ผักไฮโดรโปรนิกส์

 ไฮโดรโปนิกส์ (Hydroponics)

ประวัติความเป็นมา

          ไฮโดรโปนิกส์ (hydroponics) เป็นคำที่มาจากภาษากรีก 2 คำ คือคำว่า hydro ซึ่งแปลว่าน้ำ และคำว่า ponos แปลว่าทำงานหรือแรงงาน เมื่อรวมกันจึงมีความหมายว่าการทำงานที่เกี่ยวข้องกับน้ำ ประวัติความเป็นมาของการปลูกพืชโดยวิธีนี้นั้นเริ่มมาจากการศึกษาเกี่ยวกับการใช้ธาตุอาหารต่างๆ ในการปลูกพืช ซึ่งมีมาตั้งแต่หลายพันปีก่อนสมัยของอริสโตเติล จากหลักฐานทางประวัติศาสตร์พบว่านักวิทยาศาสตร์หลายท่านได้เขียนบันทึกต่างๆ ทางพฤกษศาสตร์ขึ้นและปรากฎอยู่จนทุกวันนี้ แต่การปลูกพืชตามหลักการทางวิทยาศาสตร์นั้นเริ่มขึ้นประมาณ 300 ปีมาแล้ว คือประมาณ ค.ศ. 1699 John Woodward นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษได้พยายามทำการทดลอง เพื่อหาคำตอบว่าอนุภาคของของแข็งและของเหลวที่อยู่ในดินมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชอย่างไร ต่อมาปี ค.ศ. 1860-1865 นักวิทยาศาสตร์ชื่อ Sachs และ Knop นับเป็นผู้ริเริ่มปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ตามหลักการทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ โดยการปลูกพืชด้วยสารละลายเกลือ อนินทรีย์ต่างๆ เช่น โพแทสเซี่ยมฟอสเฟต โพแทสเซี่ยมไนเตรต ซึ่งให้ธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช คือ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซี่ยม แมกนีเซียม กำมะถัน แคลเซียม และเหล็ก ภายหลังมีการพัฒนาสูตรธาตุอาหารพืชเรื่อยมา จนถึงปี ค.ศ. 1920-1930 William F.Gericke แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ประสบความสำเร็จในการปลูกมะเขือเทศในสารละลายธาตุอาหาร โดยพืชมีการเจริญเติบโตสมบูรณ์และให้ผลผลิตเร็ว นับเป็นจุดเริ่มต้นของการนำเทคนิคการปลูกพืชโดยวิธีนี้ไปประยุกต์ใช้เพื่อปลูกพืชเป็นการค้า และได้มีการพัฒนาเทคนิควิธีการและส่วนประกอบในสารละลายเรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน

ไฮโดรโปนิกส์ (Hydroponics) เป็นการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินแต่ใช้น้ำที่มีธาตุอาหารพืชละลายอยู่ หรือ การปลูกพืชในสารละลายธาตุอาหารพืชทดแทน   ซึ่งนับเป็นวิธีการใหม่ในการปลูกพืช  โดยเฉพาะการปลูกผักและพืชที่ใช้เป็นอาหาร เนื่องจากประหยัดพื้นที่ และไม่ปนเปื้อนกับสารเคมีต่างๆ ในดิน ให้ได้พืชผักที่สะอาดเป็นอาหาร ปัจจุบันนี้ในเทคนิคการปลูกพืชแบบไร้ดินหลายแบบด้วยกัน

คำว่า ไฮโดรโปนิกส์ (hydroponics) เป็นคำผสมระหว่างคำ 3 คำ คือ

 • ไฮโดร (hydro) หมายถึงน้ำ  

 • โปโนส (ponos) เป็นคำที่มาจากภาษากรีก หมายถึงการทำงาน และ

 • อิกส์ (ics) หมายถึงศาสตร์หรือศิลปะ

ซึ่งเมื่อรวมคำทั้ง 3 คำเข้าด้วยกันจึงมีความหมายตามรูปศัพท์ว่า ศาสตร์หรือศิลปะว่าด้วยการทำงานของน้ำ

