เทคนิคการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรพอนิกส์

      ปัจจุบันเทคนิคการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรพอนิกส์ได้รับการพัฒนาขึ้นหลากหลายรูปแบบ  โดยใช้วิธีปลูกวัสดุปลูกการจ่ายและใช้สารละลายธาตุอาหารพืช ฯลฯ ที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามมีเทคนิคที่นำมาใช้เป็นเชิงพาณิชย์อย่างกว้างขวางเพียง ๕ - ๖ แบบ เท่านั้น คือ 

๑. เทคนิคการให้อากาศ (Liquid Culture, Non-circulating System) 

      เป็นเทคนิคเก่าแก่ใช้ภาชนะปลูกเป็นกระบะ (ไม้ โฟม พลาสติก ฯลฯ ) มีฝากระบะเป็นโฟมที่เจาะเป็นรูกลม ๆ ให้มีขนาดพอดีสำหรับวางต้น (ที่โคนต้น จะห่อหุ้มด้วยฟองน้ำ) หรือถ้วยปลูกขนาดเล็ก  วางฝากระบะให้ห่างผิวน้ำประมาณ ๑ เซนติเมตร เพื่อให้มีออกซิเจนหน้าผิวน้ำ เทคนิคนี้เป็นระบบเปิด (open system) มีทั้งแบบที่ใช้น้ำลึกและน้ำตื้น น้ำลึกมีระดับน้ำสูงประมาณ ๑๘ - ๒๐ เซนติเมตร ส่วนน้ำตื้นมีระดับน้ำสูง ๕ - ๑๐ เซนติเมตร มีการให้อากาศด้วยเครื่องเป่าลมอากาศ การเติมออกซิเจนลงละลายในน้ำจะอยู่ในรูปของฟองอากาศที่แทรกอยู่ในน้ำ คล้าย ๆ กับการให้อากาศในตู้เลี้ยงปลา สำหรับเทคนิคนี้น้ำหรือสารละลายไม่มีการไหลหมุนเวียนแบบน้ำลึกต้องการออกซิเจนมากกว่าแบบน้ำตื้น  แต่เมื่ออากาศร้อนจัดจะรักษาอุณหภูมิของน้ำมิให้สูงขึ้นรวดเร็วได้ดีกว่าน้ำตื้น

๒. เทคนิคน้ำหมุนเวียน (Liquid Culture, Circulating System) 

      เทคนิคนี้มีโครงสร้างและหลักการคล้าย ๆ การให้อากาศจะแตกต่างกัน คือ การเติมออกซิเจนลงในน้ำอาศัยการไหลหมุนเวียนของน้ำหรือสารละลายธาตุอาหารพืช เทคนิคนี้เป็นระบบปิด (closed system) การไหลหมุนเวียนของน้ำเกิดจากน้ำล้นเหนือระดับควบคุมปริมาณน้ำที่ไหลจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความสูงของระดับควบคุมและอัตราเร็วของน้ำที่ปลดปล่อย  มีทั้งแบบน้ำลึกและน้ำตื้น แบบน้ำลึกจะขาดออกซิเจนง่ายกว่าแบบน้ำตื้น  ในทำนองเดียวกันอัตราการไหลของน้ำที่ช้าจะขาดออกซิเจนได้ง่ายกว่าอัตราการไหลที่เร็ว  ดังนั้นเทคนิคน้ำลึกและอัตราการไหลที่ช้าจะขาดออกซิเจนง่ายกว่าเทคนิคน้ำตื้นและอัตราการไหลที่เร็ว  ในกรณีที่ขาดออกซิเจนสามารถแก้ไขได้ด้วยวิธียกระดับน้ำตก (waterfall) ให้สูงขึ้นที่ท่อจ่ายหรือถังรับน้ำหรือเพิ่มอัตราความเร็วของน้ำที่ไหล แต่ถ้าน้ำไหลเร็วมากเกินไปจะเป็นอันตรายต่อรากพืช ดังนั้นส่วนใหญ่จะใช้วิธีติดท่อดูดอากาศช่วย เทคนิคน้ำหรือสารละลายไหลหมุนเวียนได้ถูกพัฒนาขึ้นอีกหลายรูปแบบ เช่น เทคนิคทำให้เปียกและระบายทิ้ง (Soak and Drain) เทคนิคสารละลายหมุนเวียนแบบน้ำตื้น (Semi-Deep Nutrient Flow Technique) เทคนิค M-System และเทคนิคไฮโปนิกา เป็นต้น  เทคนิคไฮโปนิกาเป็นเทคนิคที่บริษัทเกียววะ ประเทศญี่ปุ่นพัฒนาขึ้นและนำมาสาธิตในงาน Science World Fair Expo 85 ที่เมืองสึกุบะ ประเทศญี่ปุ่น ผลงานชิ้นนี้แสดงให้เห็นต้นมะเขือเทศมหัศจรรย์ที่มีลำต้นขนาดใหญ่มีเส้นผ่าศูนย์กลางของทรงพุ่มยาวถึง ๖ เมตร มีผลตามขนาดที่ตลาดต้องการถึง ๑๒,๐๐๐ ผลต่อต้น ส่วนต้นพริกหวานมีผลถึง ๔๐๐ ผลต่อต้น

๓. เทคนิคเอ็นเอฟที (Nutrient Flow Technique or NFT) 

