Plant Factory นวัตกรรมใหม่ในการปลูกพืช

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวคิดของ Plant Factory ได้กลายเป็นแนวทางการปฏิวัติวงการปลูกพืช ในสภาพแวดล้อมที่สามารถควบคุมได้ นี้ถือเป็นวิธีการนำนวัตกรรมใหม่ ๆ มาใช้ประโยชน์ได้อย่างมาก ซึ่งช่วยสร้างศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมการเกษตรได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในบทความนี้ เราจะทำความuysรู้จักเกี่ยวกับ Plant Factory คืออะไร มีด้วยกันกี่ประเภท ต้องใช้อุปกรณ์ใดบ้าง ข้อดี ข้อเสีย ไปจนถึงพืชที่เหมาะสมในการปลูก ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้คุณเข้าใจเกี่ยวกับ Plant Factory อย่างครบถ้วน

Plant Factory คืออะไร มีประเภทใดบ้าง

Plant Factory หรือที่รู้จักกันในหลากหลาย ๆ ไม่ว่าจะเป็นฟาร์มแนวตั้ง หรือฟาร์มในร่ม คือสถานที่สำหรับปลูกพืชภายใต้สภาวะที่สามารถควบคุมได้ ซึ่งมักจะอยู่รูปแบบชั้นวางซ้อนกัน สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เพื่อควบคุมปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ เช่น แสง อุณหภูมิ ความชื้น รวมถึงระดับสารอาหารที่พืชจะได้รับ ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโต พร้อมกับผลผลิตที่เพิ่มขึ้น สำหรับ Plant Factory นั้นมีด้วยกันหลายประเภท แต่ละประเภทมีวิธีการปลูกพืชที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของตัวเอง ดังนี้

Plant Factory with Artificial Light

Plant Factory ที่ใช้แสงประดิษฐ์ (PFAL)เช่น หลอด LED หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ เพื่อจ่ายสเปกตรัมแสงที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์แสงของพืช สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปลูกพืชในสภาพแวดล้อมในร่ม ที่แสงแดดธรรมชาติอาจมีจำกัดหรือไม่สม่ำเสมอ ด้วยการควบคุมความเข้ม ระยะเวลา และสเปกตรัมของแสงประดิษฐ์ ผู้ปลูกสามารถปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมกับการเจริญเติบโตของพืช ที่มีความต้องการที่แตกต่างกันไปตามชนิดของพืชที่ปลูก

Plant Factory Hybrid System

Plant Factory ระบบไฮบริด เป็นการผสมผสานระหว่างแสงประดิษฐ์ เข้ากับแสงแดดธรรมชาติ เพื่อสร้างสภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่สุดให้กับพืช สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ มักจะมีหลังคา หรือผนังโปร่งใสที่ให้แสงอาทิตย์ส่องผ่านพื้นที่ปลูกในตอนกลางวัน เสริมด้วยแสงประดิษฐ์ตามความจำเป็น วิธีการแบบผสมผสานนี้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้สูงสุด ในขณะเดียวกันก็ให้แสงสว่างที่สม่ำเสมอ

Plant Factory with Sunlight

Plant Factory ที่อาศัยแสงแดดธรรมชาติเป็นหลักในการเจริญเติบโตของพืช โดยทั่วไปสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้จะตั้งอยู่ในภูมิภาคที่มีแสงแดดส่องถึงเพียงพอ หรือมีการติดตั้งเทคโนโลยีเรือนกระจกขั้นสูง ที่ปรับมุมรับแสงให้เหมาะสมได้ ด้วยการควบคุมแสงแดดธรรมชาติ โรงงานผลิตพืชเหล่านี้สามารถลดต้นทุนด้านพลังงาน ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ในขณะเดียวกัน ก็ให้สภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมสำหรับพืชผลหลากหลายประเภท

อุปกรณ์สำหรับทำ Plant Factory มีอะไรบ้าง

การสร้าง Plant Factory ให้ประสบความสำเร็จ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง นำมาผสมผสานกัน ซึ่งปรับให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของการเพาะปลูกของคุณ เราจะมาดูกันว่ามีอุปกรณ์สำคัญที่จำเป็นในการสร้าง Plant Factory ไว้รองรับสภาพการเจริญเติบโตของพืชที่ให้เหมาะสมที่สุด ได้แก่

