การผลิตพืชผักใน plant factory

การผลิตพืชผักใน plant factory   

  การผลิตพืชผักภายใต้แสงเทียม (Plant Factory artificial light : PFAL) เป็นการปลูกพืชในระบบปิดในแนวตั้งได้มากถึง 10 ชั้น ประหยัดพื้นที่การใช้สอย สามารถควบคุมปัจจัยสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น แสง อุณหภูมิ ความชื้น คาร์บอนไดออกไซด์ ธาตุอาหาร (ให้ผ่านทางระบบไฮโดรโปนิกส์)  ฯลฯ  การผลิตพืชระบบนี้เรียกสั้นๆ ว่า Plant factory เหมาะสำหรับการผลิตผักในสังคมเมืองเพื่อให้ผู้บริโภคได้รับประทานผักที่สด ปลอดจากสารป้องกันกำจัดศัตรูพืช ทำให้ผู้ผลิตลดต้นทุนค่าขนส่ง และมีการจัดการผลผลิตอย่างแม่นยำ

ระบบไฮโดรโปนิกส์ (Hydroponics)

1.  ระบบ NFT (Nutrient  Film  Technique) เป็นการปลูกพืชโดยให้รากสัมผัสกับสารอาหาร  โดยสารอาหารจะไหลเป็นแผ่นฟิลม์บางๆ  หนา 1-3 มิลลิเมตร  และสารละลายธาตุอาหารจะมีการไหลหมุนเวียนกลับมาใช้อีกครั้ง

2.  ระบบ DFT (Deep  Flow  Technique)  เป็นการปลูกพืชโดยให้รากสัมผัสกับสารอาหารในน้ำลึก 3-5 เซนติเมตร  โดยจะปลูกในราง  ในภาชนะ  หรือในถาดปลูกก็ได้

3.  ระบบ DRFT (Dynamic  Root  Floating  Technique)  จะคล้ายกับระบบDFT เป็นการปลูกพืชโดยให้รากสัมผัสกับสารอาหารในน้ำลึก 3-5 เซนติเมตรและอากาศ

ธาตุอาหาร หรือปุ๋ย AB

1.ความสามารถในการเคลื่อนย้ายธาตุอาหารในน้ำและพืช
1.1 การเคลื่อนย้ายในสารละลาย อัตราการเคลื่อนที่ของไอออนในน้ำเคลื่อนย้ายไปยังผิวราก โดยการแพร่ไปกับน้ำ
1.2 การเคลื่อนย้ายในพืช การเคลื่อนย้ายของธาตุอาหารภายในพืชทางโฟลเอ็ม ซึ่งแบ่งได้เป็นสามกลุ่ม คือ สภาพเคลื่อนที่สูง เช่น โพแทสเซียม ไนโตรเจน แมกนีเซียม และฟอสฟอรัส สภาพเคลื่อนที่ปานกลาง เช่น เหล็ก แมงกานีส สังกะสี ทองแดง และโมลิบดีนัม และสภาพเคลื่อนที่ต่ำ เช่น แคลเซียมและโบรอน สำหรับโบรอนมีข้อยกเว้น เนื่องจากมีสภาพเคลื่อนที่สูงในบางพืช

2. การเคลื่อนย้ายธาตุอาหารที่เคลื่อนที่ได้ภายในพืช ธาตุอาหารที่สามารเคลื่อนที่ได้ภายในพืช ได้แก่ ไนโตรเจน ( N ) ฟอสฟอรัส (P) โพแทสเซียม (K) และแมกนีเซียม (Mg) จะเคลื่อนย้ายไปยังส่วนยอด หรือ ใบอ่อน โดยธาตุกลุ่มนี้จะเคลื่อนที่ไปทุกทิศทาง ผ่านทางท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (ไซเล็ม) และท่อลำเลียงอาหาร (โฟลเอ็ม) ถ้าพืชขาดธาตุจะปรากฏอาการครั้งแรกในใบแก่ก่อน และถ้ามีอาการขาดรุนแรงมากขึ้นจะปรากฏในส่วนยอดและใบอ่อนตามมา กรณีขาดธาตุให้เช็ค การตวงสารละลาย ค่า EC และ PH ปรับสูตรให้เหมาะสมกับชนิดพืช อุณหภูมิความชื้น

