ปัจจัยในการเจริญเติบโตของพืชที่ปลูกโดยไม่ใช้ดิน

สิ่งหนึ่งที่จะปลูกพืชให้สำเร็จได้คือต้องรู้จักต้นพืชดีพอ ดังนั้นในด้านปัจจัยการเจริญเติบโตประกอบด้วยสิ่งหลัก ๆ ดังนี้

· ด้านพันธุกรรม (genetic)
· ด้านสิ่งแวดล้อม (environmental)
· การจัดการ (management)

ซึ่งเราต้องมีการจัดการให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต ของต้นพืชที่ปลูกโดยไม่ใช้ดินและต้อง
มีความรู้พื้นฐานต่าง ดังนี้

1. ลักษณะทางพันธุกรรม (genetic)
พันธุกรรม เป็นตัวบ่งบอกว่าพืชมีลักษณะต่าง ๆ เช่น โต เล็ก สูง เตี้ยตามแต่ชนิดของพันธุ์พืชนั้น ๆ ดังนั้น เราจะต้องมีความรู้เรื่องจำเพาะของพันธุ์พืชที่จะปลูก ต้องสามารถทราบลักษณะพิเศษ
ของพันธุ์ทราบปัญหาในการผลิตว่าทนต่อการทำลายของศัตรูแค่ไหน ทราบอายุในการเก็บผลผลิต
ความเหมาะสมในกรณีนำมาปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน การตอบสนองต่อภูมิอากาศในพืชที่ปลูกซึ่งพืชบางชนิดจะตอบสนองต่ออุณหภูมิที่แตกต่างกัน เช่น ปวยเล้ง ชอบอุณหภูมิ 15.5 – 18.5 องศาเซลเซียส
หอม กระเทียม ชอบอุณหภูมิ 12.5 – 24 องศาเซลเซียส แตงกวา มะเขือเทศจะทนต่ออากาศร้อน แต่อย่างไรก็ตามในปัจจุบันความก้าวหน้าในการปรับปรุงพันพืชสามารถผลิตพันธุ์พืชที่ปลูกได้ในทุกสภาพอากาศบ้านเรา เช่น ผักกาดหอม กะหล่ำปลี บล๊อคโคลี่ เป็นต้น
ในด้านอายุพืชการเจริญเติบโต และการพัฒนาการของพืชจะทำให้เกิดความแตกต่างของความเข้มข้นของแร่ธาตุอาหาร ในส่วนของพืชซึ่งโดยปกติ เมื่อพืชอายุมากขึ้น ความเข้มข้นของแร่ธาตุอาหารจะแสดงต่อหน่วยน้ำหนักแห้งที่ลดลง ซึ่งแสดงว่าเกิดจากการเจือจางของสารละลาย


2. ปัจจัยด้านสภาพแวดล้อม (environmental)

แสง
แสงเป็นวัตถุดิบที่จำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์แสงของต้นพืชอย่างมาก ซึ่งอาจได้จากแสงอาทิตย์ หรือแสงที่ได้จากดวงไฟ จะมีผลต่อต้นพืช การได้รับปริมาณแสงและการดูดรับแสงโดยธรรมชาติของพืชบางชนิด เช่น แตงกวา พริก มีความต้องการแสงเต็มที่ แต่บางชนิดต้องการแสงน้อย ดังนั้น เราจะต้องพิจารณาความเหมาะสมของแสง ที่แสงน้อยเกินไปทำให้ต้นพืชอ่อนแอหรือมีการยืดของข้อต้น มีผลให้การเจริญเติบโตช้ากว่าปกติหรือไม่เจริญเลยหากได้รับแสงมากที่ก่อให้เกิดความเสียหายควรใช้ตาข่ายพรางแสงที่เรียกว่า ซาแรน (saran) ช่วยลดความเข้มแสงให้เหมาะสมและช่วงความยาวแสงในแต่ละวันจะมีบทบาทต่อการเจริญเติบโตของพืชต้น เช่น ต้นเบญจมาศ ซึ่งถ้าหากได้รับแสงช่วงสั้นกว่า 12 ชั่วโมง จะมีการเกิดดอก และหากมีการได้รับแสงมากกว่า 15 ชั่วโมง ก็จะมีการเจริญเติบโตทางกิ่งใบ แต่อย่างไรก็ตามพืชบ้านเราซึ่งเป็นพืชเมืองร้อนพันธุ์ผักทั่วไป สามารถเจริญเติบโตได้ดีในระดับความเข้มแสงสูงจะทำให้มีการดูดธาตุอาหารและน้ำไปใช้กับต้นพืชมากขึ้น ในการปลูกพืชไม่ใช้ดิน ที่ปลูกตามระเบียงในกรณีแสงไม่เพียงพอ จะทำให้ต้นพืชยึดและโตช้าหรืออาจไม่โตเลยจึงจำเป็นต้องให้แสงไฟที่ระดับความเข้มสูงเพียงพอที่จะสามารถให้พืชใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงได้