1.ระบบไฟส่องสว่าง

แสงสว่าง มีความสำคัญในการเจริญเติบโตของพืช โดยให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์แสง ซึ่งในโรงเรือนนั้น สามารถใช้ระบบไฟส่องสว่างได้หลากหลายแบบ ได้แก่

• ไฟเร่งโต LED (ไดโอดเปล่งแสง) มีประสิทธิภาพสูง ทั้งยังปรับแต่งได้ง่าย ช่วยให้ผู้ปลูกสามารถปรับสเปกตรัมแสง ความเข้ม รวมถึงระยะเวลาให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของพืชชนิดต่าง ๆ

• หลอดฟลูออเรสเซนต์ หรือหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ (CFL) มักใช้ในโรงเรือนขนาดเล็กเนื่องจากมีราคาไม่สูงมา ทั้งยังมีเอาต์พุตสเปกตรัมกว้างอีกด้วย

• ไฟปล่อยความเข้มสูง (HID) เช่น หลอดโซเดียมความดันสูง (HPS) หรือหลอดเมทัลฮาไลด์ (MH) ให้แสงที่เข้มข้น เหมาะสำหรับพืชขนาดใหญ่ และพืชผลที่ต้องการแสงที่สูงมาก

2.ระบบควบคุมสภาพอากาศ

การรักษาสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม เป็นสิ่งสำคัญสำหรับพืชอย่างมาก ระบบควบคุมสภาพอากาศช่วยควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น การไหลเวียนของอากาศ ไปจนถึงการระบายอากาศภายในโรงเรือน โดยส่วนประกอบสำคัญได้แก่

• ระบบทำความร้อนและความเย็น ระบบ HVAC (ทำความร้อน การระบายอากาศ รวมถึงการปรับอากาศ) หรือเครื่องทำความร้อนและพัดลม ใช้เพื่อควบคุมความผันผวนของอุณหภูมิ รักษาสภาพอากาศให้คงที่

• เครื่องทำความเพิ่ม-ลด ความชื้น อุปกรณ์เหล่านี้จะปรับระดับความชื้นเพื่อป้องกันปัญหาเกี่ยวกับความชื้น เช่น เชื้อรา โรคราน้ำค้าง หรือการคายน้ำมากเกินไป

• ระบบระบายอากาศ การไหลเวียนของอากาศ รวมถึงการระบายอากาศที่เหมาะสม เป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันอากาศนิ่ง กระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอ ไปจนถึงอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนก๊าซ เพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสง

3.ระบบไฮโดรโพนิกหรือแอโรโพนิก

Plant Factory โดยทั่วไปมักจะปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน ซึ่งใช้ระบบไฮโดรโพนิกหรือแอโรโพนิก วิธีการเพาะปลูกแบบไร้ดินเหล่านี้ มีข้อดีหลายประการ เช่น การดูดซึมสารอาหารอย่างมีประสิทธิภาพ การใช้น้ำน้อยอีกด้วย ส่วนประกอบสำคัญของระบบไฮโดรโพนิกส์หรือแอโรโพนิกส์ ได้แก่

• เตียงหรือถาดสำหรับปลูก ภาชนะหรือเตียงที่เต็มไปด้วยวัสดุปลูก เช่น ใยหิน ขุยมะพร้าว หรือเพอร์ไลต์ เพื่อรองรับระบบรากของพืช

• สารละลายธาตุอาหาร พืชได้รับสารอาหารที่จำเป็นที่ละลายในน้ำ ผ่านระบายน้ำ เช่น การให้น้ำแบบหยด เทคนิคฟิล์มธาตุอาหาร (NFT) หรือระบบน้ำท่วม เป็นต้น

• ระบบเติมอากาศ ระบบแอโรโพนิกใช้เครื่องพ่น เพื่อส่งสารละลายธาตุอาหารไปยังรากพืชโดยตรง เพื่อให้มั่นใจว่าได้รับออกซิเจน รวมถึงการดูดซึมสารอาหาร

4.ระบบตรวจสอบและควบคุม

ระบบการตรวจสอบและควบคุม จะเป็นหัวใจสำคัญในการจัดการตัวแปรสภาพแวดล้อม อย่างเป็นอัตโนมัติ ทั้งยังเก็บข้อมูลแบบเรียลไทม์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโตของพืช ระบบเหล่านี้อาจรวมถึง

