การปลูกพืชในระบบรากแช่ (Liquid Culture)

หมายถึง การปลูกโดยให้รากของพืชแช่อยู่ในน้ำผสมธาตุอาหารพืชตลอดเวลา และมีระบบเติมอากาศลงไปในสารละลายเพื่อให้รากพืชได้รับ ออกซิเจน อย่างสม่ำเสมอ การปลูกพืชระบบรากแช่สามารถแยกย่อยได้เป็น 4 เทคนิค ใหญ่ๆ คือ

1. ระบบน้ำตื้น  NFT  (Nutrient film technique)  พัฒนาขึ้นโดย Allen Cooper แห่งสถาบันวิจัยการปลูกพืชในเรือนกระจก (GCRI) ในประเทศอังกฤษ ประมาณปี ค.ศ. 1965  หลักการของวิธีนี้ คือ การปล่อยให้น้ำผสมธาตุอาหารพืชไหลไปในรางปลูก    โดยสารละลายในรางปลูกจะมีความลึกประมาณ 0.5 cm การทำเช่นนี้ช่วยให้ราก และน้ำมีการสัมผัสกับอากาศ เพื่อเพิ่มออกซิเจนในสารละลายธาตุอาหารให้มากขึ้น การปลูกแบบนี้จึงช่วยลดปัญหาการขาดอากาศของรากพืชได้ดี

          นอกจากนี้เมื่อปริมาตรของสารละลายที่ไหลผ่านรากพืชมีน้อยลง ทำให้ไม่ต้องสร้างรางปลูกที่มีขนาดใหญ่และแข็งแรง ค่าก่อสร้างรางปลูกจึงประหยัดกว่าการปลูกแบบ DFT

          ระบบ  NFT  มีข้อด้อยในการใช้ในเขตร้อนอย่างประเทศไทย  เนื่องจากน้ำที่ไหลในระบบรางมักจะมีความร้อนสะสมมาก ทำให้รากพืชขาดอากาศ อีกทั้งคุณสมบัติของสารละลายเมื่อไหลผ่านรากพืช บวกกับอุณหภูมิของสารละลายที่สูงขึ้นเป็นระยะเวลานานๆ จะทำให้คุณสมบัติทางเคมีในธาตุอาหารพืชมีการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม ทำให้ต้องมีการเปลี่ยนธาตุอาหารบ่อยในช่วงที่มีอากาศร้อน ดังนี้การปลูกด้วยระบบ NFT ในเขตร้อนนั้นจึงไม่ควรต่อรางปลูกให้ยาวมากเกินไปเนื่องจากจะมีความร้อนสะสมในรางปลูกมากแล้ว ยังทำให้ออกซิเจนจากหัวรางถึงท้ายรางต่างกันมากเกินไปจนกระทบต่อการเจริญเติบโตของผักในแปลงปลูก

       เนื่องด้วยระบบ NFT เป็นระบบที่มีน้ำในรางปลูกน้อยมากเมื่อเกิดปัญหาไฟฟ้าขัดข้อง ทำให้ระบบปั๊มน้ำหยุดการทำงาน หากหยุดเป็นระยะเวลานานๆจะทำให้รากพืชแห้งจนพืชที่ปลูกนั้นตายได้ ดังนั้นผู้ปลูกด้วยระบบนี้จึงควรมีระบบสำรองไฟฟ้าไว้ใช้ในกรณีที่ไฟฟ้าเกิดขัดข้อง

การปลูกด้วยเทคนิค NFT นอกจานี้ผู้ปลูกยังจำเป็นต้องมีความรู้ในเรื่องการจัดการธาตุอาหารพืชเป็นอย่างดี โดยเฉพาะกรณีที่ปลูกพืชอายุยืนเช่น มะเขือเทศ, พริก ฯลฯ  สำหรับการปลูกพืชอายุสั้น เช่น ผักต่าง ๆ ผู้ปลูกเพียงแต่ควบคุมค่าการนำไฟฟ้า (EC) และค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (pH) ให้ได้ก็เพียงพอแล้วครับ