อุณหภูมิ
อุณหภูมิเป็นปัจจัยที่มีผลอันเนื่องมาจากความเข้มแสงหรือระดังความสูงของพื้นที่ในแต่ละพื้นที่ ต้องมีการทราบข้อมูล อุณหภูมิสูงสุด ค่าสูงสุดในรอบที่ผ่านมา เพื่อใช้ประกอบในการพิจารณาเลือกชนิดพืชที่ใช้ปลูก ซึ่งความเหมาะสมต่ออุณหภูมิของพืชจะขึ้นอยู่กับชนิดและพันธุ์ที่กล่าวมาแล้ว นอกจากนี้อุณหภูมิจะมีผลต่อคุณภาพผลผลิตซึ่งในอุณหภูมิต่ำจะทำให้พืชมีเส้นใยน้อยและรสชาติดีขึ้น นอกจากนี้อุณหภูมิลดต่ำลง ก็ทำให้ต้นพืชสามารถเปลี่ยนช่วงการเจริญจากกิ่งใบมาให้ผลผลิตได้ ในสภาพอุณหภูมิสูงทำให้ต้นพืชดูดธาตุอาหารเพิ่มขึ้น แต่หากสูงเกินไปทำให้การดูดช้าลง

ความสูงของพื้นที่กับระดับน้ำทะเล
ในสภาพทั่วไปประเทศไทยความสูงของพื้นที่ไม่มีความแตกต่างกันกับการปลูกพืชมากนัก แต่ที่มีผลเพราะไปมีผลต่อระดับอุณหภูมิเนื่องจากทุกระดับความสูงทำให้อุณหภูมิมีการลดต่ำลง เช่น ในอำเภอเบตง จังหวัดยะลา หรือพื้นที่ในจังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งมีระดับพื้นที่ที่สูงจากระดับน้ำทะเลมาก มีผลให้อุณหภูมิต่ำเหมาะกับการปลูกพืชที่ชอบอุณหภูมิต่ำได้ดี แต่ปัจจุบันได้มีการพัฒนาพันธุ์ที่ปลูกได้กว้างขึ้น
ความชื้นสัมพัทธ์และปริมาณน้ำที่ใช้
ในสภาพบ้านเราเป็นเขตร้อน สภาพที่อากาศแห้งหรือความชื้นในอากาศน้อยมีผลทำให้ต้นพืชเกิดการเหี่ยวเฉาได้ ในการปลูกพืชไม่ใช้ดินการอาศัยน้ำมาเป็นตัวทำละลายธาตุอาหารจะต้องศึกษาคุณภาพน้ำ แหล่งน้ำ ที่นำไปใช้มีความเหมาะสมเพียงใด ซึ่งถ้าหากน้ำเป็นกรดสูง (pH ต่ำ) พืชจะดูดธาตุอาหารพวกประจุบวก (cation) ลดลงในขณะเดียวกันจะดูดธาตุประจุลบสูงขึ้น (anion) ดังนั้น ควรใช้น้ำในระดับ pH ที่เหมาะสม ที่มีความเป็นกลางจะเหมาะต่อการนำไปใช้ของพืช
ลม
ในการปลูกพืชไม่ใช้ดิน ลม นอกจากมีผลในการทำให้ต้นพืชมีการคายน้ำสูงแล้วยังมีผลทำให้เกิดการโยกคลอนของต้นพืชทำให้รากขาด มีการชะงักการเจริญเติบโตและเป็นช่องทางการเข้าทำลายของศัตรูพืช จึงจำเป็นต้องมีการสร้างฉากเพื่อลดแรงปะทะลม เช่น ใช้ตาข่ายบังแรงลมปะทะ เช่น ซาแลน
หรือสร้างโรงเรือนหรือปลูกต้นไม้เป็นแนวป้องกันลม เช่น ต้นกระถินเทพา สน กล้วย ซึ่งทุกระดับความสูงจะสามารถลดแรงปะทะลมได้