• เซ็นเซอร์สิ่งแวดล้อม เช่น เซ็นเซอร์สำหรับอุณหภูมิ ความชื้น ความเข้มของแสง ระดับ CO2 ไปจนถึงระดับ pH ซึ่งเซ็นเซอร์จะตรวจสอบสภาวะภายในโรงเรือน พร้อมแจ้งเตือนผู้ปลูกถึงค่าที่มีการเปลี่ยนแปลงไป

• การควบคุมอัตโนมัติ ตัวควบคุมที่สามารถตั้งโปรแกรมหรือซอฟต์แวร์ เพื่อควบคุมตารางการให้แสงสว่าง วงจรการระบบน้ำ รวมถึงการตั้งค่าการควบคุมสภาพอากาศ ตามพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า หรือการตอบสนองของเซ็นเซอร์

• การตรวจสอบระยะไกล บางระบบอนุญาตให้ผู้ปลูกสามารถตรวจสอบ หรือควบคุมการดำเนินงานของโรงเรือนจากระยะไกลผ่านคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์พกพา ซึ่งให้ความยืดหยุ่นและสะดวกสบาย
  
  

ด้วยการรวมส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้ ผู้ปลูกจะสามารถสร้าง Plant Factory ที่มีประสิทธิภาพสูง ทั้งยังสามารถผลิตพืชผลคุณภาพสูงได้ตลอดทั้งปี

Plant Factory ข้อดี ข้อเสีย มีอะไรบ้าง

จากที่กล่าวมาข้างต้น ทำให้คุณเข้าใจระบบการทำงาน รวมถึงอุปกรณ์ของ Plant Factory กันแล้ว เราจะมาดูกันว่ามีข้อดี ข้อเสียอะไรบ้าง

ข้อดีของ Plant Factory

• การผลิตตลอดทั้งปี โรงเรือนสามารถเพาะปลูกพืชผลได้ตลอดทั้งปี โดยไม่คำนึงถึงสภาพอากาศภายนอก ซึ่งนำไปสู่การเก็บเกี่ยวผลผลิตนอกฤดูกาลต่าง ๆ 

• สภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่สุด ด้วยการควบคุมปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม Plant Factory สามารถสร้างสภาพการเจริญเติบโตในอุดมคติ ส่งผลให้ผลผลิตสูงขึ้น อัตราการเติบโตเร็วขึ้น รสมถึงคุณภาพพืชผลที่เหนือกว่า

• ประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากร โรงงานผลิตพืชใช้น้ำและที่ดินน้อยกว่า เมื่อเทียบกับวิธีการทำฟาร์มแบบดั้งเดิม ทั้งยังสามารถตั้งอยู่ใกล้กับใจกลางเมือง ซึ่งช่วยลดต้นทุนการขนส่ง รวมถึงการปล่อยมลพิษอีกด้วย

• การควบคุมสัตว์รบกวนและโรคพืช สภาพแวดล้อมแบบปิดในโรงงานผลิตพืช ช่วยลดความเสี่ยงของการแพร่กระจายของศัตรูพืช หรือโรคของพืชต่าง ๆ ลดความจำเป็นในการใช้ยาฆ่าแมลง หรือการบำบัดทางเคมี

• การปรับค่า ผู้ปลูกสามารถทดลองใช้แสง สารอาหาร รวมถึงเทคนิคการปลูกที่แตกต่างกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโตของพืช หรือสำรวจพันธุ์พืชใหม่ ๆ
  
  

ข้อเสียของ Plant Factory

• การลงทุนเริ่มแรกสูง การสร้าง Plant Factory ต้องมีการลงทุนล่วงหน้าจำนวนมาก ไม่ว่าจะเป็นในด้านอุปกรณ์ เทคโนโลยี ไปจนถึงโครงสร้างพื้นฐานต่าง ๆ ซึ่งอาจจะไม่ตอบโจทย์สำหรับผู้ปลูกบางราย

• การใช้พลังงาน ระบบแสงสว่างประดิษฐ์ รวมถึงระบบควบคุมสภาพอากาศในโรงงานผลิตพืชนั้น ล้วนใช้พลังงาน ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดต้นทุนการดำเนินงาน ทั้งยังส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

• ความซับซ้อนทางเทคนิค การจัดการกับบำรุงรักษาอุปกรณ์ ด้วยระบบที่ซับซ้อนในโรงงานผลิตพืช ต้องใช้ความรู้ ใช้ทักษะเฉพาะทาง ทำให้เกิดความท้าทายสำหรับผู้ปลูกที่ไม่มีประสบการณ์