      เป็นเทคนิคที่มีน้ำหรือสารละลายไหลหมุนเวียนแบบหนึ่งที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เทคนิคนี้มีหลักการว่า รากพืชจะต้องแช่อยู่ในลำรางแบน ๆ ที่มีความลาดเอียงร้อยละ ๑ - ๓ มีน้ำหรือสารละลายธาตุอาหารพืชไหลผ่านเป็นชั้นแผ่นผิวบาง ๆ ตามช่วงเวลาที่กำหนด เพื่อช่วยให้รากพืชได้รับความชื้นและออกซิเจนเพียงพอ แอลเลน คูเปอร์ (Allen Cooper) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เป็นผู้พัฒนาเทคนิคนี้ขึ้นใน ค.ศ. ๑๙๗๖

๔. เทคนิคฉีดพ่นราก (Aeroponics) 

      เป็นเทคนิคแบบน้ำหมุนเวียนแต่มีหลักการแตกต่างจากเทคนิคน้ำหมุนเวียน  ตามที่ได้กล่าวมาแล้วทั้งหมด คือ รากพืชมิได้แช่อยู่ในน้ำหรือสารละลายแต่ยกให้ลอยขึ้นภายในตู้ปลูกที่เป็นห้องมืด (ตู้ปลูกที่ใช้จะมีรูปแบบสี่เหลี่ยม สามเหลี่ยม หรือสามเหลี่ยมหัวตัดก็ได้) และจะรักษาความชื้นด้วยละอองน้ำจากหัวฉีดที่วางเป็นระยะ ๆ เพื่อให้รากพืชคงความชุ่มชื้นระหว่างร้อยละ ๙๕ -๑๐๐ ของอัตราความชื้นสัมพัทธ์  ข้อดีของระบบนี้ คือ รากพืชจะไม่ขาดออกซิเจน แต่มีข้อเสียที่ตู้ปลูกมักจะมีอุณหภูมิสูงเนื่องจากเมืองไทยมีอากาศร้อนการลดอุณหภูมิภายในตู้ปลูกอาจกระทำได้ด้วยการใช้พัดลมขนาดเล็กดูดหรือเป่าขับไล่ความร้อนออก แต่ก็มีข้อควรระวังคือในการดูดหรือเป่าขับไล่ความร้อนความชื้นสัมพัทธ์จะถูกขับไล่ไปกับความร้อนด้วยทำให้ความชื้นสัมพัทธ์ภายในตู้ลดลงอาจเป็นอันตรายต่อรากพืชได้ 

๕. เทคนิคไฮโดรพอนิกส์สำหรับปลูกพืชเลี้ยงสัตว์ (Hydroponics Green - Fed Production หรือ Agriponic) 

      เป็นเทคนิคการปลูกธัญพืชสำหรับใช้เป็นอาหารสัตว์ เช่น ข้าวสาลี ข้าวโอต ข้าวบาร์เลย์ ข้าวโพด ข้าวฟ่าง เพื่อให้มีคุณค่าทางอาหารสูง  การปลูกจะกระทำในตู้ปลูกที่ควบคุมสภาพแวดล้อมโดยมีการให้น้ำหรือสารละลายธาตุอาหารพืช  ด้วยน้ำหมุนเวียน  ด้วยการฉีดพ่นเป็นละอองฝอยให้ทั่วกระบะ หรือใช้วิธีน้ำหยดทางหัวด้านกระบะปล่อยให้น้ำหรือสารละลายไหลตามลาดเอียงของกระบะหรือถาดเมล็ดธัญพืช  สามารถผลิตต้นพืชอ่อนให้สัตว์กินได้ตลอดปี ทั้งสัตว์เคี้ยวเอื้อง เช่น วัว ควาย แพะ แกะ และสัตว์ปีก เช่น เป็ด ไก่ ในหลักการจะนำเมล็ดธัญพืชแช่น้ำไว้ ๑ วัน หลังจากนั้นนำเมล็ดไปโรยให้เต็มกระบะหรือถาดแล้วให้น้ำหรือสารละลายเป็นระยะ ๆ ตามความเหมาะสม  ในช่วงที่เมล็ดยังไม่งอกจะไม่มีการให้แสงแต่ควบคุมเฉพาะความชื้นและอุณหภูมิ  เมื่อเมล็ดงอกแล้วจึงมีการให้แสงช่วยในการเจริญเติบโตของต้นกล้า ส่วนใหญ่จะใช้แสงอินฟลูออเรสเซนต์หลัง ๕ - ๖ วัน ต้นพืชจะโตมีความสูง ๑๐ - ๑๕ เซนติเมตร ซึ่งพร้อมที่จะใช้เลี้ยงสัตว์ได้ เทคนิคนี้ยังนิยมใช้ในการเพาะถั่วงอกและผักงอกชนิดต่าง ๆ เพื่อใช้เป็นอาหารของมนุษย์ด้วย 

๖. เทคนิควัสดุปลูก (Substrate Culture) 

      เป็นเทคนิคที่น่าสนใจและนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายสามารถเลือกกระทำได้หลายรูปแบบ ทั้งรูปร่าง ขนาด และชนิดของภาชนะปลูก มีการลงทุนต่ำกว่าดูแลง่ายกว่าและสามารถปลูกพืชที่มีอายุยาวได้ดีกว่าการปลูกด้วยเทคนิคที่ใช้น้ำหรือสารละลาย (water culture)