ระดับปริมาณก๊าซในบรรยากาศ
ระดับปริมาณก๊าซในบรรยากาศที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช คือ ก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ และออกซิเจน ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์และการหายใจของต้นพืชในการปลูกพืชไม่ใช้ดินในโรงเรือนจะสามารถควบคุมปริมาณที่เหมาะต่อการเจริญเติบโตของพืชได้ดีส่วนออกซิเจนจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการหายใจและมีบทบาทต่อการดูดธาตุอาหารของรากพืชซึ่งถ้ารากพืชได้ออกซิเจนที่น้อยจะทำให้การดูดธาตุอาหารลดลง ซึ่งค่าน้อยกว่า 3 % จะมีผลต่อการลดการดูดธาตุอาหารเป็นอย่างมาก

ธาตุอาหารและสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช
ธาตุอาหารเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้ต้นพืชมีการเจริญเติบโต ธาตุที่พืชผักใช้มากที่สุด คือ
ธาตุคาร์บอน (C) ออกซิเจน (O) และไฮโดรเจน (H) เป็นองค์ประกอบหลักของพืช แต่เนื่องจากธาตุ
ทั้ง 3 ตัว มีจำนวนมากในบรรยากาศและในน้ำจึงไม่กล่าวถึงมากนัก กล่าวเฉพาะธาตุที่จะต้องให้เพิ่มเติม คือ ไนโตรเจน (N) โพแทสเซียม (K) ฟอสฟอรัส (P) แคลเซียม (Ca) แมกนีเซียม (Mg) กำมะถัน (S)
ซึ่งจะนำไปใช้มากและธาตุอีกกลุ่มหนึ่งที่ขาดไม่ได้และจำเป็นต้องมีคือธาตุเหล็ก (Fe) ทองแดง (Cu)
แมงกานีส (Mn) โมลิบดินัม (Mo) สังกะสี (Zn) คลอรีน (Cl) โบรอน (B) และปัจจุบันได้พบว่านิเกิล (Ni)
เป็นอีกธาตุหนึ่ง ซึ่งธาตุแต่ละตัวมีบทบาทต่อสรีระในการเจริญเติบโตที่มีอยู่ในธรรมชาติ ดังนั้น ในการ
ปลูกไม่ใช้ดินต้องให้เพียงพอกับพืชต้องการในแต่ละช่วงการเจริญ นอกจากนี้ยังมีการสร้างสารควบคุมการเจริญเติบโตที่พืชสร้างขึ้นที่มีการส่งเสริมในการเติบโตที่มีอยู่เล็กน้อยก็ตอบสนองต่อการเจริญของพืช หรือเรียกว่า ฮอร์โมนพืชประกอบด้วยกลุ่มที่ส่งเสริมสาร กลุ่มออกซิน (AUXIN) จิบเบอเรลิน (GIBBERELLIN) และไซโตไคนิน (CYTOKININ) และกลุ่มยับยั้งการเจริญเติบโต เช่น เอทิลีนและสารยับยั้งการเจริญเติบโต (INHIBITOR) และรวมถึงสารชะลอการเจริญเติบโต (GROWTH RETARDANT)เช่น พาโคลบิวทราโซล (Paclobutrazol)
ความเป็นกรด – ด่าง (pH) ของสารละลายธาตุอาหารพืช
จะวัดในรูปการแตกตัวของอิออน H เป็นของค่า pH ซึ่งช่วง pH ที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของพืชส่วนใหญ่คือ 5.0 – 6.0 ค่า pH ต่ำกว่า 4 รากพืชจะเกิดอันตราย และถ้าสูงกว่า 7 การเคลื่อนย้ายฟอสเฟต แมงกานีส และเหล็ก จะถูกรบกวน ควรตรวจสอบระดับ pH ทุกวัน ถ้า
สารละลายมีสภาพเป็นกรดจะต้องยกระดับ pH ด้วย Potassium hydroxide (KOH) หรือ
Sodiumhydroxide (NaOH) ถ้าสารละลายธาตุอาหารพืชมีสภาพเป็นด่างต้องลดระดับ pH ด้วย nitric
Acid (HNO3) , phosphoric acid (H3 PO4) sulphuric acid (H2 SO4) หรือ hydrochloric acid (HCI)
3. การจัดการในการปลูกพืชไม่ใช้ดิน (management of soilless culture)
สิ่งที่ต้องเข้าใจคือ ความสัมพันธ์ของส่วนรากและส่วนยอดต้องมีความสัมพันธ์อยู่ต่อเนื่องตลอด
เนื่องจากทั้งสองมีความเกี่ยวข้องต่อกันอย่างแยกไม่ออกในส่วนยอดซึ่งประกอบด้วย ใบ ดอก ผล กิ่ง
ลำต้น จะทำหน้าที่ในการผลิตสังเคราะห์อาหารสะสมโดยขึ้นกับปัจจัยสิ่งแวดล้อมในด้านอุณหภูมิ แสง
ซึ่งมีผลต่อกระบวนการต่าง ๆ อย่างมาก เช่น มีการคายน้ำ การหายใจ และความสามารถของการนำธาตุอาหารมาใช้ ซึ่งหากบริเวณส่วนใดส่วนหนึ่งของต้นถูกทำลายก็จะทำให้ไปลดพื้นที่ในการสร้างอาหาร ซึ่งมีส่วนสีเขียวของคลอโรฟิลล์ที่อยู่บนต้นที่สามารถสังเคราะห์แสง สร้างอาหารได้แล้วนำอาหารที่สร้างส่วนบนไปใช้ทั้งต้นรวมทั้งส่วนราก ซึ่งถ้าหากรากมีการได้รับอาหารน้อยการพัฒนาของรากในการดูดหาอาหารก็จะลดน้อยลงไปด้วย และเช่นเดียวกันหากส่วนใบหรือด้านบนทำลายมาก ๆ จะทำให้รากขาดอาหารและตาย
หรือปริมาณลดน้อยลงในขณะเดียวกันรากก็จะทำหน้าที่ดูดลำเลียงแร่ธาตุและน้ำเป็นวัตถุดิบ ให้ส่วนข้างบนนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป หากมีการตัดรากหรือรากเกิดเน่าเสีย ทำให้การดูดน้ำและแร่ธาตุไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่ส่งไปยังส่วนใบหรือข้างบน ทำให้ใบพืชมีการร่วงเหี่ยวและผลผลิตลดลง โดยสภาพทั่วไปแล้วเมื่อต้นพืชมีการแตกยอดอ่อน ระบบรากจะมีการชะลอการเจริญเติบโตเมื่อใบเริ่มแก่ สามารถสร้างอาหารส่งมาให้รากมีการพัฒนาและเจริญเติบโต ดังนั้น หากเข้าใจทั้ง 2 ส่วนที่สัมพันธ์ต่อกันเราสามารถผลิตพืชที่ปลูกโดยไม่ใช้ดินได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยเราจะต้องพิจารณาแต่ละส่วนของต้นพืชเพื่อมาจัดการให้เหมาะสมต่อการพัฒนาของต้นพืชได้ ดังนี้