            ปัจจุบัน การปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์มีเทคนิคที่คิดค้นใหม่ๆหลากหลายรูปแบบ มิได้จำกัดอยู่เฉพาะการปลูกพืชในน้ำ (water culture) เท่านั้น   บางกรณีมีการใช้วัสดุปลูก (substrate)  ทดแทนดินทั้งหมดและรดด้วยสารละลายธาตุอาหารพืช ซึ่งเรามักเรียกว่า ซับส์เทรต คัลเจอร์ (substrate culture) หรือมีเดีย คัลเจอร์ (media culture) หรือแอกกรีเกตไฮโดรโปนิกส์ (aggregate hydroponics)  เทคนิคดังกล่าวนิยมเรียกว่า การปลูกโดยไม่ใช้ดิน หรือ การปลูกพืชไร้ดิน (soilless culture)  ซึ่งเป็นที่น่าสังเกตว่าเทคนิคการปลูกพืชในน้ำก็ดี  หรือ  การปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์รูปแบบอื่นๆ ก็ดี   บางครั้งก็อาจเรียกรวมๆ ว่า soilless culture แทนคำว่า hydroponics ก็ได้ 

             ไฮโดรโปนิกส์ มีประโยชน์หลักๆ 2 ประการด้วยกัน ประการแรกคือช่วยให้มีสิ่งแวดล้อมที่ควบคุมได้มากขึ้นสำหรับการเติบโตของพืช  แทนที่จะเป็นการใช้ดินอย่างเดิม ทำให้กำจัดตัวแปรที่ไม่ทราบออกไปจากการทดลองได้จำนวนมาก  ประการที่สองก็คือ พืชหลายชนิดจะให้ผลผลิตได้มากในเวลาที่น้อยกว่าเดิม และในบางครั้งก็มีคุณภาพที่ดีกว่าเดิมด้วย ซึ่งในสภาพแวดล้อมและสภาพการเศรษฐศาสตร์หนึ่งๆ  การปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์จะให้ผลกำไรแก่เกษตรกรมากขึ้น และด้วยการปลูกที่ไม่ใช้ดินจึงทำให้พืชไม่มีโรคที่เกิดในดิน ไม่มีวัชพืช ไม่ต้องจัดการดิน  และยังสามารถปลูกพืชใกล้กันมากได้  ด้วยเหตุนี้พืชจึงให้ผลผลิตในปริมาณที่มากกว่าเดิมขณะที่ใช้พื้นที่จำกัด   นอกจากนี้ยังมีการใช้น้ำน้อยมากเพราะมีการใช้ภาชนะ หรือระบบวนน้ำแบบปิด  เพื่อหมุนเวียนน้ำ  เมื่อเทียบกับการเกษตรแบบเดิมแล้ว   นับว่าใช้น้ำเพียงส่วนน้อยนิดเท่านั้น

 ด้วยคุณภาพที่กล่าวมาข้างต้น  ทำให้ไฮโดรโปนิกส์มีประโยชน์กับการปลูกพืชที่ไม้ใช่วิธีการแบบเดิมๆ นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ได้เสนอมานานแล้วว่า   ไฮโดรโปนิกส์นั้นจะทำให้สถานีอวกาศ หรือ ยานอวกาศ สามารถปลูกพืชไร้ดินได้เอง และคุณสมบัติดังกล่าวนี้ทำให้ไฮโดรโปนิกส์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ต้องการปลูกพืชโดยการการควบคุมปัจจัยที่เกี่ยวข้องได้มากที่สุด และมีความหนาแน่นสูงสุด

