มีวัสดุปลูกใดๆ รองรับรากพืช แบ่งออกได้หลายวิธี ดังนี้

1.1 Liquid Culture
         เป็นเทคนิคการปลูกพืชไร้ดินดั้งเดิม โดยศาสตราจารย์เกอริค เป็นคนแรกที่ใช้เทคนิคนี้ มีหลักการว่ารากพืชจะต้องแช่อยู่ในสารละลายธาตุอาหารพืช แต่ส่วนต่อระหว่างรากหรือโคน จะถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุที่ไม่เป็นอันตรายต่อพืช และยกไว้เหนือระดับน้ำ มีทั้งแบบที่ใช้น้ำลึก (Deep Water Culture) ซึ่งมีระดับน้ำสูงประมาณ 8 ถึง 20 เซนติเมตร และแบบน้ำตื้น (Semi-Deep Water Culture) ซึ่งมีระดับน้ำสูงประมาณ 5 ถึง 10 เซนติเมตร มีการให้อากาศโดยการพ่นเป็นฟอง ที่แทรกอยู่ในสารละลายโดยใช้เครื่องสูบลม ซึ่งสารละลายธาตุอาหารพืชจะหมุนเวียนอยู่ภายในภาชนะปลูกโดยการเคลื่อนไหวของฟองอากาศ (non-circulating system) อีกแบบหนึ่ง สารละลายธาตุอาหารพืชมีการไหลหมุนเวียนออกไปนอกภาชนะปลูก ลงสู่ถังสารละลายธาตุอาหารพืชและถูกสูบให้ไหลกลับสู่ภาชนะปลูกใหม่ (circulating system) การที่สารละลายธาตุอาหารพืชไหลเวียนอย่างเหมาะสม จะช่วยเพิ่มอากาศหรือก๊าซออกซิเจนลงในสารละลายธาตุอาหารพืชรวมทั้งสะดวกต่อการปรับความเข้มข้นของสารละลายธาตุอาหารพืช ให้เหมาะสมต่อพืชที่ปลูกอีกด้วย

รูปที่ 1 การปลูกด้วยเทคนิค Liquid Culture (คลิกที่ภาพเพื่อขยาย)

1.2 Aeroponics
        เป็นการปลูกพืชโดยมีการให้สารละลายธาตุอาหารพืช ในรูปของการพ่นเป็นหมอกหรือละอองไปยังรากพืช ที่ถูกแขวนอยู่ในอากาศในที่มืด ความบ่อยครั้งและความยาวนานของการฉีดแต่ละครั้ง อาจแตกต่างกันไปตามชนิดพืชและสภาพบรรยากาศที่ห่อหุ้มรากพืช เช่น อาจมีการฉีดสารละลายธาตุอาหารพืช 3 นาที และหยุด 1-2 นาที โดยการตั้งเวลา เพื่อให้ภายในห้องมืดคงความชุ่มชื้น 95-100% RH การปลูกพืชเทคนิคนี้มักใช้ศึกษาเกี่ยวกับสรีรวิทยาของพืช ข้อดีของระบบนี้คือ รากแพร่กระจายได้ดีเพราะไม่มีสิ่งกีดขวางและได้รับอากาศเต็มที่

รูปที่ 2 การปลูกพืชให้รากลอยอยู่ในอากาศ (คลิกที่ภาพเพื่อขยาย)

1.3 Nutrient Film Technique (NFT)

        เป็นเทคนิคการปลูกพืชที่พัฒนาโดย นายคูเปอร์ บางทีเรียก Trough Culture, Trench Culture,Gully Culture หรือ Channel Culture ซึ่งเป็น Water Culture อีกเทคนิคหนึ่งที่ได้รับความสนใจมาก มีหลักการว่ารากพืชจะแช่อยู่ในลำรางโลหะที่มีพลาสติกปูพื้นและใช้วัสดุห่อหุ้มต้นหรือปลูกในลำรางที่มี polyurethane foam รองรับรากพืชที่ปรับความลาดเทไว้ประมาณ 2 เปอร์เซ็นต์ การให้สารละลายธาตุอาหารพืชจะต้องใช้เครื่องสูบน้ำดูดจากถังเก็บสารละลายธาตุอาหารพืช แล้วปล่อยให้ไหลเป็นแผ่นบางๆ ผ่านรากพืชด้วยอัตราความเร็ว 2 ลิตรต่อนาที รากจะได้รับออกซิเจนอย่างเพียงพอ ด้านปลายลำรางจะมีรางน้ำรองรับสารละลายธาตุอาหารพืชที่ใช้แล้ว ไปรวมที่ถังเพื่อดูดกลับไปใช้ใหม่ การปลูกพืชเทคนิคนี้ต่อมาได้รับการพัฒนาให้มีวัสดุรองรับรากพืช เพื่อช่วยลดปัญหาการที่รากมีการเจริญแล้วจับตัวเป็นแผ่นหนาแน่น ทำให้เกิดการกีดขวางลำราง สารละลายธาตุอาหารพืชไหลผ่านไม่สะดวกเป็นผลให้เกิดการชะงักการเจริญเติบโตของพืช ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาแท่งปลูก เช่น ร็อกวูล (rockwool) และมีการนำมาใช้ในการปลูกผักเป็นเชิงพาณิชย์ในหลายประเทศ

