ฐานการเรียนรู้ เรื่อง ภูมิปัญญาท้องถิ่น

ปลูกพืชไร้ดิน

ใบความรู้

เรื่อง ภูมิปัญญาท้องถิ่นปลูกพืชไร้ดินได้

ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของการปลูกพืชไร้ดิน

ปัจจัยทางด้านพันธุกรรม

ยีน (gene) เป็นตัวกำหนดลักษณะการเจริญเติบโตของพืช ไม่ว่าจะเป็นส่วนของราก ล้าต้น กิ่ง ก้าน ใบ ตลอดจนดอกและผล การสะสมมวลชีวภาพได้มากน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับพันธุกรรมของพืชเอง พันธุ์พืชที่จะใช้กับการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์โดยเฉพาะยังไม่มีหรือมีน้อยมาก

ปัจจัยทางด้านสิ่งแวดล้อม

แสง ตามธรรมชาติพืชจะใช้แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน เพื่อทำให้เกิดกระบวนการสังเคราะห์แสงที่ใบ หรือส่วนที่มีสีเขียว โดยมีคลอโรฟิลล์ ซึ่งเป็นรงควัตถุสีเขียวชนิดหนึ่งที่มีหน้าที่เป็นตัวรับแสงเพื่อเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ เป็นกลูโคส และก๊าซออกซิเจน พืชที่ปลูกในบ้านหรือเรือนทดลอง อาจใช้แสงสว่างจากไฟฟ้าทดแทนแสงอาทิตย์ได้แต่ก็เป็นการสิ้นเปลืองและไม่สมบูรณ์ เมื่อเปรียบเทียบกับแสงธรรมชาติ

อากาศ พืชจำเป็นต้องใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มีอยู่ประมาณ 0.033 เปอร์เซ็นต์ ในบรรยากาศในการผลิตกลูโคส ซึ่งเป็นสารอินทรีย์เริ่มต้น เหตุการณ์ที่พืชจะขาดคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นไปได้ยาก เนื่องจากมีแหล่งคาร์บอนไดออกไซด์อย่างเหลือเฟือ เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงจากโรงงานและรถยนต์ ตลอดจนการผลิตไฟฟ้า เป็นต้น ส่วนก๊าซออกซิเจน พืชต้องการเพื่อใช้ในกระบวนการหายใจ เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งถูกเก็บไว้ในรูปพลังงานเคมี ในรูปของน้ำตาลกลูโคสและสามารถให้เป็นพลังงานเพื่อใช้ในการขับเคลื่อนกระบวนการเมตาโบลิซึม ต่างๆ การหายใจของส่วนเหนือดินของพืชมักไม่มีปัญหา เพราะในบรรยากาศมีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบอยู่ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ สำหรับรากพืชมักจะขาดออกซิเจน การให้ออกซิเจนแก่รากพืชจะให้ในรูปของฟองอากาศที่แทรกอยู่ในสารละลายธาตุอาหารพืช ซึ่งให้โดยใช้การใช้ระบบน้ำหมุนเวียน

น้ำ คุณภาพน้ำเป็นเรื่องสำคัญมากเรื่องหนึ่ง การปลูกพืชเพียงเล็กน้อยเพื่อการทดลองจะไม่มีปัญหาแต่การปลูกเป็นการค้า จะต้องพิจารณาเรื่องของน้ำก่อนอื่น หากใช้น้ำคุณภาพไม่ดีทั้งองค์ประกอบทางเคมีและความสะอาด จะก่อให้เกิดความล้มเหลว

วัสดุปลูกผักแบบไฮโดรโปนิกส์

วัสดุปลูก

วัสดุปลูก หมายถึง วัตถุ (material) ต่างๆ ที่เลือกสรรมา เพื่อใช้ปลูกพืชและทำให้ต้นพืชเจริญเติบโตได้เป็นปกติ วัสดุดังกล่าวอาจเป็นชนิดเดียวกันหรือหลายชนิดผสมกัน ชนิดของวัสดุปลูกอาจเป็นอินทรีย์วัตถุก็ได้ โดยทั่วไปวัสดุปลูกจะมีบทบาทต่อการเจริญเติบโตและการให้ผลผลิตพืช 4 ประการ ได้แก่