ประโยชน์ของระบบไฮโดรโปนิกส์

• ข้อดีที่เป็นจุดแข็งของผักชนิดนี้ก็การได้ผลผลิตที่สะอาดกว่าการปลูกในดิน ปลอดภัยจากสารพิษตกค้าง ผักที่ได้มีความสวยงามน่ารับประทาน ผักมีรสชาติดี มีคุณค่าทางโภชนาการสูง และผักสดที่ได้จะมีความนุ่มและกรอบกว่าผักที่ปลูกในดิน
• การปลูกผักแบบไฮโดรไปนิกส์ไม่ต้องใช้ดินในการเพาะปลูก จึงสามารถปลูกได้ทุกที่ ปลูกได้ทั้งพืชขนาดเล็กและขนาดใหญ่ เป็นวิธีที่เหมาะสำหรับผู้ที่มีพื้นที่ปลูกน้อย (เช่น ผู้ที่อาศัยอยู่ในอพาร์ตเมนต์) และไม่มีขอบเขตไม่ว่าจะเป็นการปลูกในจำนวนน้อยเพื่อใช้บริโภคเองภายในครัวเรือนหรือปลูกในพื้นที่ขนาดใหญ่ในเชิงธุรกิจ ด้วยเหตุนี้เองวิธีนี้จึงเป็นที่นิยมในการปลูกเป็นอย่างมากในเมืองที่มีประชากรหนาแน่น เช่น ไต้หวัน ญี่ปุ่น เนเธอแลนด์ เป็นต้น
• ช่วยทำให้มีสิ่งแวดล้อมในการปลูกที่เราสามารถควบคุมเองได้มากขึ้นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช เพราะเราสามารถกำจัดตัวแปรต่าง ๆ ที่ไม่ทราบออกไปจากการทดลองได้จำนวนมากเมื่อเปรียบเทียบกับการปลูกผักบนดิน
• การปลูกผักรูปแบบนี้สามารถนำมาใช้ได้กับพืชหลายชนิด (ขึ้นอยู่กับความยากง่ายในการปลูกด้วย) ไม่ว่าจะเป็นผัก ผลไม้ ไม้ดอก ไม้ประดับ รวมไปถึงพืชไม้เลื้อยไปจนถึงพืชยืนต้น แต่ในด้านการผลิตเชิงธุรกิจแล้ว จะนิยมปลูกพืชจำพวกผักและไม้ผล ซึ่งเป็นพืชที่เก็บเกี่ยวช่วงอายุสั้นกันมากกว่า
• พืชผักเจริญเติบโตและให้ผลผลิตได้เร็วกว่าการปลูกพืชผักในดินอย่างน้อยประมาณ 1-2 สัปดาห์
• ผลผลิตที่ได้จะมีคุณภาพและมีความสม่ำเสมอมากกว่าการเพาะปลูกในดินปกติ เพราะสามารถจัดการและควบคุมสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ให้มีความเหมาะสมต่อพืชที่ปลูกได้ จึงสามารถผลิตพืชได้ต่อเนื่องตลอดทั้งปี เพราะสามารถเพิ่มรอบการผลิตได้มาก มีอายุสั้น และได้คุณภาพสูง
• ระบบการปลูกผักแบบไฮโดรโปนิกส์จะช่วยประหยัดน้ำมากกว่าการปลูกพืชผักในดินปกติไม่น้อยกว่า 10 เท่า จึงทำให้สามารถปลูกพืชผักได้แม้ในฤดูแล้งหรือนอกฤดูกาลได้ และยังให้ผลตอบแทนที่สูงกว่าอีกด้วย
• การปลูกผักประเภทนี้จะมีความสม่ำเสมอของการให้น้ำได้ดีกว่าการปลูกพืชผักในดินปกติ และยังสามารถควบคุมการให้น้ำได้ตามความต้องการของพืชได้ด้วย
• เราสามารถควบคุมการให้ธาตุอาหารของพืชผักได้ง่ายกว่าการปลูกพืชผักในดิน เพราะช่วยแก้ปัญหาความไม่สม่ำเสมอของธาตุอาหารในดินที่เกิดจากวัตถุต้นกำเนิดที่แตกต่างกัน ช่วยควบคุมปริมารและรูปของจุลธาตุที่พืชผักต้องการจำนวน 7 ธาตุ (ธาตุเหล็ก, โบรอน, คลอรีน, แมงกานีส, โมลิบดีนัม, ทองแดง, สังกะสี) ให้อยู่รูปที่รากของพืชผักสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้และไม่ให้ในปริมาณที่มากเกินไปจนเป็นพิษต่อพืชผักที่ปลูก ช่วยควบคุมค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (pH) ได้ง่าย ซึ่งค่า pH นี้เองที่มีส่วนในการควบคุมรูปของธาตุอาหารให้อยู่ในรูปแบบที่พืชผักสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ทันที อีกทั้งวิธีการนี้ยังช่วยให้ธาตุอาหารของพืชไม่สูญหาย ทั้งในรูปแบบการถูกชะล้างไปจากดิน การจับตัวกับธาตุบางชนิดในดินที่ตกตะกอนไป หรือการเปลี่ยนแปลงไปอยู่ในรูปแบบที่พืชไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ นอกจากนี้ยังช่วยควบคุมผลตกค้างองการมีธาตุอาหารสะสมในพืช ในดิน และในสภาพแวดล้อมจนเกิดเป็นพิษต่อระบบนิเวศ
