++kasetloongkim.com++

กำลังปรับปรุงครับ

ไฮโดรโปรนิคส์ พืชไร้ดิน กับข้อคิดที่ไม่ธรรมดา

จากความเพียรพยายามของมนุษย์ผู้สรรหาศาสตร์แห่งธรรมชาติ นำมาสร้างสรรค์เป็นนวัตกรรมใหม่ๆเกิดขึ้นอย่างมากมาย ทั้งทำลายสมดุลแห่งธรรมชาติก่อให้เกิดมลภาวะ รากฐานแห่งภัยพิบัติต่างๆ แต่ก็มีอีกไม่น้อยที่ช่วยเสริมสร้างความสุขให้สรรพสัตว์และไม่ก่อให้เกิดภาวะแห่งการทำลาย


การปลูกพืชไร้ดิน (ไฮโดรโปรนิคส์) เป็นแนวทางเลือกในการเพาะพืชพันธุ์ธัญญาหารไว้เพื่อประโยชน์ของมนุษย์และสัตว์กินพืชทั้งหลาย ที่ถูกจับตาและค้นหาว่าการเพาะปลูกพืชไร้ดินซึ่งต้องอาศัยปุ๋ยเคมีหรือธาตุอาหารเป็นการทำลายระบบสมดุลของธรรมชาติ และสร้างความไม่ปลอดภัยต่อร่างกายของผู้บริโภคจริงหรือ นักศึกษา นักวิชาการ ผู้มีสายตาไม่กว้างไกลมองมิติของความรู้ความเข้าใจที่ตนมีในทัศนะเห็นด้วยและไม่เห็นด้วยต่างก็ยืนยันข้อพิสูจน์ของตนเองว่าถูกต้อง จนบัดนี้ยังหาข้อยุติไม่ได้


ในอดีตกาลที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้กล่าวถึงการสูญพันธุ์ของสัตว์โบราณ เช่น ไดโนเสาร์ ไดโรซอร์ส ช้างพันธุ์แมมมอสและอีกนานาชนิดว่า สัตว์เหล่านั้นต้องสูญพันธุ์ด้วยเหตุระเบิดอย่างรุนแรงจากการพุ่งชนของอุกกาบาตมหึมา ก่อให้เกิดความร้อนและลาวาฟุ้งกระจาย สัตว์ล้านปีทั้งหลายทนสภาพการเปลี่ยนแปลงนั้นไม่ได้และต้องตายสูญพันธุ์ในที่สุด ความคิดและสมมติฐานนี้เป็นที่ยอมรับทั่วโลก แต่ข้อเท็จจริงที่น่าคิด คือ สมมติฐานที่มีเหตุผลหลายประการรองรับนั้นถูกต้องจริงหรือ เสมือนครั้งหนึ่งชาวโลกเชื่อว่าโลกแบน แต่คนบ้าอีกคนหนึ่งออกมาคัดค้านว่าโลกกลม เขาผู้นั้นต้องถูกบีบจนตายเพียงเพื่อให้ตอบใหม่ว่าโลกแบนเฉกเช่นเดียวกัน บัดนี้ มีคนมาบอกว่าสาเหตุการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์มิใช่เพียงการพุ่งชนของอุกกาบาตเท่านั้น แต่สภาพความเป็นจริงของสัตว์โลก คือ วิวัฒนาการที่ไม่ถูกทาง


สิ่งมีชีวิตทั้งปวงที่อุบัติขึ้นในโลกสีน้ำเงินใบนี้ ไม่มีจุดมุ่งหมายปลายทางที่จะมีสิ่งเกี่ยวข้องที่เชื่อมโยงชีวิตต่อชีวิต คือ อยู่รอดและการดำรงเผ่าพันธุ์ให้อยู่รอดท่ามกลางกระแสความเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมที่ดำรงอยู่ ดังนั้นทุกชีวิตจากสัตว์หรือพืชเพียงเซลล์เดียว จึงมีการวิวัฒนาการรูปลักษณ์ สรีระให้เหมาะสมสอดคล้องกับธรรมชาติแวดล้อม ด้วยความไม่รู้ว่าอนาคตจะเป็นอย่างใด พืช สัตว์ หลายชนิด ต้องล้มหายตายจากเพราะผลของการวิวัฒนาการที่ไม่ถูกทาง หรือไม่สอดคล้องกับความเปลี่ยนแปลงของโลก แต่หลากหลายชนิดก็สามารถพัฒนาตนเองจนดำรงเผ่าพันธุ์แพร่หลายมากมายตามลำดับ


ไดโนเสาร์เป็นหนึ่งในการวิวัฒนาการของสัตว์ที่ดำเนินการไปผิดทาง ไดโนเสาร์เชื่อว่า การวิวัฒนาการสร้างสรรค์ให้ร่างกายแข็งแรงใหญ่โต จะเป็นความสำเร็จของชีวิตที่สามารถต่อสู้ศัตรู อุปสรรค และดำรงเผ่าพันธุ์อย่างยั่งยืน แต่ความใหญ่โตที่ต้องการอาหารจำนวนมากตลอดจนการปรับอุณหภูมิให้เหมาะสมกับสภาพสิ่งแวดล้อมในทุกสถานการณ์ ทำร้ายให้ตนเองต้องสูญพันธุ์เพราะขาดอาหาร เมื่อมีอุกกาบาตพุ่งเข้าชนโลก พืช สัตว์ ทั้งหลายในโลกต่างได้รับผลนั้นเหมือนกัน แต่หลายชีวิตหลายเผ่าพันธุ์ยังอยู่ได้ เพราะร่างกายที่ไม่ใหญ่โตเกินไป

ในปัจจุบันเรายังพบเห็นปลาวาฬหลังค่อมอีกไม่กี่ตัว แม้กระทั้งช้างไนแถบแอฟริกา อินเดีย หรือแม้แต่ประเทศไทย ก็กำลังก้าวไปยังจุดจบด้วยการวิวัฒนาการของตนเองที่ไม่ถูกทาง อาหารและอายุที่ยาวนานจะเป็นข้อจำกัดให้สัตว์ใหญ่ต้องทำลายเส้นทางวิวัฒนาการของตนเอง

ถ้าเปรียบเทียบกับแมลงเล็กจะเห็นได้ชัดเจนว่าชีวิตเหล่านี้ จะมีวิวัฒนาการแห่งการดำรงเผ่าพันธุ์ได้ดีกว่า ชาวสวนฉีดยาฆ่าแมลง แมลงส่วนหนึ่งตายด้วยยา แต่อีกส่วนหนึ่งได้รับยาฆ่าแมลงเพียงเล็กน้อยไม่ตาย มันจะสร้างภูมิคุ้มกันเหมือนได้รับวัคซีนแม้กระทั่งไข่ของแมลง เมื่อฟักเป็นตัวก็จะสร้างภูมิคุ้มกันยาฆ่าแมลงชนิดนั้นๆ ชาวสวนนำยาฉีดอีกมันจะไม่ตาย ต้องเพิ่มความเข้มข้นขึ้นตามลำดับ วงจรชีวิตของแมลงสั้นมันจึงวิวัฒนาการตนเองได้อย่างต่อเนื่องรวดเร็วและดำรงเผ่าพันธุ์ได้อย่างดี

มนุษย์ ก็คือสัตว์อีกเผ่าพันธุ์หนึ่ง ซึ่งมีการวิวัฒนาการให้อยู่รอดและดำรงเผ่าพันธุ์มาด้วยระยะเวลาไม่น้อย ถามว่ามนุษย์กำลังวิวัฒนาการตนเองไปถูกทางหรือผิดทาง จะดำรงเผ่าพันธุ์ต่อได้หรือไม่ หรือต้องสิ้นเผ่าพันธุ์เฉกเช่นไดโนเสาร์ มนุษย์คงไม่ตายด้วยไร้อาหารแต่มนุษย์อาจจะใช้สมองของตนเองสร้างสิ่งชั่วร้ายทำลายสมดุลแห่งธรรมชาติ ทำลายสิ่งแวดล้อม สร้างพลังงาน สร้างคลื่นแสง คลื่นเสียง คลื่นแม่เหล็ก คลื่นวิทยุ รังสีต่างๆ จนเกินปริมาณและควบคุมไม่ได้ ไว้เพื่อทำร้ายมนุษย์เอง ซึ่งอาจเป็นวันสูญพันธุ์ของสัตว์ที่เรียกว่ามนุษย์ก็อาจเป็นได้ ย้อนกลับมาที่วิทยาการสร้างสรรค์ผลงานด้านอาหารให้มนุษย์ชาติที่ถูกพัฒนาขึ้น ด้วยการเพาะปลูกแบบไร้ดิน หรือ ไฮโดรโปรนิคส์ บ้างว่ามีสิ่งใดเสียหาย ทำลายล้าง หรือสร้างกระบวนการวิวัฒนาการที่ไม่เหมาะสมบ้างหรือไม่

สิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า พืช เกือบทั้งหมดเจริญเติบโตขยายเผ่าพันธุ์และดำรงเผ่าพันธุ์ด้วยองค์ประกอบ คือ แสงแดด น้ำ และธาตุอาหาร จากเมล็ดพันธุ์ สปอร์ และการเจริญเติบโตของพืชต้องอาศัยเครื่องยึดเกาะให้ลำต้นสามารถชูช่อแตกกิ่ง ก้าน ใบ ดอก ผล ซึ่งส่วนใหญ่ใช่แผ่นดินและสิ่งยึดเกาะต่างๆ สำหรับไม้เลื้อย ดิน อันประกอบด้วย หิน ทรายที่ผุกร่อน จึงมีค่าเพียงเพื่อให้รากพืชยึดเกาะมิให้ลำต้นโค่น ล้ม เอน เท่านั้นเอง

ดังนั้น ถ้าเราไม่ใช้ดินเป็นเครื่องยึดเกาะลำต้น ใช้วัสดุอื่นแทน แต่ยังคงให้พืชได้รับแสงแดด ได้รับน้ำและธาตุอาหาร พืชก็คงเจริญเติบโตได้เช่นกันและนั่นคือที่มาของพืชไร้ดิน

พืชไร้ดิน คือ พืชทั่วๆไป เติบโตจากเมล็ดหรือต้นพันธุ์ธรรมชาติ ไม่มีการตัดต่อพันธุกรรม (GMO) หรือเปลี่ยนแปลงธรรมชาติของพืช ให้ส่งผลต่อการวิวัฒนาการแต่อย่างใด เพียงให้โอกาสในการเกาะยึดลำต้นจากดินเป็นวัสดุอื่นเท่านั้นเอง แต่ก่อประโยชน์ให้กับผู้คน ซึ่งไม่มีพื้นดินอยู่ในเรือ ในทะเล บนตึกสูง หรือพ้นที่ดินเค็ม ดินเปรี้ยวไม่อาจปลูกพืชได้ และบางส่วนที่ต้องการความสะดวกสบายในการปลูก ดูแล รักษา ไม่ต้องพบปัญหากำจัดวัชพืช การขุดดิน พรวนดิน ที่ต้องอาศัยแรงงานมาก บางท่านอาจใช้เพื่อประโยชน์ด้านความสุข ลักษณะสวนไม้ประดับเป็นงานอดิเรก เป็นต้น

เมื่อปราศจากดินแล้ว อาหารอันโอชะของพืชมาจากไหน ธาตุอาหารสำคัญที่อยู่ในดินจะทดแทนได้อย่างไร ซึ่งผู้ศึกษาค้นคว้าวิจัยได้เพียรพยายามดำเนินการมาหลายปี

นักวิทยาศาสตร์ พบว่าธรรมชาติแห่งดินย่อมมีจุลินทรีย์ ฮิวมัส แร่ธาตุอันเป็นอาหารของพืชมากมายหลายชนิดเหลือคณานับ การจัดธาตุอาหารให้พืชเพียงจำกัด ประมาณ 20 ชนิด อาจเป็นผลให้พืชเจริญเติบโตไม่สมบูรณ์ หรือมีคุณค่าทางโภชนาการไม่ครบถ้วนและอาจมีสารเคมี ซึ่งเป็นธาตุอาหารตกค้างก่อให้เกิดอันตรายกับร่างกายของผู้บริโภคได้

แต่ฝ่ายสร้างสรรค์พืชไร้ดิน ตอบว่า น้ำ อากาศ แสงแดด เป็นปัจจัยสำคัญที่สร้างสรรค์ธาตุอาหารนานาชนิดให้พืชเป็นอันดับแรก ยกตัวอย่างกล้วยไม้แวนด้า ไม่ต้องเกาะเกี่ยวกับต้นไม้ใดๆ เพียงแต่แขวนไว้กลางแจ้งให้มีแสงแดด มีอากาศและรดน้ำทุกวันเท่านั้น แวนด้าก็เจริญเติบโตได้ ออกดอกสีสันสวยงาม แต่ดอกและต้นอาจไม่สมบูรณ์เนื่องจากขาดธาตุอาหารบางอย่าง จึงต้องผสมปุ๋ยรดรากด้วย คำตอบนี้เพียงต้องการแสดงให้รู้ว่าในน้ำในอากาศ มีธาตุอาหารของต้นไม้อยู่มากมายและเมื่อสรรหาสิ่งที่ต้องการ ประเภทธาตุอาหารที่เหมาะสมและพืชต้องการจริงๆแล้วก็ย่อมเพียงพอ อีกทั้งส่วนที่ดีก็คือ ธาตุที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพร่างกายและปนเปื้อนอยู่ในดินอีกมหาศาลก็จะไม่มีโอกาสถูกดูดซึมเข้าไปในลำต้น ทำให้ผู้บริโภคเดือนร้อนอีกด้วย โดยเฉพาะยาฆ่าแมลงซึ่งมีสารตกค้างอยู่ในดินมากมาย และฝ่ายนี้ก็สรุปว่า พืชไร้ดิน มีคุณค่าทางโภชนาการที่น่าพอใจ จากการสังเคราะห์แสง ปรับเปลี่ยนธาตุอาหาร อากาศ และน้ำไปเป็นแป้ง น้ำตาล กลูโคส เส้นใยเซลลูโลส กรดอมิโน และเกลือแร่ วิตามินต่างๆ ไม่มีผลต่างจากเผ่าพันธุ์ต้นตระกูลของเมล็ดพันธุ์เลย นอกจากนี้ยังมีความกรอบอร่อยด้วยความสมบูรณ์ของลำต้น ผล ใบ ดอก เสียอีก

การกำเนิดและพัฒนาการปลูกพืชไร้ดิน
พืชไร้ดินเกิดขึ้นครั้งแรกในมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ในปี ค.ศ.2479 โดย ดร.เกอริก ได้ทดสอบการปลูกมะเขือเทศในน้ำผสมธาตุอาหารตามสูตรที่ค้นพบ ต้นมะเขือเทศสามารถเจริญเติบโตได้อย่างดี ออกดอกติดผลเหมือนกับการปลูกตามปกติบนพื้นดินทุกประการและตั้งแต่นั้นมาก็มีการศึกษาค้นคว้าหาสูตรธาตุอาหารที่มาผสมกับน้ำให้เหมาะสมกับพืชชนิดต่างๆ และได้ผลผลิตมากขึ้น จากการศึกษาพบว่าการปลูกพืชไร้ดินเหมาะกับพืชผักและผลไม้ขนาดเล็กๆ เท่านั้น ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ทหารอเมริกันที่ตั้งค่ายพักอยู่ตามเกาะต่างๆ ได้ใช้วิธีการนี้ปลูกผักรับประทานเอง ในปัจจุบันมีการพัฒนาพืชไร้ดินมากขึ้นเป็นลำดับ จนกระทั่งถึงขั้นผลิตเพื่อธุรกิจค้าขายภายในประเทศและส่งออก เช่น อิสราเอล ญี่ปุ่น อินเดีย สหรัฐอเมริกา และประเทศแถบยุโรป เป็นต้น

พืชไร้ดินในประเทศไทย
เมื่อปี พ.ศ.2520 สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จพระราชดำเนินไปทอดพระเนตรการศึกษาประเทศต่างๆ รวมทั้งการพัฒนาด้านการเกษตรในประเทศอิสราเอล ทรงพบว่ามีการทดลองวิจัยเกี่ยวกับการปลูกพืชไร้ดินอยู่มาก และในปีต่อมา พ.ศ.2526 พระองค์ท่าได้เสด็จเยือนประเทศญี่ปุ่น ทรงทอดพระเนตรการปลูกพืชแบบไฮโดรโปรนิคส์ หรือพืชไร้ดิน เพื่อเป็นการค้า ครั้นเสด็จกลับทรงมีรับสั่งถามว่าในประเทศไทยมีสถาบันไหนทดลอง ค้นคว้าเรื่องนี้บ้างหรือไม่ และในปี พ.ศ.2530 ซึ่งเป็นปีแห่งการเฉลิมฉลองในวโรกาสที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงมีพระชนมายุ ครบ 5 รอบ องค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ ได้ถวายโครงการวิจัยร่วมเฉลิมฉลองในวาระดังกล่าว สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงเลือกโครงการวิจัย การปลูกพืชไร้ดิน โดยให้เป็นการนำวัสดุเหลือใช้จากการเกษตรในท้องถิ่นมาดำเนินการโดยผ่านมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ในปี พ.ศ.2530 สมัยรัฐบาลพลเอกเปรม ติณสูลานนท์ มีนโยบายส่งเสริมการท่องเที่ยว โดยตั้งเป็นปีแห่งการท่องเที่ยวของไทยขึ้นเป็นครั้งแรก มีนักท่องเที่ยวต่างชาติให้ความสนใจเข้ามาเที่ยวประเทศไทยอย่างมากมาย และอาหารซึ่งเป็นปัจจัยผลิตสำคัญ ส่งผลให้เกิดความต้องการพืชผักสลัด เช่น มะเขือเทศสดเป็นความต้องการของโรงแรมต่างๆอย่างมากและมีราคาสูงขึ้น แนวคิดในการพัฒนาระบบการปลูกพืชไร้ดิน จึงถูกพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ มีการปลูกพืชผักสลัด แตงกวา และผักที่มีราคาสูงในเทศกาลต่างๆ เช่น ขึ้นฉ่าย ผักชี เป็นต้น