3.การเคลื่อนย้ายธาตุอาหารที่เคลื่อนที่ยากภายในพืช
1. ธาตุอาหารที่เคลื่อนที่ยากภายในพืช ได้แก่ แคลเซียม (Ca) และ โบรอน (B)
2.ธาตุอาหารที่เคลื่อนที่ได้น้อย ได้แก่เหล็ก (Fe) สังกะสี (Zn) ทองแดง (Cu) และแมงกานีส (Mn)
ถ้าพืชขาดธาตุจะแสดงอาการครั้งแรกในใบอ่อนก่อน เนื่องจากไม่สามารถดึงธาตุอาหารจากใบแก่ไปเลี้ยงใบอ่อนหรือผล และหากมีอาการขาดรุนแรงไม่ได้รับการแก้ไขจะแสดงในใบที่แก่ตามมา ธาตุอาหารที่เคลื่อนที่ยากจะเคลื่อนที่เฉพาะในท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (ไซเล็ม) เท่านั้น คือ เคลื่อนที่ตามกระแสน้ำ
4. ธาตุอาหารที่เคลื่อนย้ายได้ง่าย กับ ยากในดิน ตำแหน่งของการใส่ปุ๋ยสัมพันธ์กับสมบัติของธาตุอาหารในการละลายเคลื่อนย้ายในดิน
ไนโตรเจนจะเคลื่อนย้ายใได้ง่ายในรูปไนเทรต เพราะเป็นประจุลบ โพแทสเซียมละลายได้ดีพอ ๆ กับไนโตรเจน แต่จะเคลื่อนย้ายได้ไม่ดีเท่าไนโตรเจน เพราะโพแทสเซียมมีประจุบวกการเคลื่อนย้ายจึงช้าลง ฟอสฟอรัส เป็นธาตุที่ละลายน้ำยาก

5. ธาตุอาหารที่เคลื่อนย้ายได้ดี ได้น้อย และ ยาก ภายในพืช
-การเคลื่อนย้ายธาตุอาหารมีอิทธิพลต่อตำแหน่งและรูปแบบของอาการขาดธาตุอาหารบนต้นพืช การแบ่งกลุ่มธาตุอาหารตามความสามารถในการเคลื่อนย้ายในต้นพืช แบ่งได้ 3 กลุ่ม
1. กลุ่มที่เคลื่อนย้ายได้ดีทั่วต้นพืช ได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม และแมกนีเซียม อาการขาดเกิดที่ใบแก่ก่อน
2. กลุ่มที่เคลื่อนย้ายได้น้อยหรือได้บ้าง ได้แก่ เหล็ก สังกะสี กำมะถัน ทองแดง และแมงกานีส อาการขาดมักเกิดที่ใบอ่อนมากกว่าใบแก่
3. กลุ่มที่เคลื่อนย้ายยากหรือไม่ได้ ได้แก่ แคลเซียม และโบรอน อาการขาดมักเกิดกับเนื้อเยื่อที่ยังอ่อนหรือเกิดใหม่

6. การวินิจฉัยการขาดธาตุอาหารพืชเบื้องต้น

6.1 การขาดธาตุที่ใบอ่อน

- ขอบใบเป็นสีน้ำตาลหรือไหม้ ขาดแคลเซียม พิษจากแอมโมเนียม
- สีเหลืองระหว่างเส้นใบ ขาดเหล็ก แมงกานีส ทองแดง สังกะสี พิษจากฟอสฟอรัส
- ปลายยอดตาย ขาดโบรอน แคลเซียม พิษจากอะลูมินัม
- ใบเหลือง ขาดกำมะถัน

6.2 การขาดธาตุที่ใบแก่่

- ขอบใบสีน้ำตาลหรือไหม้ ขาดโพแทสเซียม พิษจากความเค็มโพแทสเซียม หรือพิษจากโบรอน
- สีเหลืองระหว่างเส้นใบ ขาดแมกนีเซียม พิษจากโพแทสเซียม
- ใบสีน้ำเงินแกมเขียวหรือม่วง ขาดฟอสฟอรัส
-ใบเหลือง ขาดไนโตรเจน