รางปลูก NFT  สามารถทำจากวัสดุต่าง ๆ ได้หลายชนิด เช่น โพลีเอธิลีน (PE) โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ไฟเบอร์กลาส  ฯลฯ  ควรหลีกรางที่ทำจากโลหะ เนื่องจากเกิดสนิมได้ง่าย อีกทั้งยังมีความร้อนสะสมมาก  ความกว้างของรางปลูก NFT สำหรับปลูกผักขนาดเล็กทั่วไป อยู่ระหว่าง 10 - 15 cm  และรางปลูกความกว้าง 20 - 30 cm สำหรับการปลูกพืชขนาดใหญ่ เช่น มะเขือเทศ, แตงกวา, แคนตาลูป ฯลฯ  

          ความยาวของรางที่เหมาะสมไม่ควรเกิน 10 เมตร ทั้งนี้เนื่องจากรางปลูกที่ยาวเกินไปจะทำให้พืชเจริญเติบโตไม่สม่ำเสมอ การติดตั้งรางควรให้มีความลาดเอียงเหมาะสมที่จะให้สารละลายจะไหลจากปลายด้านหนึ่งไปยังปลายอีกด้านหนึ่งของรางได้อย่างสะดวก เพื่อให้ออกซิเจนสามารถละลายลงไปในสารละลายได้ดี และสารละลายไม่ขังอยู่ ณ จุดใดจุดหนึ่งภายในราง รางปลูก NFT จะมีการออกแบบให้มีร่องเล็กๆ ภายในรางเพื่อช่วยแก้ปัญหาอัตราการไหลไม่สม่ำเสมอภายในรางปลูก

********************************************************************

2. ระบบน้ำลึก  DFT  (Deep Flow Technique) คือ เทคนิคการปลูกโดยให้รากพืชแช่อยู่ในภาชนะบรรจุสารละลายธาตุอาหารพืชโดยที่ระดับสารละลายในภาชนะปลูกจะลึกประมาณ 15 - 20 ซม. ซี่งระบบ DFT นี้มี 2 แบบ คือ มีการหมุนเวียนสารละลายธาตุอาหาร และแบบเติมอากาศ

จุดเด่นของการปลูกด้วยระบบน้ำลึก DFT
1. เป็นระบบที่สามารถดัดแปลงนำอุปกรณ์ที่หาซื้อได้ง่ายมาดัดแปลงเป็นอุปกรณ์ในการปลูกได้สะดวก เช่น ลังพลาสติก, กล่องโฟม, อ่างน้ำพลาสติก, ถังน้ำ, ขวดน้ำ ฯลฯ

2. เมื่อไฟฟ้าดับจะไม่มีปัญหาเรื่องการขาดน้ำที่รากเนื่องจากรากจะแช่อยู่ในน้ำที่มีปริมาณมาก

3. มีการพักระบบปั๊มน้ำ หรือระบบเติมอากาศในช่วงกลางคืนได้ เนื่องจากรากพืชต้องการออกซิเจนต่ำในช่วงเวลาดังกล่าว ทำให้ประหยัดไฟฟ้าได้ในระดับหนึ่ง

4. ระบบปลูก DFT มีความยืดหยุ่นในการปลูกพืชได้หลากหลายชนิด



ข้อด้อยของการปลูกด้วยระบบน้ำลึก DFT
1. ต้องคอยปรับระดับน้ำให้เหมาะสมกับอายุพืช เนื่องจาเกเมื่อพืชเจริญเติบโตปริมาณรากพืชจะมากขึ้น ทำให้พืชต้องการปริมาณอ๊อกซิเจนที่รากมากขึ้น ทำให้ผู้ปลูกต้องปรับลดระดับน้ำที่ใช้ปลูกลงเพื่อให้เกิดพื้นที่อากาศระหว่างรากกับผิวน้ำเพิ่มขึ้น และต้องมีการปรับให้เหมาะสมทั้งเรื่องระยะเวลาในการปรับลดและปริมาณที่ปรับลด ซึ่งถ้าผู้ปลูกทำการลดไม่เหมาะสมคือลดระดับน้ำเร็วเกินไปขณะที่พืชยังเจริญเติบโตไม่เต็มที่ หรือลดระดับน้ำช้าไปเมื่อพืชโตเกินไปแล้ว ย่อมส่งผลให้พืชหยุดชะงักการเจริญเติบโตได้ ดังนั้นในช่วงเวลาของการปรับลดระดับน้ำผู้ปลูกต้องสังเกตุอาการที่แสดงออกของพืชเป็นหลัก และควรปรับลดระดับน้ำลงในช่วงเวลาเย็นเนื่องจากพืชจะปรับตัวได้ดีกว่าช่วงกลางวัน

