การเกิดปัญหาจากสารอาหารพืชทำให้ดินและน้ำเสีย

การทำลายหรือการจัดการสารอาหารที่ใช้แล้วต้องทำอย่างระมัดระวัง เพราะปุ๋ยหรือสารเคมี โดยเฉพาะพวกไนเตรตและฟอสเฟตอาจไหลลงสู่แม่น้ำ ลำคลองหรือทำให้น้ำใต้ดินเสียหายได้

เพื่อความเข้าใจในเรื่องนี้จะขอยกตัวอย่างของลักษณะการใช้ธาตุอาหารและน้ำสำหรับการปลูกพืชประกอบดังนี้

ปกติแล้วเมื่อให้สารอาหารแก่พืช ผู้ปลูกต่างก็หวังว่าพืชจะใช้ปุ๋ยที่ให้ทั้งหมด 100% แต่ในความเป็นจริงแล้วพืชที่ให้ผลผลิตเป็นผล เช่น มะเขือเทศและแตง จะใช้ปุ๋ยเพียง 50% โดยจะใช้เพื่อการสร้างลำต้น กิ่ง ใบ (Crop residue) 20% และอยู่ในผลผลิต (Product) อีก 30% ส่วนที่เหลือ 50% จะถูกระบายออกไป (Drainage) ในขณะที่ปริมาณน้ำที่ใช้ถ้าคิดเป็น 100 % นั้นจะสูญเสียไปโดยการคายน้ำ (Transpiration) 70% และสูญเสียโดยการระบายออกไป 30%

ประเทศเนเธอร์แลนด์กำหนดให้น้ำที่ระบายออกจากพื้นที่เพาะปลูกต้องมีไนโตรเจนต่ำกว่า 2 มิลลิกรัมต่อลิตรและฟอสเฟตต่ำกว่า 0.15 มิลลิกรัมต่อลิตร

เนื่องจากพืชแต่ละชนิดจะใช้ปุ๋ยมากน้อยแตกต่างกันไป เช่น มะเขือเทศที่ให้ผลผลิต 50 กิโลกรัมในพื้นที่ปลูกหนึ่งตารางเมตรต่อปีนั้นจะดูดใช้ปุ๋ยไนโตรเจน 900 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์ต่อปี (144 กิโลกรัม ต่อไร่ต่อปี) โพแทสเซียม 275 กิโลกรัม ต่อเฮกตาร์ต่อปี (44 กิโลกรัมต่อไร่ต่อปี) ดังนั้นการที่ประเทศเนเธอร์แลนด์กำหนดให้น้ำที่ระบายออกจากพื้นที่ปลูกที่มีไนโตรเจนต่ำกว่า 10,20 หรือ 30 กิโลกรัมและฟอสเฟตระหว่าง 5-10 กิโลกรัมนั้นเป็นตัวเลขที่ค่อนข้างต่ำมาก ทำให้ผู้ผลิตต้องมีการจัดการอย่างเข้มงวดเพราะจากการตรวจสอบการสูญเสีย (Leaching) ของปุ๋ยและน้ำจากการปลูกพืชโดยใช้ร็อควูลเป็นวัสดุปลูกพืช โดยทั่วไปในประเทศเนเธอร์แลนด์ พบว่าสารอาหารที่ให้มีปุ๋ย 1800 กรัม/ตารางเมตรจะสูญเสีย 945 กรัม ต่อตารางเมตร ประสิทธิภาพการใช้น้ำ 70% และประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ยเพียง 52% ซึ่งประสิทธิภาพการใช้น้ำและปุ๋ยนี้ใกล้เคียงกับข้อมูลดังกล่าวข้างต้น

อย่างไรก็ตาม การปลูกพืชบนดินแบบธรรมดาก็ประสบปัญหาในเรื่องดังกล่าวเช่นกันเพราะจากข้องมูลแสดงให้เห็นว่าจะมีการคายน้ำประมาณ 650 มิลลิเมตร หรือ 650 ลิตร ต่อตารางเมตรและน้ำที่ชะล้างความเค็ม (Leaching fraction) ประมาณ 30%

ไนโตรเจนในดิน (N-soil solution) ในโรงเรียนที่ปลูกพืชด้วยดินประมาณ 20 โมห์/ม3 ต้องการใช้น้ำมากกว่า 9,000 ม3 /เฮกตาร์ การคายน้ำ 6,500 ม3 มีน้ำที่ระบายวัดได้ 2,786ม3 ดังนั้นเมื่อคำนวณหาปริมาณของไนโตรเจนที่สูญจะได้ (2,786*20*0.014)=780 กก./เฮกตาร์ (หรือ 121.6 กก./ ไร่)

จะเห็นได้ว่าปริมาณของไนโตรเจนที่สูญเสียไปจากการปลูกด้วยดินแบบธรรมดาไม่แตกต่างไปจากการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินที่มีการให้สารอาหารแบบระบบเปิดเลย

จากข้อมูลดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินไม่ได้เป็นตัวสร้างปัญหาเกี่ยวกับไนเตรตมากไปกว่าการปลูกโดยใช้ดินตามธรรมชาติ

สิ่งที่สำคัญก็คือการป้องกันการสูญเสียไนโตรเจนจากการปลูกด้วยดินแบบธรรมดาทำได้ยากกว่าการปลูกโดยไม่ใช้ดินเพราะในการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินนั้นสามารถนำสารอาหารพืชที่จัดการแล้วมาใช้หมุนเวียนได้อีก ในขณะที่การปลูกด้วยดินแบบธรรมดานั้นทำได้ยาก ในขณะเดียวกันยังสามารถจัดการเพื่อลดปัญหาได้ดีกว่าการปลูกด้วยดินแบบธรรมดาอีกด้วย เช่น โดยการปรับปรุง (โดยการสเตอร์ไรล์เพื่อฆ่าเชื้อโรค) สารอาหารที่ใช้แล้วเพื่อนำหลับมาใช้ใหม่อีกเป็นต้น

นอกจากนี้เมื่อพิจารณาเกี่ยวกับการจัดการเพื่อป้องกันกำจัดศัตรูพืชด้วยแล้ว การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินสามารถป้องกันหรือจัดการได้ดีกว่าการปลูกโดยใช้ดินตามธรรมชาติอีกด้วย โดยเฉพาะการผลิตในประเทศไทย

อนึ่ง จุดเด่นของการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินก็คือนอกจากจะสามารถป้องกันโรคที่มาจากดินติดไปกับผลผลิตที่ส่งออกไปจำหน่ายยังต่างประเทศได้เป็นอย่างดีแล้ว ยังมีข้อดีกว่าการปลูกผักกางมุ้งตรงที่สามารถป้องกันแมลงที่มีระยะการเจริญเติบโตที่เป็นดักแด้ที่อยู่ในดินได้ เพราะในการปลูกผักกางมุ้งนั้น ถ้าหากไม่มีการเตรียมดินที่ดีหรือไม่มีการตากดิน หากมีหนอนที่เป็นดักแด้ในดิน เช่น หนอนกระทู้หอม (หนอนหนังเนียว) หนอนกระทู้ผัก หนอนเจาะสมออเมริกัน (Hellothis sp.) หลงเหลืออยู่แล้วก็จะออกมาขยายพันธุ์และระบาดทำลายพืชที่ปลูกในมุ้งได้