ในการเพาะปลูกพืช มีมาอย่างยาวนาน และดินคือองค์ประกอบหลักที่สำคัญในการปลูกพืชอย่างหนึ่งก์คือดิน แต่ทั้งนี้ดินนั้นก็คือปัญหาสำคัญของการปลูกพืชอีกด้วย เนื่องจากดินที่ใช้สำหรับการปลูกพืชนั้นเมื่อระยะเวลานานเข้ามีการสะสมโรคและแมลง อีกทั้งเมื่อปลูกไปสักระยะดินก็เริ่มมีการอัดตัวแน่นจนต้องมีการเปลี่ยนถ่ายดินอยู่เสมอ เกิดความยุ่งยาก จึงได้เริ่มมองหาเทคนิควิธีอื่นๆ จึงเกิดการออกแบบและคิดค้น เทคนิควิธีต่างๆในการเพาะปลูกโดยปราศจากดิน
โดยประเภทการปลูกผักในรูปแบบต่างๆโดยปราศจากดิน เราแบ่งได้เป็น 3 ประเภทตามลักษณะการปลูก แบ่งได้ดังนี้
- ประเภทการปลูกในน้ำ (Water culture) หมายถึงลักษณะของการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน ที่รากพืชจะต้องสัมผัสหรือแช่อยู่ในน้ำสารละลายธาตุอาหาร (nutrient solution) โดยตรงและตลอดเวลา โดยแบ่งได้เป็นหลายเทคนิคได้แก่ เทคนิคน้ำไหลบาง (NFT), เทคนิคการปลูกพืชในน้ำลึกไหลล้น (DFT), เทคนิคการปลูกพืชในน้ําลึก (DRFT), เทคนิคการปลูกพืชในน้ำนิ่ง แบบต้องเติมอากาศ (DWT)
- ประเภทการปลูกในวัสดุปลูก (Substrate culture)
- ประเภทการปลูกในอากาศ (Aeroponics) เป็นระบบที่ทำให้รากพืชอิ่มตัวอย่างต่อเนื่องด้วยการพ่นสารละลายที่มีธาตุอาหารพืชเป็นระยะๆ ระบบนี้รากพืชไม่ได้จุ่มอยู่ในน้ำ แต่จะมีความชื้นอิ่มตัวอยู่ตลอดเวลา โดยการปลูกประเภทนี้รากจะลอยอยู่ในอากาศในระบบปิดที่กันแสง และใช้ระบบควบคุมการฉีดพ่นธาตุอาหารแบบอัตโนมัติ วิธีนี้ทำให้ใช้น้ำน้อยมาก โดยรูปแบบการปลูกพืชให้รากลอยอยู่ในอากาศนี้ จะนิยมสำหรับพืชหัวที่ไม่สามารถแช่อยู่ในน้ำหรืออยู่ในดินที่จะเสี่ยงต่อโรคที่เกิดทางดิน เมื่อมีระยะการปลูกนานเกิน 2 เดือน
เรามาทำความรู้จักเทคนิควิธีต่างๆ ตามประเภทการปลูกกันเลย
1. ประเภทการปลูกในน้ำ (Water culture)
– เทคนิคน้ำไหลบาง NFT (Nutrient Film Technique) หลักการของเทคนิคนี้ คือ การปลูกโดยรากจะแช่อยู่ในสารละลายโดยตรง การปล่อยให้น้ำผสมธาตุอาหารพืชไหลไปในรางปลูกโดยที่ สารละลายธาตุอาหารจะไหลเป็นแผ่นฟิล์มบางๆ (หนาประมาณ 2-3 มิลิเมตร) ในรางปลูกพืชกว้าง ตั้งแต่ 5-35 ซม. สูงประมาณ 5 – 10 ซม. ความกว้างราง ขึ้นอยู่กับชนิดพืชที่ปลูก ความยาวของราง ตั้งแต่ 5 – 20 เมตร การไหลของสารละลายอาจเป็นแบบต่อเนื่องหรือแบบสลับก็ได้โดยทั่วไปสารละลายจะไหลแบบต่อเนื่อง การทำเช่นนี้ช่วยให้ราก และน้ำมีการสัมผัสกับอากาศ เพื่อเพิ่มออกซิเจนในสารละลายธาตุอาหารให้มากขึ้น การปลูกแบบนี้จึงช่วยลดปัญหาการขาดอากาศของรากพืชได้ดี
ข้อดี คือ ใช้น้ำน้อยกว่าระบบอื่น
