การปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ในต่างประเทศ

      การประยุกต์ใช้ระบบการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์อย่างจริงจังเริ่มขึ้นระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 เช่น กองทัพสหรัฐอเมริกาซึ่งตั้งฐานทัพอยู่ในประเทศญี่ปุ่น สภาพพื้นที่เป็นหินไม่เหมาะต่อการปลูกพืช ได้มีการนำการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์มาใช้ปลูกพืชผักเลี้ยงกองทัพ โดยปลูกภายในโรงเรือนและใช้กรวดเป็นวัสดุปลูก แม้หลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 ยุติลง กองทัพอเมริกันที่ยึดครองประเทศญี่ปุ่นก็ยังคงใช้วิธีนี้ผลิตพืชผัก กองทัพเรืออังกฤษซึ่งมีที่ตั้งอยู่ตามเกาะห่างไกล ในมหาสมุทรแปซิฟิก และมีหลายแห่งที่พื้นที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการปลูกพืช แต่กองทัพต้องการพืชผักเป็นอาหารสำหรับกำลังพล จึงได้มีการนำการปลูกพืชด้วยวิธีนี้มาใช้เช่นกัน (ถวัลย์, 2534)

          ปัจจุบันการปลูกพืชด้วยระบบไฮโดรโปนิกส์ได้พัฒนาไปมาก โดยทั่วไปในประเทศพัฒนามักทำการปลูกภายใต้เรือนกระจก มีการควบคุมสภาพแวดล้อม การผลิตเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่จะใช้คอมพิวเตอร์ควบคุมระบบต่างๆ การเพาะกล้า และการย้ายกล้าลงปลูกในระบบจะเป็นแบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ ระบบที่นิยมใช้จะแตกต่างกัน เช่น ประเทศในแถบยุโรปจะนิยมใช้nutrient film technique (NFT) สหรัฐอเมริกานิยมใช้ระบบน้ำไม่ไหลเวียน (non-circulating system) (บริษัท ที เอ บี วิจัยและพัฒนาจำกัด, 2540) ในออสเตรเลียจะใช้ทั้ง 2 ระบบ

          สำหรับประเทศในแถบเอเซีย ญี่ปุ่นเป็นชาติแรกที่นำการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์มาใช้ เป็นเชิงพาณิชย์ โดยเริ่มจากที่กองทัพสหรัฐอเมริกาซึ่งเข้ายึดครองประเทศญี่ปุ่นช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 นำเทคนิคนี้มาใช้ปลูกพืชผักเพื่อเป็นอาหาร หลังจากนั้นในปี ค.ศ. 1960 ได้มีการพัฒนาเทคนิคการปลูกพืชในกรวด (gravel culture) ขึ้น นับเป็นเทคนิคการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์แบบแรกที่พัฒนาขึ้นโดยชาวญี่ปุ่น (บริษัท ที เอ บี วิจัยและพัฒนาจำกัด, 2540) หลังจากนั้นก็มีการพัฒนาเรื่อยมาจนปัจจุบันประเทศญี่ปุ่นมีเทคนิคต่างๆ กว่า 30 แบบ ถือเป็นประเทศที่มีความก้าวหน้าที่สุดในการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ในเอซีย การปลูกผักด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ในญี่ปุ่นพัฒนาอย่างรวดเร็วเนื่องจากการเจริญของเมืองและราคาที่ดินที่สูงขึ้น ทำให้การทำการเกษตรด้วยระบบดั้งเดิมถูกจำกัดโดยราคาที่ดิน (Tokuda, 1993) พืชที่นิยมปลูกด้วยวิธีนี้คือ มะเขือเทศ แตงกวา และ Japanese hornwort เนื่องจากเป็นพืชที่ให้กำไรมาก ฟาร์มไฮโดรโปนิกส์ในญี่ปุ่นที่ประสบความสำเร็จมักดำเนินการในเรือนกระจกขนาดใหญ่ มีผลผลิตออกสู่ตลาดต่อวันในปริมาณมาก อย่างไรก็ตามมีฟาร์มขนาดเล็กที่ประสบความสำเร็จเช่นกัน ส่วนใหญ่จะเป็นฟาร์มที่ปลูกในโรงเรือนที่มีมาตรฐานสูง ความสำเร็จของการทำฟาร์มไฮโดรโปนิกส์ในญี่ปุ่นขึ้นกับการพัฒนาเพื่อเพิ่มผลผลิตพร้อมๆ กับการลดต้นทุนการผลิต (Kobayashi et al., 1990)