การจัดการบริเวณส่วนต้นพืช

1. การควบคุมอุณหภูมิบริเวณส่วนใบจะต้องควบคุมให้เหมาะสม เพราะอุณหภูมิหากร้อนเกินไปทำให้ต้นพืชมีความเสียหายได้ แต่อย่างไรก็ตามอุณหภูมิที่สูงทำให้มีการดูดธาตุอาหารดีขึ้น

2. การควบคุมระดับแสงที่เหมาะสมต่อการเติบโตของพืชเนื่องจากแสงมีความจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์แสงอาจใช้แสงจากหลอดไฟ ที่มีระดับความเข้มของแสงเพียงพอในการใช้ การสังเคราะห์แสง ซึ่งในปัจจุบันได้ผลิตหลอดไฟที่มีขนาด 400-1000 watt ชนิด Methal halide และ High pressure sodium ซึ่งมีความสว่างตั้งแต่ช่วง 50,000 – 130,000 Lumens โดยแสงที่ส่องมาจะต้องไม่ไปทำให้เกิดความร้อนจนเกิดความเสียหายของพืชจึงได้มีการผลิตพิเศษเรียกว่า Horticulture Lighting System(HLS) กรณีถ้าความเข้มของปริมาณแสงไม่เพียงพอก็ทำให้ต้นพืชไม่เจริญเติบโต หรือโตช้าหรือมีการยืดของต้นพืช สำหรับประเทศไทยเป็นประเทศเมืองร้อน ที่ได้รบแสงจากธรรมชาติเพียงพออยู่แล้วถ้าปลูกในสภาพกลางแจ้งไม่มีเงาของอาคารสูงบดบัง
3. การล้างความสมดุลโดยลดการคายน้ำของพืช โดยการเพิ่มความชื้นสัมพัทธ์ในบรรยากาศโดยอาจติดหัวพ่นละอองฟองของน้ำ
4. การเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสงและการลดการหายใจโดยสร้างสภาพบรรยากาศควบคุมปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนให้เหมาะสม ซึ่งหากสามารถควบคุมได้โดยเฉพาะในการปลูกพืชในโรงเรือน