รูปที่ 3 การปลูกด้วยเทคนิค Nutrient Film Technique (NFT) (คลิกที่ภาพเพื่อขยาย)

การให้สารละลายแก่พืชแบ่งออกเป็น 2 วิธี คือ

       1. ระบบที่นำสารละลายธาตุอาหารพืชที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ (closed system หรือ recirculating system) เป็นวิธีการที่ให้สารละลายผ่านรากพืชแล้วระบายลงสู่ถังหรือภาชนะที่บรรจุแล้วมีการหมุนเวียน(เช่น ปั๊ม) เอาสารละลายธาตุอาหารนี้กลับขึ้นมาให้แก่พืชใช้ใหม่อีกอย่างต่อเนื่อง วิธีนี้เป็นวิธีที่ปฏิบัติกันโดยทั่วไป

1.1 แบบสารละลายธาตุอาหารพืชหมุนเวียนแบบไม่เติมอากาศ เป็นระบบสารละลายหมุนเวียนถ่ายเท ไม่ต้องให้ออกซิเจนหรือไม่ต้องใช้อุปกรณ์เครื่องปั๊มอากาศ

1.2 แบบสารละลายธาตุอาหารพืชหมุนเวียนแบบเติมอากาศ หรือเรียกกันทั่วไปว่า การเลี้ยงปลาตู้ เพราะมีการใช้ปั๊มลมช่วยในการให้ออกซิเจน วิธีนี้เป็นวิธีหนึ่งที่นิยมปลูกในบ้านเรา โดยการปลูกพืชที่เพาะเมล็ดในฟองน้ำ

รูปที่ 4 ระบบที่นำสารละลายธาตุอาหารพืชที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ (closed system หรือ recirculation
system) (ภาพบนเป็นหลักการปลูก ภาพล่างเป็นการปลูกจริง) (คลิกที่ภาพเพื่อขยาย)

        2. ระบบที่ไม่นำสารละลายธาตุอาหารพืชที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ (open system หรือ nonrecirculating system) เป็นวิธีการที่ให้สารละลายผ่านรากพืชแล้วไม่นำกลับมาใช้อีก พืชจะได้รับสารอาหารที่เตรียมขึ้นใหม่เสมอ โดยการใช้ปั๊มทำให้สารละลายมีการไหลเวียนเกิดขึ้น ข้อดีของการปลูกแบบนี้คือ นอกจากจะเป็นการเพิ่มออกซิเจนแก่รากพืชโดยตรงแล้วยังช่วยให้สารละลายเกิดการเคลื่อนไหวอันเป็นการช่วยไม่ให้ธาตุต่างๆ เกิดการตกตะกอน ทำให้ต้นพืชได้รับอาหารอย่างเต็มที่วิธีการปลูกแบบนี้เป็นวิธีที่ใช้ได้ผลในการผลิตเชิงการค้าทั่วไป

2. เทคนิคการปลูกพืชในวัสดุปลูก (Substrate Culture หรือ Aggregate Culture หรือ Aggregate Hydroponics) เป็นการใช้วัสดุปลูกต่างๆ ที่เป็นของแข็งสำหรับให้รากยึดและค้ำจุนต้นพืช วัดสุปลูกที่ใช้ควรจะสะอาดปราศจากโรคและแมลง ไม่เป็นพิษภัยต่อการเจริญเติบโตของพืชและหาได้ง่ายในท้องถิ่นนั้น ในบ้านเราวัสดุที่หาง่าย เช่น ทราย กรวด ขี้เลื่อย แกลบ และขุยมะพร้าว เป็นต้น การใช้อาจนำเอาหลายๆ อย่าง มาผสมกันตามอัตราส่วนที่เหมาะสม การให้สารละลายธาตุอาหารพืชแก่พืชมีหลายวิธี เช่น ดูดซึม แช่และระบาย (soak and drainหรือ ebb and flow) ระบบน้ำหยด (drip irrigation) เป็นต้น นอกจากนี้ ยังนิยมใช้ปุ๋ยเม็ดด้วย เพราะสะดวกในการใช้ การใช้ระบบน้ำหยดในการให้น้ำและสารละลายธาตุอาหารพืช ได้รับความนิยมมากสำหรับการปลูกพืชโดยใช้วัสดุปลูกประเภทขี้เลื่อยและทราย การปลูกพืชแบบใช้วัสดุปลูกอาจทำเป็นกระบะหรือแปลงปลูก หรือปลูกในถุงแบบต่างๆ เช่น ถุงพลาสติกดำหรือใสก็ได้การปลูกพืชด้วยเทคนิคนี้สารละลายธาตุอาหารพืชที่เหลือจากการให้กับต้นพืชแล้วจะถูกระบายทิ้งไป แต่ถ้ามีการยกระดับกระบะวัดสุปลูกให้สูงพอสมควร ก็จะสามารถรองรับสารละลายธาตุอาหารพืชที่เหลือทิ้งไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้