          ในไต้หวันมีการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2512 โดยเริ่มจากการปลูกพืชในกรวดเช่นเดียวกับญี่ปุ่น ในปี 2527 จึงเริ่มมีการปลูกพืชในน้ำ ปัจจุบันมีการพัฒนาเทคนิคต่างๆ ขึ้นหลายเทคนิค แต่ที่แพร่หลายมากที่สุดคือระบบน้ำลึก (deep water) และ NFT อย่างไรก็ตามทั้งสองวิธีก็มีจุดอ่อน โดยที่ในฤดูร้อนซึ่งอากาศแปรปรวนมาก ระบบน้ำลึกมักได้รับปริมาณอ๊อกซิเจนไม่เพียงพอต่อความต้องการของรากพืชแม้จะมีการใช้ปั๊มเพิ่มอ๊อกซิเจนก็ตาม ส่วนระบบ NFT มีปัญหาในเรื่องความแตกต่างของอุณหภูมิในสารละลาย จึงได้มีการพัฒนาระบบของไต้หวันขึ้นเอง คือระบบ dynamic root floating (DRF) ซึ่งเป็นระบบที่สามารถลดความร้อนที่สะสมในเรือนกระจกได้ และมีระบบจัดหาอากาศให้รากอย่างพอเพียง ปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในไต้หวัน ระบบ DRF ของไต้หวันนี้มีองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้ (อิทธิสุนทร, 2542ก)

          1. โรงเรือนปลูกพืชมีโครงทำจากท่อเหล็กส่งน้ำขนาด 0.5 และ 0.75 นิ้ว ขนาดโรงเรือนกว้าง 2.13 เมตร สูง 2.1 เมตร ความยาวไม่จำกัด ด้านบนบุด้วยแผ่นพลาสติก PVC ทนแสง UV ด้านข้างบุด้วยตาข่ายพลาสติกกันแมลงและลม ถ้าแสงมากจะพลางแสงด้วยตาข่ายพลางแสงสีดำ พลางแสงได้ร้อยละ 24-30

          2. ถาดปลูกพืช ทำจากโฟมขนาดกว้าง 2.01 เมตร ยาว 0.90 เมตร สูง 0.15 เมตร ขึ้นรูปเป็นรางขนาดเล็กให้สารละลายไหล จำนวน 9 ราง ถาดปลูกพืชจะต่อกันออกด้านข้างยาวออกได้ตามจำนวนที่ต้องการ เมื่อใช้ปลูกจะบุภายในด้วยแผ่นพลาสติกสีดำ ด้านบนปิดด้วยแผ่นโฟมเจาะรูเป็นรอยเว้าเข้า จำนวน 80 รู เพื่อเป็นรูปลูกพืช

          3. อุปกรณ์ปรับระดับสารละลายในถาดปลูกพืช (nutrient level adjuster) ทำหน้าที่ปรับระดับความสูงของสารละลายในถาดปลูกพืช จะปรับตามอายุพืช เมื่อพืชต้นเล็กสารละลายจะสูง เพื่อให้แน่ใจว่ารากพืชแช่อยู่ในน้ำสารละลาย เมื่อพืชโตขึ้นสารละลายจะลดลง ให้เกิดช่องว่างระหว่างต้นพืชและสารละลาย เพื่อกระตุ้นให้เกิดรากดูดอากาศ อุปกรณ์นี้จะอยู่ในถาดที่รับสารละลายจากถาดปลูกพืชที่อยู่ระดับเดียวกัน และมีท่อ PVC ความสูงต่างๆ ที่สามารถเปลี่ยนความสูงได้เพื่อควบคุมระดับความสูงของสารละลายที่จะไหลลงสู่ถังเก็บสารละลาย ระดับสารละลายในถาดสามารถปรับได้ตั้งแต่ 0-8 เซนติเมตร