ข้อจำกัด คือ ราคาเริ่มต้นสูง และหากไฟฟ้าขัดข้องเป็นระยะเวลานาน จะทำให้ต้นไม้ตายพร้อมกันทั้งราง
– เทคนิคการปลูกพืชในน้ำลึกไหลล้น DFT (Deep Flow Technique) เทคนิคการปลูกโดยให้รากพืชแช่อยู่ในภาชนะบรรจุสารละลายธาตุอาหารพืชโดยที่ระดับสารละลายในภาชนะปลูกจะลึกประมาณ 15 – 20 ซม. ซี่งระบบ DFT นี้มี 2 แบบ คือ มีการหมุนเวียนสารละลายธาตุอาหาร และแบบเติมอากาศ ทั่วไปจะใช้ท่อ PVC มาปลูกผัก โดยใช้หลักการเดียวกับ ระบบNFT โดยที่มีน้ำไหลผ่านท่อ ความหนาของน้ำจะสูงกว่าระบบNFT จะเป็นระบบที่นิยมใช้กันมากในไทยเนื่องจากมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำ
ข้อดี คือ วัสดุหาได้ง่าย ต้นทุนการผลิตต่ำ เมื่อไฟฟ้าดับจะไม่มีปัญหาเรื่องการขาดน้ำเนื่องจากรากจะแช่อยู่ในน้ำที่มีปริมาณมาก มีการพักระบบปั๊มน้ำ หรือระบบเติมอากาศในช่วงกลางคืนได้
ข้อจำกัด คือ ต้องคอยปรับระดับน้ำให้เหมาะสมกับอายุพืช โครงสร้างของโต๊ะปลูกที่แข็งแรงเนื่องจากต้องรับน้ำหนักของน้ำในกระบะปลูก ระบบปลูกที่ต้องใช้ปริมาณน้ำและปุ๋ยค่อนข้างมาก การระบายอากาศจากด้านล่างของแปลงปลูกระบบ DFT ไม่สามารถทำได้ เนื่องจากจะถูกบังด้วยแผ่นโฟม หรือพลาสติก
– เทคนิคการปลูกพืชในน้ํากึ่งลึก DRFT (Dynamic Root Floating Technique) เป็นระบบที่มีการทำงานเช่นเดียวกับระบบ NFT แต่ระดับน้ำที่ไหลผ่านรากพืชนั้นจะมีความลึกมากกว่า โดยระดับน้ำที่ไหลผ่านรากนั้นจะมีความลึกอยู่ที่ประมาณ 1 – 10 ซม. ระบบนี้ได้แก้ไขข้อจำกัดของระบบ NFT ตรงที่เมื่อไฟฟ้าขัดข้องจนไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ปั๊มน้ำได้จะยังคงมีน้ำที่ใช้ปลูกพืชเหลือค้างบางส่วนในรางปลูกทำให้พืชรากพืชไม่ขาดน้ำในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ระบบ DRFT นี้ผู้ปลูกจะต้องมีการปรับลดระดับน้ำในรางปลูกเช่นเดียวกับระบบ DFT ด้วยเพื่อเป็นการเพิ่มปริมาณอากาศที่รากพืชเมื่อพืชมีอายุปลูกมากขึ้น และส่วนมากนิยมปลูกกันในถาดโฟม เหมาะสำหรับปลูกผักไทย
ข้อดี คือ สร้างระบบง่าย ดูแลรักษาง่าย ทำความสะอาดง่าย และประยุกต์ใช้วัสดุที่มีอยู่ในพื้นที่มาทำชุดปลูกได้ อายุการใช้งานของระบบขึ้นกับวัสดุที่ทำมาใช้ทำระบบ ใช้น้ำและปุ๋ยน้อยกว่าระบบ DFT
ข้อจำกัด คือ ผู้ปลูกต้องมีความรู้ ความเข้าใจในการปรับลดระดับน้ำในรางปลูกให้เหมาะสมกับอายุพืช และมักมีปัญหาเรื่องความร้อนสะสม