• ความพืชที่ปลูกได้มีจำกัด แม้ว่าโรงงานผลิตพืชจะเชี่ยวชาญด้านการปลูกพืชบางชนิด แต่ก็อาจไม่เหมาะกับพืชทุกชนิด ซึ่งเป็นการข้อจำกัดเรื่องความหลากหลายของพืชผลที่สามารถปลูกได้

• การพึ่งพาเทคโนโลยี โรงงานผลิตพืชต้องพึ่งพาเทคโนโลยี พร้อมระบบอัตโนมัติเป็นอย่างมาก ทำให้มีเสี่ยงต่อการหยุดชะงักที่เกิดจากไฟฟ้าดับ อุปกรณ์ขัดข้อง หรือการโจมตีทางไซเบอร์

พืชที่เหมาะกับ Plant Factory มีอะไรบ้าง

จากที่กล่าวไปแล้ว Plant Factory นั้นสามารถปลูกพืชได้เกือบทุกชนิด เพราะสามารถควบคุมสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ได้ แต่ถ้าพูดถึงพืชที่เหมาะจะปลูกในโรงงานผลิตพืชนั้น มีปัจจัยดังนี้ 

1. ความสูงควรไม่เกิน 30 เซนติเมตร เนื่องจากระยะห่างของรางปลูกพืชในแต่ละชั้น มีความสูงประมาณ 40 เซนติเมตร จำเป็นจะต้องเพื่อให้มีพื้นที่สำหรับการไหลเวียนของอากาศ
2. พืชที่เจริญเติบโตได้ดีในความเข้มแสงน้อย ด้วยโรงงานผลิตพืชบางแห่งใช้แสงประดิษฐ์แทนแสงแดด พืชที่ต้องการแสงแดดน้อยจึงเหมาะกับการปลูกในระบบนี้
3. พืชที่เจริญเติบโตได้ในที่แออัด Plant Factory มักใช้พื้นที่จำกัด พืชที่สามารถเจริญเติบโตได้ในที่แออัดจึงเหมาะกับการปลูกในระบบนี้
4. พืชที่มีราคาสูง ตัวอย่างพืชที่เหมาะกับ Plant Factory ได้แก่ ผักสลัด สมุนไพร พืชที่ปลูกเพื่อใช้เป็นส่วนผสมของยา เป็นต้น
5. พืชที่มีอายุการเก็บเกี่ยวสั้น พืชที่มีอายุการเก็บเกี่ยวสั้นจะช่วยให้สามารถหมุนเวียนการปลูกได้เร็วขึ้น
6. พืชที่มีความต้องการน้ำกับปุ๋ยน้อย การปลูกพืชใน Plant Factory สามารถควบคุมปริมาณน้ำกับปุ๋ยได้ง่าย แต่การเลือกพืชที่ต้องการน้ำและปุ๋ยน้อย จะช่วยลดต้นทุนการผลิตลงได้
7. พืชที่มีความต้านทานต่อโรคกับแมลงต่ำ การปลูกพืชใน Plant Factory สามารถควบคุมโรคกับแมลงได้ง่าย การเลือกพืชที่มีความต้านทานต่อโรคต่ำ จะทำให้ได้ผลผลิตคุณภาพดีกว่าทั่วไป
8. พืชที่มีตลาดรองรับ ควรเลือกพืชที่มีตลาดรองรับ เพื่อให้สามารถขายผลผลิตได้ตลอดเวลา

สรุปเกี่ยวกับ Plant Factory มีความสำคัญอย่างไร

Plant Factory เป็นนวัตกรรมที่ก้าวล้ำในด้านการเกษตร โดยนำเสนอแนวทางการปลูกพืชที่ยั่งยืน มีประสิทธิภาพ ทั้งมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ด้วยการควบคุมสภาพแวดล้อมที่สามารถควบคุมได้ เช่น แสงสว่าง ความชื้น ไปจนถึงอุณหภูมิ ทำให้สามารถปรับให้เหมาะกับพืชที่ต้องการจะปลูก โรงงานผลิตพืชสามารถเอาชนะข้อจำกัดของวิธีการทำฟาร์มแบบดั้งเดิม ถือเป็นแหล่งผลิตพืชผลได้ตลอดทั้งปี