• การปลูกพืชผักแบบไฮโดรโปนิกส์สามารถควบคุมโรคในดินได้ง่ายกว่าการปลูกพืชผักในดิน
• เนื่องจากเป็นการปลูกพืชผักโดยไม่ใช้ดิน จึงทำให้พืชไม่มีโรคที่เกิดในดิน ไม่มีวัชพืชมารบกวน ไม่ต้องทำการจัดการดิน และยังสามารถปลูกพืชผักใกล้กันมากได้อีกด้วย ด้วยเหตุนี้จึงทำให้การปลูกผักแบบไฮโดรโปนิกส์มีผลผลิตที่มากกว่าเดิมในพื้นที่จำกัด
• หมดปัญหาเรื่องสภาพดินในการที่ไม่มีความเหมาะสม เช่น ดินเค็ม ดินเป็นกรดหรือด่าง รวมไปถึงสภาพการขาดแคลนน้ำต่าง ๆ
• การจัดการลดปริมาณของไนเตรทในพืชที่ปลูกโดยไม่ใช้ดินจะทำได้ง่ายกว่าพืชที่ปลูกบนดิน เพราะเราสามารถกำหนดใช้ความเข้มข้นของสารละลายธาตุอาหารที่ปลูกเลี้ยงได้ระดับต่ำ หรือเลือกใช้สารละลายธาตุอาหารที่มีความเข้มข้นต่ำมาก นอกจากนี้การลดไนเตรทยังทำได้ด้วยการให้พืชได้รับแสงเพียงพอและอย่าให้พืชขาดโมลิบดีนัม (พืชผักที่มีไนเตรทสูง เมื่อนำมาบริโภคจะเกิดโทษต่อร่างกาย เพราะไนเตรทเมื่อเข้าสู่ร่างกายจะถูกเปลี่ยนเป็นไนไตรท์ ซึ่งสามารถยับยั้งการพาออกซิเจนไปเลี้ยงเซลล์ในร่างกายของเม็ดเลือดแดงได้ ทำให้เกิดอาการขาดอากาศเฉียบพลัน และยังสามารถไปรวมกับสารประกอบอะมีนในร่างกาย และกลายเป็นไนโตรซามีน (Nitrosamine) ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งชนิดหนึ่งได้)
• การปลูกผักแบบไร้ดินก็มีประโยชน์ในด้านภูมิทัศน์เช่นกัน เพราะเราสามารถผลิตพืชสวนประดับเพื่อใช้ประดับอาคารได้
• ช่วยในการประหยัดต้นทุนต่าง ๆ เช่น ค่าแรงงาน เนื่องจากการปลูกผักในระบบนี้จะเป็นระบบที่ไม่ต้องมีการเตรียมแปลงเพาะปลูกขนาดใหญ่เหมือนการปลูกพืชผักในดิน จึงไม่มีค่าใช้จ่ายเรื่องการเตรียมดิน การยกร่อง ค่าปุ๋ย รวมไปถึงค่ากำจัดวัชพืชต่าง ๆ และช่วยลดการนำเข้าของผักและผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดค่าขนส่งได้อีกด้วย เพราะเราสามารถเลือกผลิตใกล้แหล่งรับซื้อได้ จึงทำให้มีศักยภาพในเชิงการค้าสูง
• สามารถสร้างอาชีพทำรายได้ให้กับบุคคลทั่วไปที่สนใจ และผู้ด้อยโอกาสทางร่างกายได้ เช่น ผู้พิการโดยกำเนิด ทหารผ่านศึกที่ได้รับความพิการจากการสู้รบ เป็นต้น
• ในด้านประโยชน์อย่างอื่น เช่น มีประโยชน์ในด้านการส่งเสริมการนันทนาการในครอบครัว เพราะการปลูกผักไว้เพื่อบริโภคภายในครอบครัวก็ช่วยทำให้เกิดความเพลินเพลินใจและทำให้รู้หลักการปลูกพืชในเบื้องต้นได้เป็นอย่างดี และการปลูกพืชไร้ดินยังมีประโยชน์ในด้านการศึกษาอีกด้วย เช่น การศึกษาทดลองของนักเรียน นักศึกษา รวมไปถึงประชาชนทั่วไปที่สนใจ เป็นต้น
• ช่วยส่งเสริมศักยภาพในการท่องเที่ยวของชาวต่างชาติ เนื่องจากเราสามารถควบคุมอุณหภูมิของสารอาหารและจัดการผลิตพืชผักเมืองหนาวที่เป็นคุ้นเคยของชาวต่างชาติได้ มันจึงเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับชาวต่างชาติที่เข้ามาอยู่ในประเทศไทยเป็นระยะเวลานานได้บริโภคพืชผักที่ตนคุ้นเคย
• การปลูกพืชผักไร้ดินกับโครงการอวกาศ จะทำให้ยานอวกาศหรือสถานีอวกาศสามารถปลูกพืชผักไรดินได้เอง และการปลูกพืชผักไร้ดินไม่เพียงแต่จะก่อประโยชน์กับชีวิตและความเป็นอยู่ในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดประโยชน์กับการพัฒนาคุณภาพชีวิตในอนาคตเป็นอย่างมาก