7. การวินิจฉัยอาการขาดธาตุอาหารของพืช กรณีธาตุที่เคลื่อนย้ายได้ดี กลุ่มที่เคลื่อนย้ายได้ดีทั่วต้นพืช ได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม แมกนีเซียม ธาตุกลุ่มนี้เคลื่อนย้ายได้ดีจากใบแก่ไปยังใบอ่อน อาการขาดจึงแสดงออกที่ใบแก่อ่อน เนื่องจากธาตุอาหารถูกเคลื่อนย้ายไปยังใบอ่อนที่กำลังเจริญเติบโต

8. การวินิจฉัยอาการขาดธาตุอาหารของพืช กรณีธาตุที่เคลื่อนย้ายยาก ธาตุอาหารที่เคลื่อนที่ยากภายในพืช ได้แก่ แคลเซียม (Ca) และ โบรอน (B) ธาตุกลุ่มนี้ ไม่ค่อยมีการเคลื่อนย้ายถ่ายเทภายในต้นพืช มักเกิดอาการขาดกับเนื้อเยื่อที่ยังอ่อนหรือเกิดใหม่ เช่น ตายอด ตาข้าง ปลายยอด ปลายราก เพราะพืชไม่สามารถดึงเอาธาตุอาหารจากใบแก่ไปใช้ได้ ธาตุอาหารที่เคลื่อนที่ได้น้อย ได้แก่ เหล็ก (Fe) สังกะสี (Zn) ทองแดง (Cu) แมงกานีส (Mn) และกำมะถัน (S) อาการขาดจึงแสดงออกที่ใบอ่อนมากกว่าใบแก่

ปัจจุบันมีโรงงานผลิตพืชทั่วโลกประมาณ 400 แห่ง ประเทศญี่ปุ่นเป็นผู้นำของเทคโนโลยีโรงงานผลิตพืช การตลาดสัดส่วนเป็นอันดับ 1 กว่าร้อยละ 20.0 ของมูลค่าตลาดโรงงานผลิตพืชทั่วโลก ซึ่งญี่ปุ่นมีโรงงานผลิตพืช 200 แห่ง ไต้หวัน 100 แห่ง จีน 50 แห่ง สหรัฐอเมริกา 25 แห่ง เกาหลีใต้ 10 แห่ง และสิงคโปร์ 2 แห่ง  พืชที่นิยมปลูกคือ ผักกาดหอม ผักโขมญี่ปุ่น มินต์ ใบโหระพา มะเขือเทศ สตรอว์เบอรี่ และดอกไม้ต่างๆ

สำหรับ PFAL ในประเทศไทย ได้แก่ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดลร่วมกับมหาวิทยาลัยชิบะ” (MU-CU Collaborative Research and Training Center in Plant Factory) บริษัทอโกร์แลป จำกัด บริษัทวังรี รีสอร์ต บริษัทฟาร์มออนเดอะมูน จำกัด บริษัทไดสตาร์เฟรช จำกัด บริษัทคูโบต้า(ประเทศไทย) จำกัด บริษัทซีวิค มีเดีย จำกัด  และบริษัทโนบิทเทอร์ จำกัด บางรายเริ่มมีการนำระบบนี้มาใช้ปลูกกัญชาเพื่อให้ได้สารสำคัญสูง

การตลาดในประเทศไทยพืชที่นิยมปลูกได้แก่ ผักสลัดชนิดต่างๆ เคล และผักชี เริ่มมีการขายออนไลน์ ซุปเปอร์มาร์เก็ต หรือตามร้านอาหารที่มีส่วนประกอบของผักใน plant factory โรงงานผลิตพืชมีต้นทุนสูงอยู่ที่ประมาณ 6 ล้านบาท (ขนาด 20*10 ตร.ม.) หากมีการทำที่แพร่หลายมากขึ้นจะมีต้นทุนถูกลง ต้นทุนการผลิตผักกาดหอมในระบบ PFAL ของญี่ปุ่น ได้แก่ ค่าเมล็ดพันธุ์ 2 % ค่าเสื่อมสภาพ 26% ค่าบุคลากร 21% ค่าไฟฟ้า 18% ค่าขนส่ง 5% ค่าวัสดุสิ้นเปลือง 6% อื่นๆ 11% (ไม่รวมค่าโฆษณา และที่ดิน) กำไร 11%