ก. ค้ำจุนส่วนของพืชที่อยู่เหนือวัสดุปลูกให้ตั้งตรงอยู่ได้

ข. เก็บสำรองธาตุอาหารพืช

ค. กักเก็บน้ำเพื่อเป็นประโยชน์ต่อพืช

ง. แลกเปลี่ยนอากาศระหว่างรากพืชกับบรรยากาศเหนือวัสดุปลูก

การปลูกพืชไร้ดินด้วยเทคนิควัสดุปลูก วัสดุปลูกพืชนับว่ามีความสำคัญยิ่ง วัสดุปลูกอาจจะเป็นวัสดุอนินทรีย์ เช่น ทราย กรวด หินภูเขาไฟ เปอร์ไลท์ เวอร์มิคิวไลท์ และร็อกวูล เป็นต้น หรือวัสดุอินทรีย์ เช่น ขี้เลื่อย ขุยมะพร้าว เปลือกไม้และแกลบ เป็นต้น วัสดุปลูกควรมีอนุภาคสม่ำเสมอ ราคาถูก ปราศจากพิษ และศัตรูพืช และเป็นวัสดุที่หาง่ายในท้องถิ่นนั้น ในญี่ปุ่นส่วนใหญ่จะใช้แกลบเป็นวัสดุปลูก แต่แกลบจะมีรูพรุนมากจึง ไม่ดูดซับน้ำ ควรเก็บไว้ระยะหนึ่ง หรือผสมกับวัสดุอื่นที่กักเก็บน้ำได้ เช่น ขุยมะพร้าว ความสามารถในการอุ้มน้ำของวัสดุปลูกได้

1. วัสดุปลูกที่เป็นอนินทรีย์สาร เช่น

- วัสดุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ทราย ก้อนกรวด หินภูเขาไฟ หินซีลท์

- วัสดุที่ผ่านขบวนการโดยใช้ความร้อน ทำให้วัสดุเหล่านี้ มีคุณสมบัติเปลี่ยนไปจากเดิม

2. วัสดุปลูกที่เป็นอินทรีย์สาร เช่น วัสดุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ฟางข้าว ขุยและเส้นใยมะพร้าว แกลบและขี้เถ้า เปลือกถั่ว พีท หรือวัสดุเหลือใช้จากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น ชานอ้อย กากตะกอนจากโรงงานน้ำตาล วัสดุเหลือใช้จากโรงงานกระดาษ

3. วัสดุสังเคราะห์ เช่น เม็ดโฟม แผ่นฟองน้ำ และเส้นใยพลาสติกลักษณะของวัสดุปลูกที่ดี ภาพรวมในการเลือกใช้วัสดุปลูกให้คำนึงถึง คือ ต้องสะอาด และทำความสะอาดง่าย มีความแข็งแรง มีคุณสมบัติทางกายภาพที่ดี เช่น ไม่ทรุดตัวง่าย ถ่ายเทน้ำและอากาศได้ดีมีคุณสมบัติที่เหมาะสมทางเคมี เช่น ระดับของความเป็นกรดด่าง ไม่มีสารทำลายรากพืช เป็นวัสดุที่สามารถเพาะเมล็ดได้ทุกขนาดและทุกประเภท ควรเป็นวัสดุที่มีราคาถูกที่สามารถหาได้ในท้องถิ่น และไม่ก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม

2.5 สารละลายธาตุอาหารพืช

ธาตุอาหารที่พืชต้องการในการเจริญเติบโตและให้ผลผลิต มีทั้งหมด 16 ธาตุ ซึ่ง 3 ธาตุ คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ได้จากน้ำและอากาศ และอีก 13 ธาตุ ได้จากการดูดกินผ่านทางราก ทั้ง 13 ธาตุแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ตามปริมาณที่พืชต้องการ คือ ธาตุอาหารที่พืชต้องการเป็นปริมาณมากและธาตุอาหารที่พืชต้องการเป็นปริมาณน้อย

ธาตุอาหารที่พืชต้องการเป็นปริมาณมาก (macronutrient elements)