พืชทานใบ เช่น สลัด, ผักกวางตุ้ง, คะน้า ฯลฯ จะลดระดับน้ำลงเมื่อผักอายุปลูกได้ประมาณ 28 - 30 วัน (นับจากวันที่เพาะเมล็ด)  ส่วนผักทานผลจะลดลงเมื่อพืชมีอายุปลูกได้ประมาณ 40 - 50 วัน และระดับน้ำนั้นให้มีช่วงว่างอากาศจากผิวน้ำและแผ่นปลูกประมาณ 1 - 2 นิ้ว โดยให้รากแช่ในน้ำประมาณ 2 ใน 3 ส่วนของราก

2. ต้องใช้โครงสร้างของโต๊ะปลูกที่แข็งแรงเนื่องจากต้องรับน้ำหนักของน้ำในกระบะปลูกที่มีน้ำหนักค่อนข้างมาก และต้องตั้งวางโต๊ะปลูกบนพื้นที่ๆ มีพื้นแข็งไม่ยุบตัว หากต้องวางบนพื้นดินที่อ่อนตัวต้องมีการเทคอนกรีตเพื่อให้พื้นแข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักของโต๊ะปลูกได้

3. เป็นระบบปลูกที่ต้องใช้ปริมาณน้ำและปุ๋ยค่อนข้างมากเมื่อเทียบกับการปลูกด้วยระบบอื่นๆ

4. การระบายอากาศจากด้านล่างของแปลงปลูกระบบ DFT ไม่สามารถทำได้ เนื่องจากจะถูกบังด้วยแผ่นโฟม หรือพลาสติกที่ใช้ปลูกทำให้การระบายอากาศจากด้านล่างแปลงปลูกขึ้นด้านบนไม่สามารถทำได้ จึงมักเกิดปัญหาการระบาดของเชื้อราที่ใบได้ง่าย โดยเฉพาะการปลูกผักสลัด หรือพืชที่มีลักษณะเป็นพุ่มเตี้ย

********************************************************************

3. ระบบกึ่งน้ำลึก DRFT  (Dynamic Root Floating Technique) เป็นระบบที่มีการทำงานเช่นเดียวกับระบบ NFT คือให้น้ำผสมธาตุอาหารไหลผ่านรากพืชในรางปลูก แต่ระดับน้ำที่ไหลผ่านรากพืชนั้นจะมีความลึกมากกว่าระบบ NFT โดยระดับน้ำที่ไหลผ่านรากนั้นจะมีความลึกอยู่ที่ประมาณ 1 - 10 ซม. ระบบนี้ได้แก้ไขข้อจำกัดของระบบ NFT ตรงที่เมื่อไฟฟ้าขัดข้องจนไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ปั๊มน้ำได้จะยังคงมีน้ำที่ใช้ปลูกพืชเหลือค้างบางส่วนในรางปลูกทำให้พืชรากพืชไม่ขาดน้ำในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ระบบ DRFT นี้ผู้ปลูกจะต้องมีการปรับลดระดับน้ำในรางปลูกเช่นเดียวกับระบบ DFT ด้วยเพื่อเป็นการเพิ่มปริมาณอากาศที่รากพืชเมื่อพืชมีอายุปลูกมากขึ้น

จุดเด่นของระบบกึ่งน้ำลึก DRFT
1. ใช้หลักการทำงานเช่นเดียวกับระบบ NFT แต่ด้วยระดับน้ำที่สูงขึ้น และมีน้ำส่วนหนึ่งที่จะค้างอยู่ในรางปลูกทำให้ลดปรับหาเมื่อปั๊มน้ำไม่สามารถจ่ายน้ำเข้ารางปลูกได้

2. ผู้ปลูกสามารถใช้วัสดุที่หาได้ง่ายในท้องถิ่นมาดัดแปลงเป็นรางปลูก และมีราคาประหยัดกว่ารางปลูกแบบ NFT  อาทิเช่น ท่อน้ำ PVC, รางน้ำฝนไวนิล, รางครอบสายไฟ ฯลฯ