ปี พ.ศ.2536 ได้มีผู้ริเริ่มปลูกพืชไร้ดินเพื่อการค้าอย่างจริงจังขึ้นที่ตำบลนาดี อำเภอกระทุ่มแบน จังหวัดสมุทรสาคร โดยชาวใต้หวันเป็นผู้ให้คำปรึกษาแนะนำ เน้นการปลูกพืชผักราคาแพงและไม่ใช้สารเคมี ผักเหล่านี้จะถูกส่งไปขายยังห้างซูเปอร์มาเก็ตต่างๆ ณ ปัจจุบันนี้ คนไทยให้ความสนใจต่อสุขภาพมากขึ้น กระแสของการปลูกพืชไร้ดินจึงได้รับการตอบรับที่ดีตามลำดับ พืชผักที่นิยมปลูกแบบไฮโดรโปรนิคส์กลับกลายเป็นพืชที่รับประทานประจำวัน เช่น คะน้า กวางตุ้ง ผักบุ้ง ผักกาดขาว ผักกาดหอม เป็นต้น และผักสลัดซึ่งเป็นผักต่างประเทศ เราก็สามารถผลิตได้เองเกือบทั้งหมด ราคาผักต่างประเทศจึงถูกลงอย่างมากมาย อย่างไรก็ตาม ในการปลูกพืชไร้ดินก็มีข้อจำกัดทั้งดีและเสีย ดังนี้

ข้อดีของพืชไร้ดิน
1. สามารถปลูกได้ทุกที่ที่มีสภาพดินไม่เหมาะสม
2. สามารถออกแบบให้ประหยัดเนื้อที่ในการเพาะปลูกได้
3. การดูแลง่ายสามารถสร้างระบบการควบคุม ดูแล รักษา รวมทั้งควบคุมโรคและศัตรูพืชต่างๆ ได้อย่างดี
4. ประหยัดน้ำ และธาตุอาหาร เพราะสามารถควบคุมได้ตามความต้องการ
5. มีผลผลิตสม่ำเสมอ สามารถกำหนดระยะเวลาการปลูกได้ตามต้องการ
6. เป็นพืชผัก ผลผลิตที่ปราศจากยาฆ่าแมลง 100%
7. ผลผลิตมีคุณภาพความสด สะอาด
8. ไม่มีปัญหาเรื่องกำจัดวัชพืช
9. ไม่ต้องไถ พรวน

ข้อเสียของพืชไร้ดิน
1. ผู้ปลูกต้องมีความรู้อย่างแท้จริง
2. เงินลงทุนครั้งแรกค่อนข้างสูง
3. ต้นทุนในการผลิตพืชผักยังราคาแพง เพราะธาตุอาหารสำเร็จรูปทำให้ผลผลิตในการจำหน่ายแพงไปด้วย ตลาดจึงยังไม่กว้างขวาง
4.ระบบปลูกมีข้อจำกัดเกี่ยวกับไฟฟ้าและเทคโนโลยีสูง ผู้ปลุกต้องให้ความสนใจอย่างจริงจัง

คุณค่าและประโยชน์ของ
พืชไร้ดินต่อผู้บริโภค
การบริโภคพืชไร้ดินจะมีแร่ธาตุอาหารต่างๆ ไม่แตกต่างจากพืชที่ปลูกจากดินและยังมีคุณค่าที่ดีกว่า คือ ปลอดสารพิษ การปลูกพืชไร้ดินเป็นการนำสารละลายธาตุอาหารมาละลายให้เหมาะสมต่อความต้องการของพืช เช่นเดียวกับพืชปลูกในดิน แตกต่างกันตรงที่พืชปลูกบนดินจะต้องอาศัยจุลินทรีย์มาเปลี่ยนซากพืชซากสัตว์ ปุ๋ย หรือแร่ธาตุต่างๆ ให้เป็นสารอาหาร ซึ่งบางครั้งหากในดินมีธาตุโลหะหนัก เช่น ดีบุก แคทเมียม ซึ่งเป็นพิษต่อผู้บริโภค จุลินทรีย์เปลี่ยนให้พืชสามารถดูดธาตุโดยวิธีการอิออนเข้าไปได้ แต่ในการปลูกพืชไร้ดิน จะสามารถควบคุมธาตุอาหารที่มีความจำเป็นในการเจริญเติบโตของพืชและไม่เป็นอันตรายต่อผู้บริโภคเท่านั้น จะมีข้อเสียบ้างเล็กน้อยเรื่องไนเตรดซึ่งสามารถแก้ไขได้

ก่อนตัดสินใจลงทุนจัดทำและดำเนินการปลูก ควรศึกษาและทำความเข้าใจเกี่ยวกับระบบการปลูกและธาตุอาหารที่สำคัญของพืชให้ชัดเจน จะช่วยให้การจัดทำไม่เสียหายและประสบผลสำเร็จ ซึ่งการปลูกพืชไร้ดินมีหลายลักษณะ เช่น

1. การปลูกพืชในสารละลาย
การปลูกในสารละลายซึ่งเรียกว่าการปลูกแบบ “ไฮโดรพอนิกส์” เป็นการปลูกพืชโดยไม่ใช้วัสดุปลูก รากของพืชสัมผัสกับสารละลายธาตุอาหารโดยตรง คำว่า Hydroponics มาจากการรวมคำในภาษากรีกสองคำ คือ “Hydro” หมายถึง “น้ำ” และ “Ponos” หมายถึง “งาน” การปลูกพืชไม่ใช้ดินระบบนี้มีหลักสำคัญคือ รากพืชที่ปลูกจะแพร่กระจายอยู่ในสารละลาย ส่วนต้นพืชอยู่เหนือสารละลายธาตุอาหาร โดยมีวัสดุยึดหรือค้ำจุนลำต้นไว้ ระบบนี้แยกการปลูกได้ 2 แบบ คือ

1.1 แบบน้ำไหลเวียนโดยอาจไหลผ่านรางปลูก ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเป็นรูปการค้ามากขึ้น เนื่องจากมีการจัดการที่ไม่ยุ่งยากและสามารถตอบสนองในการเจริญเติบโตของพืชค่อยข้างมาก

1.2 แบบน้ำซึมเข้าสู่ระบบรากพืช มีหลักการว่า รากพืชจะแช่อยู่ในรางตื้น มีสารละลายธาตุอาหารไหลรินอยู่ตลอดเวลา ปรับความลาดเทของรางประมาณร้อยละ 1 การให้สารละลายธาตุอาหารจะใช้ปั๊มดูดสารละลายแล้วปล่อยให้ไหลมาตามความลาดเทป่านระบบรากพืช ระบบนี้รากพืชจะได้รับออกซิเจนอย่างพอเพียงและสารละลายธาตุอาหารจะถูกดูดกลับมาใช้ใหม่โดยไหลผ่านรากพืชในระดับความลึก 2-3 มิลลิเมตร

2. การปลูกโดยพ่นสารละลายใต้โคนรากพืช
เป็นระบบการปลูกพืชโดยพ่นสารละลายธาตุอาหารเป็นหมอกหรือละอองไปยังรากพืชที่แขวนอยู่ในอากาศในห้องมืด ซึ่งปริมาณฉีดพ่นสารละลายธาตุอาหารขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของพืชแต่ละชนิด แต่ต้องควบคุมให้มีความชื้นร้อยละ 100 ระบบนี้เป็นระบบการผลิตที่มีประสิทธิภาพมาก ถ้ามีการควบคุมปัจจัยต่างๆได้อย่างสมบูรณ์และนิยมใช้ในงานทดลองหาปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของรากพืช


3. การปลูกโดยใช้วัสดุปลูก
เป็นการปลูกพืชลงบนวัสดุปลูกชนิดต่างๆแทนดิน พืชได้รับธาตุอาหารทางรากจากการเติมสารละลายธาตุอาหารพืชลงในวัสดุปลูก วัสดุปลูกนอกจากเป็นที่ยึดเกาะของรากสำหรับพยุงลำต้นให้ชูได้แล้ว ควรมีคุณสมบัติเหมาะสมต่อการเจริญเติมโตของพืช เช่น ร่วน โปร่ง ระบายอากาศดี อุ้มน้ำและไม่เป็นพิษต่อพืช วัสดุปลูกที่กล่าวถึงได้แก่