ไนโตรเจน พืชสามารถดูดกินไนโตรเจนได้ทั้งในรูปของแอมโมเนียมไอออน และไนเตรทไอออน ซึ่งไนโตรเจนส่วนใหญ่ในสารละลายธาตุอาหารพืชจะอยู่ในรูปไนเตรทไอออนเพราะถ้ามีแอมโมเนียมไอออนมากจะเป็นอันตรายต่อพืชได้ สารเคมีที่ให้ไนเตรทไอออน คือ แคลเซียมไอออน และโปแตสเซียมไนเตรท นอกจากนี้ ยังอาจได้จากกรดดินประสิว ที่ใช้ในการปรับความเป็นกรดด่างของสารละลายธาตุอาหารพืช ฟอสฟอรัส ในการปลูกพืชไร้ดิน พืชต้องการธาตุฟอสฟอรัสไม่มากเท่ากับไนโตรเจน และโปแตสเซียม ประกอบกับไม่มีปัญหาในเรื่องความไม่เป็นประโยชน์ของฟอสฟอรัสเหมือนในดิน พืชจึงได้รับฟอสฟอรัสอย่างเพียงพอ

โปแตสเซียม รูปของโปแตสเซียมที่พืชดูดกินได้ คือ potassium ion โปแตสเซียมที่มีมากเกินพอ จะไปรบกวนการดูดกินแคลเซียมและแมกนีเซียม สารเคมีที่ให้โปแตสเซียม คือ potassuimnitrate และ potassium phosphate

แคลเซียม รูปของแคลเซียมที่พืชดูดกินได้คือ calcium ion ที่ดีที่สุด คือ calcium nitrate เนื่องจากละลายง่าย ราคาไม่แพงและยังให้ธาตุไนโตรเจนด้วย แคลเซียมที่มีมากในสารละลายธาตุอาหารพืช จะไปรบกวนการดูดกินโปแตสเซียมและแมกนีเซียม ในน้ำตามธรรมชาติจะมีแคลเซียมอยู่ปริมาณหนึ่ง การเตรียมสารละลายธาตุอาหารพืชจึงควรคิดแคลเซียมในน้ำด้วยจะได้ไม่เกิดปัญหาในการมีแคลเซียมมากเกินไป

ธาตุอาหารที่พืชต้องการเป็นปริมาณน้อย

โบรอน การแสดงอาการขาดธาตุโบรอนของพืชพบเห็นได้ยากเนื่องจากพืชต้องการในปริมาณน้อย ซึ่งในน้ำธรรมชาติก็มีโบรอนอยู่ด้วย นอกจากนี้ยังมี สังกะสี ทองแดง เหล็ก แมงกานีส โมลิบดินัม คลอรีน อีกด้วย

การควบคุมความเป็นกรดด่าง (pH) และค่าการนำไฟฟ้า (EC) ของสารละลายธาตุอาหารพืช

การรักษาหรือควบคุมความเป็นกรดด่าง และค่าการนำไฟฟ้าในสารละลายอาหารนี้ เพื่อให้พืชสามารถดูดใช้ปุ๋ยหรือสารอาหารพืชได้ดี และเพื่อให้ปริมาณสารอาหารแก่พืชตามที่ต้องการ

1. การรักษาหรือควบคุม pH

เนื่องจากค่าความเป็นกรดด่างในสารละลายจะเป็นค่าที่บอกให้ทราบถึงความสามารถของรากที่จะ ดูดธาตุอาหารต่างๆ ที่อยู่ในสารละลายธาตุอาหารพืชได้ ปกติแล้วควรรักษาค่าความเป็นกรดด่างที่ 5.8-7.0 เพราะเป็นค่าหรือช่วงที่ธาตุอาหารพืชต่างๆ สามารถคงรูปในสารละลายที่พืชนำไปใช้ได้ดี

2. การควบคุมค่าการนำไฟฟ้า (Electrical Conductivity)