– เทคนิคการปลูกพืชในน้ำนิ่งแบบต้องเติมอากาศ DWT (Deep Water Technique) เป็นการปลูกพืชในภาชนะที่บรรจุน้ำที่มีความลึกตั้งแต่ 15 ซม. (สําหรับผักกินใบ) ขึ้นไป ขึ้นอยู่กับขนาดของต้นพืชและรากที่ปลูก รากพืชต้องแช่ตลอดเวลาอยู่ในน้ำสารละลายที่ไม่มีการหมุนเวียน วิธีการปลูกแบบนี้จึงต้องมีการเติมอากาศให้กับน้ำตลอดเวลาโดยใช้ปั๊มลม
– ระบบอะควอโพนิกส์ (Aqua Ponics) เป็นระบบการปลูกแบบรากแช่ในสารละลาย แบบเดียวกับระบบการปลูกทั้ง 3 แบบที่กล่าวมาข้างต้น แต่จะแตกต่างออกไปตรงที่นำที่นำมาใช้หมุนเวียนในการปลูกพืชเป็นน้ำที่ได้มาจากการเลี้ยงสัตว์น้ำ เช่นปลา, กุ้ง ฯลฯ และมีการเพิ่มระบบกรองชีวภาพที่จะใช้แบคทีเรียในการย่อยสลายเศษอาหารที่ใช้เลี้ยงสัตว์น้ำรวมถึงมูลของสัตว์น้ำ ผ่านกระบวนการย่อยสลายด้วยแบคทีเรียเปลี่ยนแอมโมเนีย ให้เป็นไนโตรเจน ซึ่งเป็นธาตุอาหารพืช
2.ประเภทการปลูกพืชในวัสดุปลูก (Substrate culture) เป็นวิธีการปลูกพืชโดยใช้วัสดุปลูกชนิดต่างๆ ทั้งที่เป็นอินทรีย์และอนินทรีย์ต่างๆ ได้แก่ ทราย ฟองน้ำ ใยหิน ขี้เถ้าแกลบ กรวด ขี้เลื่อย ขุยมะพร้าว ฯลฯ ในการเลือกใช้วัสดุ ควรเลือกวัสดุที่มีความเป็นกลาง ไม่มีธาตุอาหาร มีความโปร่ง คงตัว และเหมาะกับความเจริญเติบโตของราก มีการให้สารอาหารพืช ตามที่พืชต้องการ ลงในวัสดุปลูกโดยตรง วัสดุปลูกที่นิยมใช้ในการปลูกในประเทศไทยคือ ทรายผสมกับขุยมะพร้าวและแกลบ ในอัตราส่วนต่างๆกัน เหมาะสำหรับปลูกพืชที่มีอายุยาวเพื่อรับประทานผล เช่น มะเขือเทศ พริกหวาน หรือไม้ประดับ คุณสมบัติของวัสดุปลูกจะแตกต่างกันทางด้านของเทคนิคการให้น้ำและสารละลายธาตุอาหาพืช
3.ประเภทการปลูกในอากาศ หรือการปลูกพืชระบบรากแขวน (Aeroponics Culture) เป็นการปลูกโดยให้รากพืชลอยอยู่ในอากาศ แล้วจ่ายธาตุอาหารให้แก่พืชโดยวิธีฉีดพ่นสารละลายเป็นละอองฝอยไปยังรากพืชโดยตรง เป็นไปอย่างต่อเนื่อง หรือพ่นเป็นระยะๆ โดยใช้ระบบตั้งเวลาทำการควบคุม พืชจะได้รับออกซิเจนอย่างเพียงพอและต่อเนื่อง ทำให้รากพืชสามารถเจริญเติบโตและแตกแขนงได้อย่างรวดเร็ว แต่หากเกิดกระแสไฟฟ้าขัดข้อง รากพืชจะไม่ขาดออกซิเจน แต่จะขาดน้ำและอาหาร และจะทำให้พืชเหี่ยวภายใน 2-3 ชั่วโมง
ข้อจำกัด ในการปลูกด้วยระบบรากแขวนในอากาศ คือ หัวพ่นมีโอกาสอุดตันได้ง่ายเนื่องจากรูที่สารละลายไหลผ่านมีขนาดเล็ก พืชไม่สามารถทรงตัวอยู่ได้เอง เนื่องจากรากไม่มีเครื่องยึดเกาะ และจำเป็นต้องสร้างกล่องปลูกหรือกระโจมให้มีขนาดเหมาะสมกับขนาดของพืช เพื่อรองรับปริมาณราก ซึ่งแตกแขนงอย่างรวดเร็ว ต้นทุนในการก่อสร้างจึงสูง ทำให้การปลูกพืชระบบนี้ส่วนใหญ่มัก เป็นการปลูกเพื่องานวิจัย ปลูกเป็นงานอดิเรก หรือปลูกพืชเพื่อการขยายต้นพันธุ์ ส่วนการผลิตพืชในเชิงพาณิชย์จะไม่นิยมใช้