          4. อุปกรณ์เพิ่มการละลายของอากาศ (aspirator) จะติดตั้งอยู่ระหว่างปั๊มน้ำและท่อนำสารละลายสู่ถาดปลูกพืช อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยใบพัดขนาดเล็กอยู่ภายใน มีรูเล็กๆ 2 รูให้อากาศเข้าได้ เมื่อสารละลายไหลผ่าน ใบพัดจะหมุนและตีให้เกิดฟองอากาศ เป็นการเพิ่มการละลายของอากาศในสารละลาย สารละลายนี้จะไหลไปยังท่อนำสารละลายสู่ด้านบนของถาดปลูกพืช ท่อนำสารละลายมีขนาด 0.5 เซนติเมตร เจาะรูขนาดเล็กๆ เพื่อให้สารละลายไหลสู่แต่ละรางของถาดปลูกพืช

          ความถี่ในการปั๊มสารละลายในระบบจะควบคุมโดยเครื่องตั้งเวลา โดยมีรอบการหมุนเวียน คือ ในช่วงกลางวัน ปั๊มทำงาน 6 นาที หยุด 24 นาที ส่วนกลางคืน ปั๊มทำงาน 6 นาที หยุด 174 นาที การหมุนเวียนสารละลายเป็นระบบปิด โดยเริ่มจากปั๊มสารละลายจากถังเก็บสารละลายผ่าน aspirator เพื่อเพิ่มอากาศ และผ่านไปยังท่อนำสารละลายในถาดปลูกแล้วพ่นสู่รางออกสู่ปลายรางไปสู่ถาดปรับระดับสารละลายแล้วไหลกลับสู่ถังสารละลายอีกทีหนึ่ง

          ในเกาหลีใต้ การศึกษาวิจัยด้านไฮโดรโปนิกส์จะเน้นในเรื่องการพัฒนาเทคนิค การผลิตพืชผักคุณภาพสูง โดยใช้วัสดุอุปกรณ์ที่หาได้ในประเทศ ในเชิงพาณิชย์ พื้นที่การผลิตพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ในเกาหลีใต้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตั้งแต่ปี 1980 เป็นต้นมา เทคนิคที่ใช้มีทั้ง deep flow technique (DFT) nutrient flow technique (NFT) และ aeroponics ร้อยละ 55 ของพืชผักที่ปลูกด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ เป็นผักกาดหอม ร้อยละ 16 เป็นแตงกวา ร้อยละ 13 เป็นมะเขือเทศ และร้อยละ 16 เป็นพืชผักอื่นๆ (บริษัท ที เอ บี วิจัยและพัฒนาจำกัด, 2540)

          ในประเทศเพื่อนบ้าน เช่นมาเลเซียมีการวิจัยพบว่าการปลูกพืชโดยวิธีไฮโดรโปนิกส์ต้องลงทุนสูง แต่ระบบเปิด และระบบปิดเทคนิค NFT มีแนวโน้มที่จะนำมาปรับใช้ได้ ในภายหลังการขยายชุมชนเมือง ทำให้พื้นที่ทำเกษตรกรรมลดลงถึงร้อยละ 50 ไม่สามารถขยายพื้นที่ปลูกด้วยการปลูกพืชบนดินได้ ระบบ NFT จึงถูกนำมาใช้เพราะเป็นการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์ที่ลงทุนต่ำและปลูกพืชอายุสั้นได้ดี (บริษัท ที เอ บี วิจัยและพัฒนาจำกัด, 2540)

          ในอินโดนีเซียแม้ว่าการผลิตพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์จะลงทุนสูงแต่ก็มีการขยายตัวมากขึ้น เนื่องจากมีตลาดของผู้มีรายได้สูงซึ่งต้องการบริโภคผลผลิตที่มีคุณภาพอย่างต่อเนื่องตลอดปี สำหรับประเทศฟิลิปปินส์ การปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ยังจำกัดอยู่ในระดับงานวิจัยเท่านั้น แต่มีความเป็นไปได้ที่จะพัฒนามาใช้ปลูกผักปลอดภัยจากสารพิษเป็นการค้า (บริษัท ที เอ บี วิจัยและพัฒนาจำกัด, 2540)