3.1 วัสดุปลูกที่เป็นของแข็งประเภทนินทรียสาร
- วัสดุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ทราย กรวด หินถูเขา เป็นต้น
- วัสดุที่ผ่านกระบวนการโดยใช้ความร้อน เช่น ดินเผา เม็ดดินเผา ใยหิน เพอร์ไลท์ เวอร์มิคูไลท์ เป็นต้น
- ที่เหลือจากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น เศษอิฐจากการทำอิฐมอญ เศษดินเผาจากโรงงาน


3.2 วัสดุปลูกที่เป็นอินทรียสาร
- วัสดุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ฟางข้าว ขุยและใยมะพร้าว แกลบ ถ่านแกลบ เปลือกถั่ว พืช เป็นต้น
- วัสดุที่เหลือจากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น ชานอ้อย กากตะกอนจากโรงงานน้ำตาล เป็นต้น


3.3 วัสดุสังเคราะห์ เช่น เม็ดโฟม แผ่นฟองน้ำ เส้นใยพลาสติก เป็นต้นธาตุอาหารและสารละลาย

ธาตุอาหาร
การปลูกพืชไม่ใช้ดินมีปัจจัยหลักที่สำคัญซึ่งทำให้พืชเจริญเติบโต คือ ธาตุอาหารที่เป็นวัตถุดิบหลักในการให้ต้นพืชเจริญเติบโตในกระบวนการสร้างสารอาหาร โดยกระบวนการสังเคราะห์แสง วัตถุดิบที่ใช้ คือ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เมื่อพืชได้รับแสงบนคลอโรฟีลล์ได้สารคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจน ส่วนของคลอโรฟีลล์ในพืชมีธาตุอื่นๆ เป็นองค์ประกอบ เช่น ธาตุไนโตรเจนและแมกนีเซียม ซึ่งเราสามารถจำแนกธาตุอาหารตามปริมาณความต้องการของต้นพืชในปริมาณที่ต่างกัน ในการใช้ของพืชหากให้ไม่เหมาะสมกันก็จะทำให้พืชเจริญเติบโตไม่เป็นปกติ

นอกจากนี้การให้ธาตุอาหารต้องให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมและความสมดุลของธาตุอาหาร คือ ถ้าให้อย่างหนึ่งมากหรือน้อยพืชก็ไม่สามารถนำไปใช้ในการเจริญเติบโต ถ้าให้ไนโตรเจนน้อย การเจริญเติบโตของพืชเปรียบเสมือนน้ำในถังซึ่งมีการไหลออก ก็หมายถึงต้นพืชไม่เจริญเติบโต จึงจำเป็นต้องเพิ่มไนโตรเจน ถ้าเพิ่มมากไปโพแทสเซียมซึ่งมีอยู่ต่ำการเจริญเติบโตก็ยังไม่เต็มที่จึงจำเป็นต้องเพิ่มขึ้น ดังนั้นการปลูกพืชไม่ใช้ดินจะต้องมีการให้ธาตุอาหารและปัจจัยแวดล้อมให้เหมาะสมและสมดุลกัน พืชก็จะสามารถเจริญเติบโตได้ดีขึ้นซึ่งความจำเป็นของธาตุอาหารต่อต้นพืชมีดังนี้

1. ธาตุคาร์บอน (C)
เมื่อได้รับธาตุคาร์บอนในรูปของแก๊สคาร์บอนได้ออกไซด์ จากบรรยากาศที่เข้มข้น แก๊สคาร์บอนได้ออกไซด์เข้าสู่พืชได้ทางปากใบ เพื่อทำปฏิกิริยาสังเคราะห์ด้วยแสงกับโมเลกุลของน้ำภายในของคลอโรพลาสต์ได้สารคาร์โบไฮเดรต ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานของพืชธาตุคาร์บอน เป็นองค์ประกอบของพืชร้อยละ 40 ดังนั้น จึงเป็นองค์ประกอบหลักในโครงสร้างของพืช มีความจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแต่พืชก็ไม่ขาดแคลน ทั้งนี้เพราะปัจจุบันในบรรยากาศนั้นมีคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นจากการเผาไหม้ของวัสดุ เชื้อเพลิงที่ใช้กับยานพาหนะ โรงงานผลิตกระแสไฟฟ้า และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างมากมาย

2. ธาตุออกซิเจน (O)
ปริมาณของธาตุออกซิเจนในพืชโดยเฉลี่ยมีประมาณร้อยละ 40 พืชได้รับธาตุออกซิเจนที่มีอยู่มากมายในชั้นของบรรยากาศและในรูปของแก๊สออกซิเจนที่ละลายในน้ำ หรืออาจได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงของต้นพืช

พืชมีความต้องการใช้แก๊สออกซิเจนในกระบวนการหายใจ พืชดูดซึมแก๊สออกซิเจนส่วนใหญ่ทางปากใบและบางส่วนทางช่องเลนติเซล ซึ่งจะอยู่ตามผิวของลำต้นและกิ่ง พืชใช้แก๊สออกซิเจนโดยออกซิไดซ์สารพวกน้ำตาลให้มีขนาดโมเลกุลเล็กลง และพลังงานที่ได้นำมาใช้ในเซลล์ของพืชทำให้พืชมีชีวิตและเจริญเติบโตได้เป็นอย่างดี

รากพืชต้องการแก๊สออกซิเจนเพื่อใช้ออกซิไดซ์สารในเซลล์ที่มีชีวิตให้เป็นพลังงานไว้ใช้สำหรับการดูดซึมของธาตุอาหารและการดำเนินกิจกรรมของเซลล์ ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องให้แก๊สออกซิเจนแก่รากพืชที่จุ่มอยู่ในน้ำให้เพียงพอ

3. ธาตุไฮโดรเจน (H)
มีความจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นองค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรต ซึ่งพืชสามารถได้จากน้ำเป็นส่วนใหญ่หรืออาจได้จากชั้นของบรรยากาศ

4. ธาตุไนโตรเจน (N)
ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบของสารอินทรีย์ โดยเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของพืช เช่น คลอโรฟีลล์ กรดอะมิโน และองค์ประกอบของโปรตีน ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการเจริญเติบโตของพืชอย่างมาก ถ้าขาดธาตุไนโตรเจนก็จะทำให้ต้นพืชแคระแกรนใบเล็กเรียวใบร่วง ใบแก่จะมีสีเหลืองซีด แหล่งของไนโตรเจนสามารถได้จากการตรึงไนบรรยากาศหรือจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ซากพืช ซากสัตว์ที่ตายแล้ว ถ้าไนโตรเจนสูงมาก จะทำให้ต้นพืชมีการขยายเซลล์กว้าง ต้นอวบเป็นผลให้เชื้อโรคเข้าทำลายง่ายและพืชจะมีการสร้างใบมาก จนไม่มีการสะสมอาหาร เพื่อให้ผลผลิตประมาณร้อยละ 20 ของธาตุไนโตรเจนในพืชเป็นโครงสร้างโปรตีนที่ต่อกันด้วยโมเลกุลของกรดอะมิโน ได้จากสาระคาร์โบไฮเดรตที่ถูกออกซิไดซ์มาเป็นกรดอินทรีย์ เมื่อทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียมอิออนในเซลล์พืชได้เป็นกรดอะมิโน กรดอะมิโนที่ได้ก็จะถูกลำเลียงส่งไปใช้สังเคราะห์โปรตีนที่ไรโบโซม หากขาดธาตุจะทำให้พืชสะสมแป้งหรือน้ำตาลมากกว่าปกติ ซึ่งจะเป็นสาเหตุของการสร้างสารเซลลูโลสเพิ่มมากขึ้น ในเซลล์ทำให้เนื้อเยื่อพืชแข็งกระด้าง ถ้าเป็นพืชผักจะทำให้เหนียว แข็ง และไม่น่ารับประทานหรือจำหน่ายผลผลิตไม่ได้ราคา

ในทางตรงกันข้าม ถ้าต้นไม้มีปริมาณไนโตรเจนมากเกินไป แต่ต้นพืชสร้างสารคาร์โบไฮเดรตไม่ทันเพราะเกิดการขาดน้ำ หรือมีแสงไม่เพียงพอต้นพืชก็จะใช้ธาตุไนโตรเจนที่ดูดซึมเข้าไปสร้างสารอินทรีย์พวกเอมีด ซึ่งเป็นพวกโมเลกุลขนาดเล็กจำนวนมาก จะทำให้พืชบอบบางอ่อนแก เมื่อถูกลมพักจะล้มหรือหักง่ายและโรคแมลงเข้าทำลายได้ ทำให้เกิดความเสียหายเป็นอย่างมาก
ซึ่งจะเห็นได้ว่า การที่จะเน้นความสำคัญของธาตุอาหารที่ธาตุใดธาตุหนึ่งนั้นไม่ได้เลย พืชจำเป็นต้องมีธาตุไนโตรเจนในสัดส่วนที่พอเหมาะกับธาตุคาร์บอน เมื่อพืชได้รับธาตุไนโตรเจนซึ่งอยู่ในรูปของเกลือไนเตรต เกลือไนไตรต์ และแอมโมเนียที่ละลายอยู่ในน้ำหรือจากแก๊สไนโตรเจนในบรรยากาศเมื่อเกิดฟ้าแลบฟ้าร้องแก๊สไนโตรเจนจะถูกออกซิไดซ์กลายเป็นเกลือที่ละลายน้ำและเป็นประโยชน์ต่อต้นพืช อย่างไรก็ตามพืชตระกูลถั่วที่ปลูกอยู่ในสภาพไร้ดินและเกิดการขาดธาตุอาหารไนโตรเจนก็จะสามารถสร้างปมที่รากเพื่อตรึงแก๊สไนโตรเจนจากบรรยากาศมาใช้ในการสังเคราะห์กรดอะมิโนและสร้างสารโปรตีนได้ตามธรรมชาติ