        หลักสำคัญในการพิจารณาเลือกใช้วัสดุปลูกคือจะต้องให้เหมาะสมกับสภาวะต่างๆ ตามที่พืชต้องการ เช่น มีการระบายอากาศที่ดี อุ้มน้ำได้พอเหมาะ เป็นต้น และโดยเนื้อวัสดุปลูกที่นำมาอาจมีหรือไม่มีสารอาหาร แต่เนื่องด้วยธาตุอาหารต่างๆ ที่มีอยู่ยังไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงยังเป็นสิ่งจำเป็นต้องให้อาหารที่มีอย่างครบถ้วน

          สำหรับข้อควรระมัดระวังของแบบการปลูกด้วยวัสดุ ซึ่งผู้ปลูกควรต้องดูแลไม่ปล่อยให้วัสดุปลูกแห้งจนไม่มีความชื้นอยู่ เพราะถ้าแห้งถึงในระดับหนึ่งรากก็อาจจะไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพที่ดีดังเดิมได้อันจะเป็นการก่อให้เกิดความเสียหายต่อแปลงเพาะปลูกนั้นได้ นอกจากนี้ยังมีปัญหาสำคัญอีกประการหนึ่งในการจะเก็บเศษรากพืชที่เหลือออกจากวัสดุปลูกให้หมดไปเมื่อต้องการเริ่มปลูกพืชครั้งใหม่

ความแตกต่างของการให้สารละลาย แบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะคือ

1. การให้สารละลายท่วมภาชนะปลูก ภายหลังจากการย้ายต้นกล้ามาลงปลูกใหม่ในภาชนะปลูก

ถาวรที่มีวัสดุปลูกตามที่ได้จัดเตรียมไว้ โดยภาชนะนี้มีท่อสำหรับให้สารละลายไหลเข้าไปในภาชนะท่วม วัสดุปลูกไม่ต่ำกว่าวันละ 2 ครั้ง คือในช่วงเช้าและเย็น และสำหรับในระหว่างฤดูร้อนอาจต้องเพิ่มจำนวนขึ้นวันละ 3-4 ครั้ง ในครั้งหนึ่งๆ จะปล่อยให้สารละลายแช่ขังอยู่ ½ ถึง 1 ชั่วโมง จากนั้นจึงปล่อยให้สารละลายไหลเข้าไปท่วมยังวัสดุปลูกและระบบกลับออกมาได้นั้นสามารถทำได้ 2 วิธีคือ การให้สารละลายท่วมภาชนะปลูกโดยใช้แรงโน้มถ่วง และการให้สารละลายท่วมภาชนะปลูกโดยใช้ระบบควบคุมเวลา

2. การให้สารละลายแบบน้ำหยด ลักษณะการทำงาน จะต้องมีถังสำหรับการเตรียมผสมธาตุอาหาร ถังนี้จะตั้งอยู่ในระดับความสูงเหนือภาชนะปลูกเล็กน้อยและต่อท่อในระดับต่ำกว่าลงมาโดยวางเป็นแนวยาว ที่ท่อจะเจาะรูเป็นระยะๆ สำหรับให้สารละลายไหลลงมาตามธรรมชาติเพื่อใช้จ่ายหรือหยดลงรากพืชแต่ละต้นได้อย่างต่อเนื่อง จากนั้นสารละลายจะซึมผ่านวัสดุปลูกลงมาทีละน้อยมายังรางปลูกและได้ไหล

ลงมารวมกันอยู่ในถังเก็บ การทำงานจะต่อเนื่องในลักษณะนี้ โดยเมื่อสารละลายจากถังบนได้ลดลงจนถึงระดับหนึ่งเพียงพอให้สวิตช์ลูกลอยไปควบคุมให้ปั๊มน้ำในถังเก็บสะสมที่อยู่อันล่างทำงาน และจะผลักดันให้สารละลายผ่านท่อส่งกลับคืนไปยังถังบน ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก

รูปที่ 6 ระบบการปลูกพืชไร้ดินแบบประยุกต์แบบต่างๆ



 อ่านต่อ การปลูกผักไฮโดรโปนิกส์ (1)