ข้อเสียของระบบไฮโดรโปนิกส์

• การปลูกผักแบบไฮโดรโปนิกส์จะมีต้นทุนการผลิตเริ่มต้นค่อนข้างสูง เนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์ในการเพาะปลูกต่าง ๆ มากมายและมีราคาแพง แต่มีศักยภาพในการคืนทุนเร็ว (ในปัจจุบันเราสามารถหาซื้อชุดปลูกผักสำเร็จรูปได้ในแบบราคาย่อมเยา หรือจะศึกษาหาข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อทำเองก็ได้)
• ผู้ปลูกต้องมีความชำนาญและมีประสบการณ์มากพอสมควรในการควบคุมดูแล เพราะถ้าไม่มีความรู้หรือไม่มีความสามารถในการจัดการที่ดีพอก็อาจทำให้พืชผักที่ปลูกมีปริมาณธาตุอาหารในพืชสูงได้
• ผู้ปลูกจะต้องมีความเข้าใจเกี่ยวกับข้อมูลพื้นฐานของสรีรวิทยาของชนิดพืชที่จะปลูก รวมไปถึงพื้นฐานทางเคมีและธาตุอาหารที่พืชต้องการ
• การปลูกผักแบบไฮโดรโปนิกส์ต้องมีการควบคุมดูแลอย่างสม่ำเสมอ
• วัสดุที่ใช้ในการเพาะปลูกบางอย่างจะเน่าเปื่อยหรือสลายตัวได้ยาก ซึ่งอาจเป็นปัญหาต่อสิ่งแวดล้อมได้ ถ้าหากไม่มีการจัดการที่ดีพอ
• มีข้อจำกัดของชนิดพืชที่ปลูกมีค่อนข้างสูง ทำให้การเลือกพืชที่จะเพาะปลูกในเชิงพาณิชย์จะต้องมีการศึกษาตลาดอย่างถี่ถ้วน และควรเป็นพืชที่แตกต่างจากพืชที่ปลูกกันอยู่ทั่วไปบนดิน
• นอกจากนี้ในบริเวณที่จะติดตั้งระบบไฮโดรโปนิกส์ จะต้องมีระบบไฟฟ้าและระบบน้ำที่พร้อม เนื่องจากเป็นพื้นฐานของการติดตั้งระบบการปลูกด้วยวิธีนี้