3. โครงสร้างของโต๊ะปลูกสามารถทำจากวัสดุที่ไม่ต้องแข็งแรงมากนักเนื่องจากไม่ต้องรับน้ำหนักของน้ำที่มากเหมือนกับระบบ DFT

4. ใช้น้ำและปุ๋ยน้อยกว่าระบบ DFT จึงทำให้สามารถควบคุมค่า EC และ pH ได้ง่ายกว่าระบบ DFT


ข้อด้อยของระบบกึ่งน้ำลึก DRFT
1. ผู้ปลูกต้องมีความเข้าใจในการปรับลดระดับน้ำในรางปลูกให้เหมาะสมกับอายุพืช เพื่อให้พืชที่ปลูกสามารถเจริญเติบโตได้ดีและเป็นปกติ

2. มักมีปัญหาเรื่องความร้อนสะสมเช่นเดียวกับระบบ NFT

********************************************************************

4. ระบบอะควอโพนิกส์ (Aqua Ponics)

เป็นระบบการปลูกแบบรากแช่ในสารละลาย แบบเดียวกับระบบการปลูกทั้ง 3 แบบที่กล่าวมาข้างต้น แต่จะแตกต่างออกไปตรงที่นำที่นำมาใช้หมุนเวียนในการปลูกพืชเป็นน้ำที่ได้มาจากการเลี้ยงสัตว์น้ำ เช่นปลา, กุ้ง ฯลฯ และมีการเพิ่มระบบกรองชีวภาพที่จะใช้แบคทีเรียในการย่อยสลายเศษอาหารที่ใช้เลี้ยงสัตว์น้ำรวมถึงมูลของสัตว์น้ำ ผ่านกระบวนการย่อยสลายด้วยแบคทีเรียเปลี่ยนแอมโมเนีย ให้เป็นไนโตรเจน ซึ่งเป็นธาตุอาหารพืช

จุดเด่นของระบบอะควอโพนิกส์
1. เป็นการใช้ทรัพยากรโดยเฉพาะน้ำได้อย่างประหยัดและคุ้มค่า โดยการหมุนเวียนด้วยระบบกรองกลับมาใช้ใหม่

2. ลดปริมาณการใช้ปุ๋ยลงไปได้มาก

3. ได้ประโยชน์จากการเลี้ยงสัตว์น้ำเพิ่มเติมนอกเหนือจากการปลูกพืช

4. สามารถประยุกต์ใช้ได้กับระบบปลูกหลากหลายแบบ


ข้อด้อยของระบบอะควอโพนิกส์
1. ผู้ปลูกต้องศึกษาทำความเข้าใจในการย่อยสลายอินทรีย์วัตถุของเสียจาการการเลี้ยงสัตว์เพื่อเปลี่ยนให้เป็นเคมีในรูปที่พืชใช้ประโยชน์ได้  โดยที่หากผู้ปลูกไม่สามารถควบคุมปริมาณแอมโมเนียมจากมูลสัตว์ได้ในระดับที่เหมาะสมอาจเกิดปัญหาขึ้นกับสัตว์เลี้ยงและพืชที่ปลูกได้

2. มีต้นทุนในค่าใช้จ่ายและเวลาเพิ่มขึ้น อาทิเช่น ค่าบำรุงรักษาระบบกรองชีวภาพ ต้องมีการเติมแบคทีเรียที่ช่วยย่อยสลายแอมโมเนียมในน้ำเป็นระยะๆ  รวมถึงจำเป็นต้องมีเครื่องมือวัดค่าแอมโมเนียมในน้ำด้วย ฯลฯ

3. มีข้อจำกัดในเรื่องชนิดของพืชที่จะนำมาปลูก กล่าวคือ การย่อยสลายอินทรีย์วัตถุของให้อยู่ในรูปธาตุอาหารพืชต้องใช้ระยะเวลาในการย่อยสลายรวมถึงปริมาณธาตุอาหารที่ได้จากการย่อยสลายแล้วอาจจะไม่เพียงพอต่อการปลูกพืช  ทำให้การปลูกระบบนี้ใช้ได้กับพืชที่ต้องการปริมาณธาตุอาหารไม่มากเท่านั้น


* ในบทความต่อไปจะกล่าวถึงระบบการปลูกแบบ รากลอยในอากาศ (Aeroponics)