5. ธาตุโพแทสเซียม (K)
เกี่ยวข้องกับกระบวนการในการเคลื่อนย้ายของธาตุอาหารและเป็นธาตุที่มีการเคลื่อนย้ายได้สะดวก เช่น การที่พืชขาดธาตุโพแทสเซียมทำให้ต้นพืชเล็ก บอบบางและหักล้มได้ง่าย ในการปลูกพืชไม่ใช้ดินจึงจำเป็นต้องให้ในปริมาณสูง

โพแทสเซียมเป็นธาตุอาหารที่จำเป็นของพืช พบมากในบริเวณต่างๆ ที่มีเนื้อเยื่อเจริญของพืช เช่น บริเวณปลายยอด ปลายราก ตาข้าง เป็นต้น โพแทสเซียมเป็นธาตุที่สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวกในพืช พืชแต่ละชนิดมีความต้องการในปริมาณที่แตกต่างกันออกไป พบว่าธาตุโพแทสเซียมไม่ได้เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างของโมเลกุลเหมือนธาตุไนโตรเจนหรือแคลเซียมแต่ช่วยเอนไซม์กระตุ้นการทำปฏิกิริยาในเซลล์พืชช่วยปฏิกิริยาสังเคราะห์สารคาร์โบไฮเดรต โปรตีนและไขมันช่วยเร่งรากพืชให้ดูดซึมธาตุไนโตรเจนให้เร็วขึ้น

พืชที่ขาดธาตุโพแทสเซียมจะแสดงอาการต้นลีบ ใบลีบและบอบบางอย่างเห็นได้ชัดเจน เมื่อลมผ่านแรงๆจะล้มง่าย มีผลต่อปริมาณการเก็บเกี่ยวช่วงท้ายของฤดูกาลปลูกพืช

ปริมาณธาตุโพแทสเซียมที่พอเหมาะในสารละลายธาตุอาหาร ปัจจัยแสงสว่างก็เป็นตัวกำหนดปริมาณการใช้ธาตุโพแทสเซียม ในช่วงฤดูที่มีแสงจ้าอย่างเช่นในฤดูร้อน ผู้ปลูกสามารถลดปริมาณความเข้มข้นของธาตุโพแทสเซียมในสารละลายลงได้ถึงร้อยละ 60 ของที่ใช้อยู่ ถ้าเป็นช่วงฤดูฝนที่ท้องฟ้ามักจะมืดและมีแสงสว่างน้อย แสงแดดมีความเข้มข้นน้อยทำให้ปริมาณแสงมีไม่พอเพียงต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งจะทำให้พืชผลิตสารคาร์โบไฮเดรตได้น้อย การผลิตสารโปรตีนในพืชจึงน้อยตามไปด้วย ปริมาณธาตุโพแทสเซียมที่มีมากในสารละลายจะเป็นตัวช่วยกระตุ้นการสังเคราะห์สารคาร์โบไฮเดรตและการสังเคราะห์โปรตีนในภาวะที่ความเข้มข้นของแสงน้อย

6. ธาตุฟอสฟอรัส (P)
ในรูปของเกลือฟอสเฟสจะละลายน้ำได้ ธาตุฟอสฟอรัสจึงเคลื่อนย้ายไปตามท่อน้ำในพืชและเคลื่อนย้ายระหว่างเซลล์ได้ นอกจากพืชจะดูดซึมธาตุฟอสฟอรัสทางรากในรูปของเกลือฟอสเฟสแล้ว รากพืชยังดูดซึมธาตุฟอสฟอรัสในรูปของกรดนิวคลีอิกได้อีก พืชใช้ธาตุฟอสฟอรัสในปริมาณที่น้อยกว่าธาตุไนโตรเจนและแคลเซียม

ธาตุฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบของสารที่สำคัญหลายชนิดในเซลล์ของพืช ซึ่งสารเหล่านี้ เช่น กรดนิวคลีอิก อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต อะดีโนซีนไดฟอสเฟต ฟอสโฟไลปิด และโปรตีนไนโพรโทพลาซึม ธาตุฟอสฟอรัสยังเป็นตัวช่วยในกระบวนการสลายแห้งให้เป็นน้ำตาล และกระบวนการสังเคราะห์แป้งจากน้ำตาลธาตุฟอสฟอรัสยังเป็นส่วนประกอบของสารไฟติน ซึ่งช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ ในกระบวนการรีดิวซ์ไนเตรต ธาตุฟอสฟอรัสช่วยลดความเป็นกรดของน้ำในเซลล์พืชได้ด้วย

พืชที่ขาดธาตุฟอสฟอรัสจะมีผลให้เกิดการติดผลและเมล็ดของพืชน้อยลง ใบพืชจะเขียวคล้ำกว่าปกติ ส่วนพืชไม้ผลที่ได้รับธาตุฟอสฟอรัสเพียงพอ ผลจะดีเพราะเจริญเติบโตรวดเร็วกว่าปกติและสุกเร็วกว่าต้นที่ได้รับธาตุฟอสฟอรัสไม่เพียงพอ ธาตุฟอสฟอรัสช่วยสร้างรากได้ดีมาก โดยเฉพาะทำให้รากชนิดสะสมอาหารมีความแข็งแรงและสมบูรณ์ ทำให้ต้นพืชเจริญเติบโตเต็มที่

สัดส่วนของการให้ธาตุฟอสฟอรัสในรูปของสารละลายธาตุอาหารนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของธาตุไนโตรเจน ถ้าปริมาณของธาตุไนโตรเจนมีมากจะต้องเพิ่มปริมาณธาตุฟอสฟอรัสในสารละลายด้วย ทั้งนี้เพราะถ้าธาตุไนโตรเจนถูกดูดซึมเข้าสู่พืชมากเกินไป จะมีผลในการยับยั้งการดูดซึมธาตุฟอสฟอรัสอีกธาตุหนึ่งคือ ธาตุเหล็ก ในสารละลายธาตุอาหารพืชจะต้องมีสัดส่วนของธาตุฟอสฟอรัสและธาตุเหล็กที่สมดุลกันด้วย เพราะถ้ามีธาตุฟอสฟอรัสมากเกินธาตุฟอสฟอรัสจะทำปฏิกิริยากับธาตุเหล็ก ทำให้ธาตุเหล็กเกิดการตกตะกอนในสารละลาย ทำให้พืชขาดธาตุเหล็กได้หรือตรงกันข้ามถ้าสารละลายธาตุอาหารมีธาตุเหล็กมากเกินไป ก็จะทำให้ธาตุฟอสฟอรัสเกิดการตกตะกอน ซึ่งก็ทำให้พืชขาดธาตุฟอสฟอรัสได้เช่นกัน ดังนั้น สัดส่วนที่ถูกต้องระหว่างธาตุฟอสฟอรัสกับธาตุเหล็กในสารละลายธาตุอาหารของพืช จึงเป็นเรื่องที่สำคัญและจะต้องตรวจสอบให้ดีเสมอในระหว่างใช้กับพืชที่ปลูกอยู่

7. ธาตุแคลเซียม (Ca)
เป็นส่วนประกอบของสารเชื่อมผนังเซลล์ของเซลล์ให้ติดกันและยังเป็นปัจจัยร่วมของเอนไซม์ในปฏิกิริยาสังเคราะห์โปรตีน และปฏิกิริยาของเอนไซม์อีกหลายชนิดในเซลล์ที่มีชีวิต พืชที่ขาดธาตุแคลเซียมก็จะแสดงอาการลักษณะรากกุด รากมีการแตกแขนงน้อย ปริมาณรากน้อย ยอดด้วน ข้อสั้น ใบเล็ก ทำให้แลดูต้นพืชแคระแกร็น ไม่สมประกอบ