ประโยชน์ของผักไฮโดรโปนิกส์

• ผักไฮโดรโปนิกส์เป็นผักที่มีคุณค่าทางอาหารสูง และไม่มีสารเคมีที่เป็นพิษต่อร่างกาย
• มีความปลอดภัยต่อผู้บริโภคสูง เนื่องจากการปลูกผักไร้ดินเป็นการนำสารละลายธาตุอาหารมาละลาย โดยใช้ธาตุอาหารที่เหมาะสมกับความต้องการพืช เช่นเดียวกับการปลูกพืชบนดิน แต่ต่างกันตรงที่ผักที่ปลูกในดินจะต้องอาศัยจุลินทรีย์มาเปลี่ยนเป็นอาหาร ทำให้บางครั้งหากในดินมีธาตุโลหะหนักที่เป็นพิษต่อผู้บริโภค จุลินทรีย์ก็จะเปลี่ยนให้พืชสามารถดูดธาตุที่เป็นพิษเข้าไปได้ ในขณะที่การปลูกพืชไร้ดิน จะสามารถควบคุมแร่ธาตุที่มีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชได้ ผู้บริโภคจึงได้รับประทานผักสดสะอาดที่มีความปลอดภัยสูง
• ข้อดีของการบริโภคผักไฮโดรโปนิกส์ คือ การคงคุณประโยชน์ที่โดดเด่นที่สุดของผักเอาไว้ได้อย่างเต็มที่ เช่น กากใยอาหาร ที่เป็นตัวช่วยในการล้างผนังลำไส้และเป็นตัวช่วยในการขับถ่าย
• มีการรับรองว่าพืชผักไร้ดินจะมีปริมาณแร่ธาตุที่เป็นประโยชน์เท่ากับพืชผักที่ปลูกบนดินหรือสูงกว่าเล็กน้อย แต่พืชผักไร้ดินจะมีกลิ่นที่มาจากน้ำมันหอมระเหยและมีรสชาติน่าชวนชิมมากกว่าพืชผักที่ปลูกบนดิน
• ผักไฮโดรโปนิกส์ที่นิยมส่วนใหญ่จะเป็นผักสลัดที่นำมารับประทานสด เช่น ผักกรีนคอส (Green Cos) เป็นผักที่อุดมไปด้วยธาตุเหล็กที่ช่วยป้องกันโรคโลหิตจาง นอกจากจะใช้เป็นส่วนประกอบในสลัดแล้ว ยังนิยมนำไปผัดน้ำมันอีกด้วย, ผักกรีนโอ๊ค (Green Oak) หรือ ผักเรดโอ๊ค (Red Oak) เป็นผักที่อุดมไปด้วยวิตามินเอ วิตามินซี โฟเลท และธาตุเหล็ก, ผักเรดคอรัล (Red Coral) เป็นผักที่อุดมไปด้วยใยอาหาร โฟเลท สารต้านอนุมูลอิสระ รวมไปถึงเบต้าแคโรทีน, ผักบัตเตอร์เฮด (Butterhead) เป็นผักที่อุดมไปด้วยโฟเลทและสารต้านอนุมูลอิสระ เป็นต้น