ราคาผักสลัดตัดแต่งไม่มีราก 100 กรัม ราคา 60-65 บาท เคล 150 กรัม ราคา 119 บาท (ช่วงสถานการณ์โควิดที่ผ่านมา โดยสั่งผ่านออนไลน์)

ผักสลัด	ระยะเวลาการเก็บเกี่ยว
กรีนโอ๊ค	35-40 วัน
เรดโอ๊ค	35-40 วัน
เรดคอรัล	35-40 วัน
ฟิลเลย์ไอซ์เบิก	35-40 วัน
บัตเตอร์เฮด	35-40 วัน
คอส	35-40 วัน

 

การผลิตพืชผักภายใต้แสงเทียม (Plant Factory artificial light : PFAL)
ข้อดี	ข้อเสีย
-      ผลิตพืชอย่างต่อเนื่องตลอดการเพาะปลูกตลอดปี ไม่ขึ้นกับฤดูกาล	-      ต้นทุนสูงในการผลิตพืช เช่น ค่าไฟฟ้า
-      ไม่มีศัตรูพืช เช่น โรค แมลง มารบกวนทำให้ไม่ต้องใช้สารเคมีป้องกันกำจัดศัตรูพืช	-      การดูแลอุปกรณ์การผลิตเช่น แอร์ ระบบ IOT ต้องมีผู้เชี่ยวชาญให้คำปรึกษาแก้ไข
-      ใช้พื้นที่น้อยในการผลิต เนื่องจากเป็นการปลูกพืชแนวตั้ง ซ้อนกันเป็นชั้นๆ ได้ถึง 10 ชั้น
-      อายุการเก็บรักษา พืชที่ปลูกใน PFAL จะมีอายุหลังการเก็บเกี่ยวนานขึ้น

การป้องกันกำจัดเชื้อ Corynebacterium tuberculostearicum C2, Pseudoxanthomonas mexicana C3, Salmonella Typhimuriumในรางปลูก 

1.สาร hydrogen peroxide (H2O2) 3%  50 ppm แช่ 12 ชั่วโมงพบเชื้อ   <1 log CFU/cm2

2.สาร sodium percarbonate (SPC) 1% 50 ppm แช่ 12 ชั่วโมง พบเชื้อ <1 log CFU/cm2

3.สาร sodium hypochlorite (NaOCl) 50 ppm แช่ 12 ชั่วโมง พบเชื้อ <1 log CFU/cm2หากใช้ความเข้มข้น 500 ppm ปริมาณคลอรีนจะเพิ่มส่งเพิ่มปริมาณคลอเรต แต่ยังไม่ส่งผลต่อการชะงักการเจริญเติบโต

มุมมองนักวิจัย

การผลิตพืชในระบบ PFAL จะต้องมีการพัฒนาไปสู่จุดที่ใช้ทรัพยากรวัตถุดิบในการผลิตน้อยที่สุด ให้ผลผลิตมากและมีคุณภาพสูงสุด ลดการทิ้งของเสีย สามารถที่จะทำเป็นอาหารเพื่อสุขภาพ เพิ่มรสชาด ปลอดภัยจากสารพิษตกค้าง และสันทนาการในครอบครัว ผลผลิตที่ได้จากระบบการปลูก plant factory คือ อาหาร อาหารเสริม เครื่องสำอางค์ อาหารและเครื่องดื่ม ยารักษาโรค ต้นกล้าอ่อน พืชยอดอ่อน ทดแทนพืชที่ออกตามฤดูกาล พืชอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงอากาศ พืช GMO การผลิตเมล็ดพันธุ์ การผลิตพืชมูลค่าสูง การผลิตต้นพันธุ์ปลอดโรค การปรับปรุงพันธุ์พืช พืชที่อ่อนแอต่อโรค ช่วยสร้างตลาดใหม่ๆ ให้กับผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ

Category: plant factory