ธาตุแคลเซียมมีหน้าที่ในสารละลายธาตุอาหารของพืช เช่น ช่วยเพิ่มอัตราการดูดซึมธาตุโพแทสเซียม ช่วยละพิษของธาตุแมกนีเซียม ทำให้พืชดูดซึมธาตุแมกนีเซียมได้มากขึ้น และธาตุแมกนีเซียมไปใช้ประโยชน์ การสังเคราะห์สารคลอโรฟีลล์ ธาตุแคลเซียมเป็นปัจจัยร่วมของเอนไซม์หลายชนิดของพืช ดังนั้นสารละลายธาตุอาหารที่มีคุณภาพ จึงต้องมีสัดส่วนของปริมาณธาตุแคลเซียมต่อธาตุแมกนีเซียมที่มีความเหมาะสมต่อชนิดของพืชด้วย นอกจากนี้ยังพบว่าสัดส่วนของธาตุแคลเซียมต่อธาตุไนโตรเจนก็มีผลต่อลักษณะของการเจริญเติบโตของต้นพืชด้วยเช่นกัน

ธาตุแคลเซียมทำหน้าที่เป็นโครงสร้างผนังเซลล์ของต้นพืช ทำให้มีความแข็งแรงและยังช่วยในปัจจัยร่วมของเอนไซม์ในกระบวนการสร้างโปรตีน ถ้าหากพืชขาดแคลเซียมก็จะทำให้รากพืชพัฒนาน้อย ยอดอ่อน ด้วน สั้น ใบเล็ก ต้นแคระแกร็น เป็นต้น

8. ธาตุแมกนีเซียม (Mg)
เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของโมเลกุลคลอโรฟีลล์ ดังนั้น พืชสีเขียวจึงต้องใช้ธาตุแมกนีเซียมเพิ่มสร้างคลอโรฟีลล์ สำหรับการเจริญเติบโตของต้นพืช ธาตุแมกนีเซียมช่วยเคลื่อนย้ายธาตุฟอสฟอรัส โดยไปรวมกับธาตุฟอสฟอรัสทำให้ได้สารประกอบแมกนีเซียมฟอสเฟตที่เคลื่อนย้ายได้ง่าย ถ้าต้นพืชขาดธาตุแมกนีเซียม ต้นพืชก็มักจะมีอาการเหลือซีดที่ใบอ่อน หรือใบแก่ขึ้นอยู่กับชนิดของต้นพืช ถ้าต้นพืชนั้นมีการเคลื่อนย้ายธาตุแมกนีเซียมออกจากใบแก่ ก็แสดงอาการเหลืองซีดได้ที่ใบแก่ แต่ถ้าต้นพืชที่ไม่มีการเคลื่อนย้ายแมกนีเซียม ก็จะแสดงอาการเหลืองซีดที่ใบอ่อน โดยการเหลืองซีดดังกล่าวมักจะเกิดที่บริเวณส่วนที่เป็นเนื้อใบของต้นพืชก่อนส่วนของเส้นใบพืช เช่น ต้นถั่วดำที่ขาดธาตุแมกนีเซียมจะแสดงอาการเช่นนี้ชัดเจน เป็นต้น จะพบธาตุแมกนีเซียมเป็นจำนวนมากในเมล็ดใบเลี้ยง ยอดอ่อน และในใบ ถ้าต้องการให้เมล็ดพืชสมบูรณ์จะขาดธาตุแมกนีเซียมไม่ได้เลย แต่ถ้าพืชได้รับธาตุแมกนีเซียมมากเกินไปพืชจะแสดงอาการม้วนใบและมีอาการตายจากปลายใบของต้นพืช

9. ธาตุกำมะถัน (S)
ต้นพืชจะขาดธาตุกำมะถันในการสังเคราะห์กรดอะมิโน คือซีสทีน ซีสเทอิน และเมไธโอนิน พบว่าจำนวนร้อยละ 7 ของธาตุกำมะถันที่พบในพืชอยู่ในกรดซีสทีน ธาตุกำมะถันกระจายในทุกส่วนของเนื้อเยื่อของต้นพืช แต่พบมากในใบพืชที่ได้รับธาตุกำมะถันอย่างเพียงพอจะมีระบบรากที่ดี ปริมาณคลอโรฟีลล์มาก ช่วยให้พืชตระกูลถั่วสร้างปมที่มีขนาดใหญ่และสมบูรณ์ดี พืชที่ปลูกต้องการปริมาณธาตุกำมะถันในกรณีที่พืชขาดธาตุกำมะถัน พืชจะแตกพุ่มอย่างมากและใบจะเหลืองด้วย ทำให้อัตราการรีดิวซ์ไนเตรตต่ำ อัตราการออกซิไดซ์น้ำตาลต่ำ ทั้งสองสาเหตุมีผลต่อการสังเคราะห์โปรตีนและการหายใจของพืชตามลำต้น นอกจากนั้นธาตุกำมะถันยังเป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์กรดอะมิโน ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการเจริญเติบโตในพืชและเกี่ยวข้องกับการเกิดกลิ่นในต้นพืช เช่น ในหอม กระเทียม เป็นต้น

ธาตุอาหารที่พืชต้องการเพียงเล็กน้อย
1. ธาตุเหล็ก (Fe)
มีหน้าที่ในการช่วยให้พืชสังเคราะห์ด้วยแสงโดยเป็นตัวนำพาออกซิเจนในกระบวนการหายใจและมีบทบาทในการสังเคราะห์คลอโรฟีลล์ มีความจำเป็นในการสร้างน้ำตาลและแป้ง ถ้าหากต้นพืชขาดธาตุเหล็กจำให้ใบเหลืองซีดทั้งใบอ่อนและใบแก่ ความสามารถในการเคลื่อนออกซิเจนได้น้อยลง


2. ธาตุคลอรีน (CI)
มีหน้าที่ในการช่วยให้พืชสังเคราะห์ด้วยแสงช่วยเพิ่มความเป็นกรดในเซลล์ กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ ในสภาพทั่วไปคลอรีนจะมีเพียงพอต่อความต้องการของต้นพืช

3. ธาตุโบรอน (B)
มีความสำคัญกับกระบวนการเจริญเติบโตของต้นพืช ทำให้ต้นพืชใช้ธาตุแคลเซียมดีมากขึ้นในการสร้างโครงสร้างผนังเซลล์ อาจช่วยในกระบวนการเคลื่อนย้ายสารอาหารในต้นพืช ถ้าหากขาดทำให้การสร้างน้ำตาลลดลงและในพืชบางชนิดมีลำต้นกลวง

4. ธาตุทองแดง (Cu)
พืชชั้นสูงส่วนใหญ่ต้องการธาตุทองแดง พบธาตุทองแดงมากตรงบริเวณเนื้อเยื่อในสารละลายธาตุอาหารที่ใช้สำหรับปลูกมะเขือเทศ พืชที่ขาดธาตุทองแดงจะแสดงอาการต้นพืชอ่อนแอ เช่น ใบของต้นถั่วเหลือจะเกิดอาการเหลืองซีดเป็นแห่งๆ หรือเป็นจุดเหลืองกระจายอยู่บนใบของพืช เป็นต้น

5. ธาตุแมงกานีส (Mn)
พืชส่วนใหญ่ต้องการธาตุแมงกานีส เพื่อใช้ในทุกส่วนของพืชแต่ที่พบจะสะสมมากในใบพืชมากกว่าในส่วนต่างๆ ของต้นพืช เช่น ใบข้าวโพดธาตุแมงกานีสประมาณ 0.043 ppm แต่ขณะที่ลำต้นของข้าวโพดมีเพียง 0.017 ppm พืชพรรณไม้น้ำก็ต้องการธาตุแมงกานีสมากกว่าพืชบก ส่วนพวกต้นไม้ใบเขียวตลอดปีใช้ธาตุแมงกานีสมากกว่าต้นไม้ผลัดใบ

ส่วนพืชเพาะปลูกต้องการธาตุแมงกานีสในสารละลายในชาวงความเข้มข้นระหว่าง 0.02–0.5 ppm พืชที่ต้องการธาตุแมงกานีสน้อย คือ พวกแหน ต้องการธาตุแมงกานีสในสารละลายเพียง 0.0035 ppm ก็เพียงพอ พืชต้องการใช้ธาตุแมงกานีสในกิจกรรมสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช กิจกรรมของเอนไซม์ในปฏิกิริยาออกซิเดชัน ของสารคาร์โบไฮเดรตและกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับการใช้สารไนเตรตของต้นพืช ถ้าพืชขาดธาตุแมงกานีสก็จะทำให้ธาตุเหล็กอยู่ในรูปของเฟอร์รัสอิออนจำนวนมากและเกิดเป็นพิษต่อต้นไม้ได้ เช่น ทำให้พวกถั่วเกิดลักษณะใบด่าง หรือในกรณีที่มีธาตุแมงกานีสมากเกินไปก็จะทำให้เฟอร์รัสอิออนถูกออกซิไดซ์ไปเป็นเฟอร์ริกอิออน ซึ่งพืชใช้ประโยชน์ได้น้อยลงพืชก็มักจะขาดธาตุเหล็กทั้งที่ในสารละลายธาตุอาหารมีธาตุเหล็กอยู่ด้วย ดังนั้น การเตรียมสารละลายธาตุอาหารของพืชจำเป็นจะต้องคำนึงถึงสัดส่วนของธาตุแมงกานีสกับธาตุเหล็กด้วย