เนื่องจากปุ๋ยที่ละลายในน้าที่ค่าของอิออน ที่สามารถให้กระแสไฟฟ้าที่มีหน่วยเป็นโมท์ แต่ค่าของการนำกระแสไฟฟ้านี้ ค่อนข้างน้อยมาก อันเป็นค่าที่ได้จากการวัดการนำกระแสไฟฟ้าจากพื้นที่หนึ่งคิวบิกเซนติเมตรของสารอาหาร การวัดค่าการนำไฟฟ้าจะทำให้เราทราบเพียงค่ารวมของการนำไฟฟ้าของสารละลายธาตุอาหารพืช (คือน้ำกับปุ๋ยที่เป็นธาตุอาหารพืชทั้งหมดในถังที่ใส่สารอาหารทั้งหมด) เท่านั้น แต่ไม่ทราบค่าของสัดส่วนของธาตุอาหารใดธาตุอาหารหนึ่งที่อยู่ในถัง ที่อาจเปลี่ยนไปตามเวลาเนื่องจากพืชนำไปใช้หรือตกตะกอน

วิธีการปลูกผักไฮโดรโปนิกส์

การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน จะมีการจัดการอยู่ 2 ส่วน ได้แก่ ในส่วนของพืช และส่วนของสารละลายธาตุอาหาร การจัดการพืช ความสำเร็จของ การผลิตอยู่ที่ความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของต้นกล้า เพราะจะทำให้พืชสามารถเจริญเติบโตและตั้งตัวได้เร็ว วิธีการเพาะกล้ามีอยู่ด้วยกันหลายวิธี เช่น การเพาะกล้าในถ้วยเพาะแบบสำเร็จรูป โดยใช้ เพอร์ไลท์ และ เวอร์มิคูไลท์ เป็นวัสดุที่ใช้เพาะ, การเพาะกล้าในแผ่นฟองน้ำ ส่วนมากจะนิยมปลูกในรูปของแผ่นโฟม และ การเพาะกล้าในวัสดุปลูก ซึ่งใช้วัสดุที่ได้จากทั้งในและต่างประเทศ เช่น เวอร์มิคูไลท์ หินฟอสเฟต เพอร์ไลท์ ขุยมะพร้าว แกลบ ขี้เถ้าแกลบ หินกรวด ทราย เป็นต้น ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับระบบที่ใช้ปลูก การ

จัดการด้านสารละลาย

ในสารละลายธาตุอาหารที่ใช้ปลูกพืชจำเป็นต้องมีการควบคุมค่า pH และ EC ของสารละลายเพื่อให้พืชสามารถดูดปุ๋ยหรือสารละลายธาตุอาหารได้ดี ตลอดจนต้องมีการควบคุมอุณหภูมิและออกซิเจนในสารละลาย ธาตุอาหาร

การรักษาหรือควบคุมค่า pH ของสารละลายธาตุอาหารพืช

ค่า pH หมายถึง ค่าความเป็นกรดเป็นด่างของสารละลายธาตุอาหารพืช สาเหตุที่ต้องมีการควบคุม pH เพื่อให้พืชสามารถดูดใช้ปุ๋ยหรือสารอาหารได้ดี เพราะค่าความเป็นกรดเป็นด่างในสารละลายจะเป็นค่าที่บอกให้ทราบถึงความสามารถของปุ๋ยที่จะอยู่ในรูปที่พืชสามารถดูดธาตุอาหารต่างๆ ที่มีอยู่ในสารละลายธาตุอาหารพืชได้ ถ้าค่า pH สูงหรือต่ำเกินไป อาจทำให้เกิดการตกตะกอน เครื่องมือที่ใช้วัดค่าความเป็นกรดเป็นด่าง คือ pH meter ก่อนใช้ควรปรับเครื่องมือให้มีความเที่ยงตรงก่อน โดยใช้น้ำยามาตรฐานหรือที่เรียกว่า “สารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐาน” (Buffer Solution)

การควบคุมค่า EC ของสารละลายธาตุอาหารพืช

ชนิดของพืช ระยะการเติบโต ความเข้มของแสง และขนาดของถังที่บรรจุสารอาหารพืช สภาพภูมิอากาศก็มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่า EC เนื่องจาก โดยทั่วไปเมื่อพืชยังเล็กจะมีความต้องการ EC ที่ต่ำ และจะเพิ่มมากขึ้นเมื่อพืชมีความเจริญเติบโตที่มากขึ้น และพืชแต่ละชนิดมีความต้องการค่า EC แตกต่างกัน