6. ธาตุโมลิบดินัม (Mo)
ช่วยให้พืชสามารถใช้อิออนไนเตรดได้ โดยเปลี่ยนสารไนเตรตให้เป็นไนไตรต์ด้วยเอนไซม์ไนเตรตดัคเตส ซึ่งไนไตรต์ที่ได้ก็เปลี่ยนต่อไปจนกระทั่งได้สารแอมโมเนียมอิออน ซึ่งจะถูกนำไปสร้างกรดอะมิโนภายในเซลล์ของพืชอีกต่อไปอีก พืชที่ขาดธาตุโมลิบดินัมจะแสดงอาการเหลืองซีดที่ใบแก่คล้ายอาการขาดธาตุไนโตรเจน พืชตระกูลถั่วจะสร้างปมรากถั่วได้น้อย

7. ธาตุสังกะสี (Zn)
ธาตุสังกะสีเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์สารฮอร์โมนออกซินที่ปลายยอด ใบอ่อน และตาอ่อนของต้นพืช การขาดธาตุสังกะสีจะทำให้พืชลำต้นเตี้ย ใบเล็ก และนอกจากนี้ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสารประกอบซัลไฮดริล ซึ่งพืชต้องการธาตุสังกะสีในปริมาณน้อยเช่นเดียวกับธาตุโมลิบดินัม ต้นพืชต้องการธาตุสังกะสีในสารละลายธาตุอาหารหรือในปุ๋ยที่ระดับเข้มข้นไม่เกิน 1 ppm

8. ธาตุไอโอดีน (I)
ส่วนใหญ่พบในต้นพืชตระกูลถั่ว ต้นผักกาดหอมและต้นผักขม ธาตุไอโอดีนช่วยทำให้พืชมีใบเขียวสด ถ้าพืชดูดซึมเข้าสู่ต้นมากเกินไป ก็จะไปชะงักการเจริญเติบโตของพืชได้ ในสารละลายธาตุอาหารไม่ควรมีธาตุไอโอดีนเข้มข้นเกินกว่า 0.5ppm

9. ธาตุซิลิคอน (Si)
ส่วนใหญ่พบธาตุซิลิคอนในใบ ต้นและรากของพืชตระกูลถั่ว ธาตุซิลิคอนจะช่วยให้ชั้นผิวของพืชแข็งแรง ป้องกันการทำลายจากแมลงศัตรูพืชและรากพืช เช่น โรคสนิม โรคราน้ำค้าง เป็นต้น

10. ธาตุโซเดียม (Na)
ต้นพืชบางชนิดจะดูดซึมธาตุโซเดียมเข้าไปช่วยเจริญเติบโตได้ดีเช่นเดียวกับธาตุโพแทสเซียม โดยเฉพาะต้นพืชที่ขึ้นได้ในดินเค็ม ได้แก่ พวกโกงกาง แสม หน่อไม้ฝรั่ง เป็นต้น
สูตรอัตราส่วนผสมของธาตุอาหารพืช มีศึกษาค้นคว้าไว้มากมายและเป็นเทคโนโลยีระดับสูง มีความละเอียดอ่อน ในการชั่ง ตวง วัด การผสม การควบคุมอุณหภูมิ ผู้ปลูกมือใหม่ควรซื้อธาตุอาหารสำเร็จรูปมาใช้จะเหมาะกว่า แต่ก็ควรรู้ชนิด คุณสมบัติต่างๆ เพื่อเลือกซื้อและใช้กับพืชผักของตนเองได้อย่างเหมาะสม รวมทั้งการวัดค่าความเข้มข้นของธาตุอาหาร (EC) และค่าความเป็นกรดเป็นด่างของน้ำ (PH) ผู้ปลูกต้องศึกษาข้อมูลหรือธาตุอาหารสูตรต่างๆด้วย สุดท้ายของความมั่นใจคือ ทางเลือก

หลักการเลือกวัสดุปลูกพืชไร้ดินควรคำนึงถึงคุณสมบัติดังนี้
1. ควรมีอัตราส่วนของน้ำและอากาศที่เหมาะสม 50:50 ตลอดการปลูก ในภาชนะ อุปกรณ์และวัสดุปลูกชนิดต่างๆ
2. วัสดุปลูกไม่ควรมีการยุบตัวหรืออัดตัวแน่นเกินไปเพื่อให้ชุ่มน้ำหรือใช้ไปนานๆ
3. ไม่สลายตัวทั้งทางเคมีและชีวภาพได้ง่าย
4. มีความพรุน รากพืชสามารถแพร่กระจายไปได้ทั่ววัสดุปลูก
5. ไม่มีสารพิษที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพผู้บริโภคเจือปน
6. มีคุณสมบัติเฉื่อยทางเคมี คือ ไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับธาตุสารละลายอาหารของพืชและระบบปลูก
7. มีคุณสมบัติในการแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้าบวกต่ำหรือไม่มีเลย เป็นผลให้องค์ประกอบของสารละลายธาตุอาหารพืชที่ให้มีคุณภาพคงที่ด้วย

วัสดุในการปลูกมีหลายชนิดที่สามารถใช้ได้ เช่น เวอร์มิคูไลท์ เพอร์ไลท์ ทราย กรวดและหิน แกลบ ถ่านแกลบ ขี้เลื่อย เปลือกไม้ และวัสดุสังเคราะห์ เช่น ฟองน้ำ สำหรับที่นิยมใช้มี 2 อย่าง คือ

1. เพอร์ไลท์ ซึ่งเป็นหินมาจากภูเขาไฟ ประกอบด้วยซิลิคอนได้ออกไซด์เผาด้วยความร้อนสูง ทำให้เกิดการขยายตัว มีช่องว่าง มีการระบายน้ำและอากาศได้ดี น้ำหนักเบา ใช้สะดวก ราคาค่อนข้างแพงแต่คุ้มค่า

2. ฟองน้ำ เป็นวัสดุสังเคราะห์หาซื้อง่าย ราคาถูก ไม่สกปรก และสะดวกในการเพาะต้นกล้าแม้การระเหยน้ำจะสู้เพอร์ไลท์ไม่ได้ แต่เทียบต้นทุนก็น่าใช้

ประเภทพืชผักที่ควรปลูก
จากการทดลองพบว่ามีผักหลายชนิด ทั้งผักไทยและผักต่างประเทศ ปลูกได้งอกงามให้ผลผลิตสูง เช่น1. มะเขือเทศ
2. มะระ
3. บวบ
4. ถั่วแขก
5. ถั่วพู
6. คะน้า
7. คะน้าฮ่องกง
8. กวางตุ้งดอก
9. กวางตุ้งฮ่องเต้
10. ผักชีล้อม
11. ผักกาดขาว
12. ผักกาดหอม
13. ผักปวยเล้ง
14. ผักสลัด ได้แก่ กรีนโอ๊ค ,เรดโอ๊ค ,กรีนโครอน ,บัตเตอร์เฮด เป็นต้น

การเพาะเมล็ดและคัดเลือกพันธุ์
ควรคัดเลือกเมล็ดพันธุ์จากแหล่งจำหน่าย หรือยี่ห้อที่เชื่อถือได้ เพราะจะมีผลในอัตราการงอกและต้องศึกษาการงอกของเมล็ดพันธุ์พืชชนิดต่างๆว่า ก่อนเพาะควรปฏิบัติอย่างไร เช่น แช่น้ำก่อนเป็นเวลา 2 ชั่วโมง หรือจุ่มน้ำยากันราหรืออื่นๆให้ชัดเจน เมื่อถึงขั้นการเพาะเมล็ด ถ้าเพาะด้วยเพอร์ไลท์จะต้องเพราะในถ้วยปลูกซึ่งมีขายตามท้องตลาดสินค้าเกษตร นำเพอร์ไลท์แช่น้ำให้ชุ่มสัก 4-5 ชั่วโมง แล้วตักใส่ถ้วยปลูกประมาณ 4/5 ส่วน ใช้ไม้หรือวัสดุปลายแหลมกดลงในถ้วยให้มีช่องว่าง เพื่อนำเมล็ดพันธุ์บรรจุลงไปประมาณ ¼ ของถ้วย ถ้าลึกเกินไปอาจทำให้เมล็ดพืชเน่า เนื่องจากชื้นมากเกินไป อากาศไม่พอ ถ้าตื้นเกินไปก็จะขาดความชื้นต้องใส่ให้เหมาะสมและหมั่นบันทึกเป็นบทเรียนทุกครั้งที่เพาะเมล็ด

เมื่อบรรจุเมล็ดพันธุ์ลงบนถ้วยปลูกแล้วให้เก็บไว้ในที่มืด แสงสว่างไม่มากนัก ประมาณ 2-3 วัน เมื่อเมล็ดแตกยอดอ่อนจึงนำออกไปได้ รางปลูกบางชนิดจะใช้พลาสติกใสคลุมทั้งหลังคาด้านหน้าและด้านล่างเพื่อเก็บความชื้นและกันแมลง รูปแบบนี้ก็ได้ผลดีมากแต่ต้นทุนจะสูงขึ้น

รางปลูกพืชไร้ดินมีหลายแบบเช่นกัน ส่วนใหญ่จะเป็นการออกแบบของบริษัทผู้ผลิต ซึ่งมีลักษณะและคุณสมบัติเฉพาะราคาค่อนข้างสูง แต่ถ้าดัดแปลงประยุกต์ใช้ก็อาจใช้ท่อ PVC ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 นิ้ว หรือ 2.5 นิ้ว หรือ 3 นิ้ว มาเจาะรูเพื่อวางถ้วยปลูกเองก็ได้ ความกว้างของรูที่เจาะควรเหมาะกับถ้วยปลูก ถ้าเป็นแบบศูนย์สาธิตจะใช้ขนาด 41–45 มม. ท่อปลูกควรมีความยาวไม่เกิน 12 เมตร เพื่อสะดวกในการทำความสะอาดและการไหลเวียนของสารละลายธาตุอาหารจะส่งอาหารให้พืชได้ดีกว่าท่อยาวเกินไป อีกส่วนหนึ่งของความร้อนจากแสงแดด ถ้าท่อรางปลูกยาวจะได้รับแสงแดดนานและน้ำจะร้อน ส่งผลให้ค่าของเคมีของธาตุอาหารเปลี่ยนแปลงไม่เป็นผลดีต่อพืช

จัดระยะของการวางท่อปลูกใช้หลักการลาดเอียง เพื่อให้น้ำสารละลายอาหารไหลเวียนได้ไม่เร็วหรือช้าเกินไป อัตราการลาดเอียงที่เหมาะสม คือ ลดลง 1 นิ้วทุก 4 เมตร แต่ถ้าท่อขนาดเล็กควรลดลง 1 นิ้วทุก 3 เมตร มิฉะนั้นน้ำจะล้นท่อขณะเมื่อปลูกโตเต็มที่ และมีรากในรางปลูกจำนวนมาก การแก้ไขน้ำล้นนี้อาจใช้วาวล์ ปิด – เปิดน้ำที่ออกจากปั๊มก่อนขึ้นสู่ท่อปลูกจะช่วยได้อีกทางหนึ่ง น้ำจากระบบท่อปลูกต้องต่อท่อให้น้ำทุกท่อปลูกมารวมกัน และไหลลงสู่ถังน้ำผสมธาตุอาหารเดิมเพื่อหมุนเวียนไปใช้อีกไม่สิ้นเปลือง

การวางถังน้ำ
พืชไร้ดินจำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าและปั๊มน้ำเพื่อสูบน้ำจากถังส่งผ่านไปยังท่อหรือรางปลูกทุกรางอย่างต่อเนื่องสม่ำเสมอ และควบคุมให้น้ำไหลลงสู่ถังเดิมเพื่อหมุนเวียนมาใช้ใหม่ ถังที่ใช้จะใช้ถังพลาสติก 200 ลิตร หรือถังปูนก็ได้ ข้อสำคัญคือ ต้องให้ปากถังมีระดับต่ำกว่าปลายท่อของรางปลูกและควรอยู่ในที่ร่มและจะดีมากถ้าสามารถทำให้น้ำเย็นได้ตลอดเวลา เพราะน้ำร้อนจะทำค่าของธาตุอาหารเปลี่ยนแปลงทางเคมี การฝังถังลงในดินเป็นวิธีทำให้น้ำเย็นได้วิธีหนึ่ง แต่มีปัญหาในช่วงการล้างถัง เพราะความสกปรกก้นถังจะทำความสะอาดได้ยาก

อัตราส่วนผสมของธาตุอาหารในน้ำให้เป็นไปตามข้อมูลของผู้ผลิต ซึ่งโดยทั่วไปมักใช้อัตรา 1:200 คือ สารละลายธาตุอาหาร 1 ลิตร ต่อน้ำ 200 ลิตร และน้ำต้องมีค่า PH อยู่ในระหว่าง 5.5–7.2 จะมีความเข้มข้นของธาตุอาหาร จะวัดด้วยเครื่องมือวัดเรียกว่า EC จะมีความเข้มข้นตามชนิดของพืช ซึ่งส่วนใหญ่อาจอยู่ระหว่าง 1.5–3.5 การใช้เครื่องมือวัดค่า PH และค่า EC นี้ ศึกษาได้จากคู่มือการใช้เครื่องมือของแต่ละบริษัท แต่ถ้าประหยัดจะไม่วัดค่าก็ใช้วิธีประมาณการใช้สารละลายธาตุอาหารตามที่ผู้ผลิตกำหนดก็ได้

เมื่อติดตั้งระบบเสร็จมีโรงเรือนดำเนินการเพาะเมล็ดพันธุ์ จัดเตรียมน้ำผสมสารละลายธาตุอาหารและเริ่มดำเนินการปลูก ท่านจะเริ่มมีความสุขที่ได้เห็นเมล็ดพันธุ์ออกรากและยอดอ่อน เติบโตและเป็นพืชผักที่งอกงาม สวยงามปลอดภัยในสวนหลังบ้าน หน้าห้าง บนดาดฟ้า หรือที่อื่นๆที่ท่านต้องการให้มี ท่านจะไม่อยากรับประทานผักที่ไหนเลยนอกจากผักที่ท่านปลูก บุคคลในครอบครัวเด็กเล็กๆ ลูกหลานจะมาช่วยกันดูแลเป็นความอบอุ่นที่น่ารักและมีพืชผักปลอดสารพิษบริโภคกันทั้งครัวเรือน ปลูกแปลงเล็กๆ ทำไปทีละน้อย เมื่อมีความรู้มีความเข้าใจและศึกษาเพิ่มเติมต่อยอดไปเรื่อยๆ ท่านจะเห็นหนทางพัฒนาการปลูกพืชไร้ดินในเชิงธุรกิจได้อย่างดี เพราะตลาดยังต้องการอีกมากถึงแม้ว่าต้นทุนการผลิตจะสูงทำให้ราคาจำหน่ายแพง แต่มีกลุ่มผู้บริโภคอักไม่น้อยที่เฝ้ารอคอยพืชผักไร้ดินหรือไฮโดรโปรนิกส์ข้อ

จำกัดที่ควรระมัดระวัง
สารละลายธาตุอาหารเป็นเคมีธาตุที่พืชใช้เป็นประโยชน์โดยขบวนการอิออน ก่อนดูดซึมหรือออสโมซีสเข้าทางรากดูดลำเลียงส่งผ่านท่อโพเอมไซเอม สู่กระบวนการสังเคราะห์แสงที่ใบให้กลายเป็นแป้ง เซลลูโลส กลูโคส วิตามินเกลือแร่ต่างๆ ตามความสามารถเฉพาะของพืชแต่ละชนิด การนำมารับประทานควรแช่น้ำหรือทิ้งไว้อย่างน้อย 2 ชั่วโมง สำหรับพืชผักที่รับประทาน ลำต้นหรือใบ เพื่อให้ธาตุอาหารที่ยังไม่ได้สังเคราะห์แสงยังตกค้างอยู่ในท่ออาหาร ท่อน้ำได้เข้าสู่กระบวนการสังเคราะห์ ก็จะช่วยให้สารตกค้างซึ่งมีเพียงเล็กน้อยให้หมดไป หรืออีกวิธีหนึ่ง คือ ผักแปลงใดจะใช้รับประทานก็งดใช้ธาตุอาหาร 1 วัน ให้แต่น้ำอย่างเดียวจะช่วยให้ผักนิ่ม กรอบ อร่อย น่ารับประทานและเชื่อมั่นว่าไม่มีธาตุอาหารตกค้างอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตามธาตุอาหารที่เลือกผสมให้พืชเป็นธาตุที่พืชต้องการและไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้บริโภค เพราะขบวนการดูดซึมของพืชเป็นขบวนการอิออน ถ้าเปรียบเทียบกับพืชปลูกดินแล้ว ในดินเสียอีกที่มีธาตุอาหารหรือวัตถุเคมีหลายอย่างที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ซึ่งเราเลือกออกไม่ได้ โดยเฉพาะปุ๋ยเคมีบางชนิดบางยี่ห้อ ที่มีไนเตรตหรือขบวนการที่ก่อให้เกิดสารประกอบไนเตรตสูง ดังนั้น พืชไร้ดินจึงเป็นพืชน่าสนใจศึกษาและพัฒนาต่อไป

http://njschool.maeklong.org/eangchan/project.htm

ติดประกาศ: 2010-08-25 (589 ครั้ง)

[ ย้อนกลับ ]