ไฮโดรโปรนิกส์

ประวัติ
ตัวอย่างของความพยายามในช่วงแรกๆ ที่จะปลูกพืชไร้ดิน ก็คือ สวนลอยบาบิโลน เมื่อราว 600 ปีก่อนคริสตกาล และสวยลอยแห่งอัสเต็กซ์ ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 11

นักวิจัยการปลูกพืชไร้ดินคนแรกๆ ก็คือ จอห์น วูดเวิด (John Woodward) ชาวอังกฤษ เมื่อ พ.ศ. 2242 เขาได้ปลูกพืชในน้ำ โดยได้เติมดินลงไปหลายชนิด การปลูกพืชครั้งนั้นเป็นการสาธิตว่า นอกจากน้ำแล้วในโลกเรานั้นมีสสารหลายขนิดที่พืชต้องการ ครั้นเมื่อกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 นักสรีรวิทยาพืช (plant physiologists) ชาวเยอรมัน ชื่อซาคส์ (Sachs) และคนอพ (Knop) ได้ปลูกพืชในสารละลายอย่างง่ายของเกลืออนินทรีย์

เมื่อ พ.ศ. 2472 ศาสตราจารย์ Gericke แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ที่เมืองเดวิส ได้สาธิตว่าพืชจะเติบโตโดยไม่ใช้ดิน สามารถเติบโตไปได้จนโตเต็มที่ ครั้งนั้นเขาได้ปลูกมะเขือเทศในน้ำ จนได้ผลขนาดใหญ่อย่างน่าแปลกใจ และเขาได้เทียบคำศัพท์ในภาษากรีก ที่มีความหมายว่า การเกษตร คือ geoponics ซึ่งหมายถึง ศาสตร์แห่งการปลูกพืชโดยใช้ดิน ด้วยเหตุนี้เขาจึง คิดคำใหม่ว่า "ไฮโดรโปนิกส์" (hydroponics) ซึ่งหมายถึง การปลูกพืชในน้ำ จากภาษากรีก hydros (น้ำ) และ ponos (แรงงาน)

ประโยชน์
ข้อดีที่เป็นจุดแข็งของผักชนิดนี้ก็การได้ผลผลิตที่สะอาดกว่าการปลูกในดิน ปลอดภัยจากสารพิษตกค้าง ผักที่ได้มีความสวยงามน่ารับประทาน ผักมีรสชาติดี มีคุณค่าทางโภชนาการสูง และผักสดที่ได้จะมีความนุ่มและกรอบกว่าผักที่ปลูกในดิน
การปลูกผักแบบไฮโดรไปนิกส์ไม่ต้องใช้ดินในการเพาะปลูก จึงสามารถปลูกได้ทุกที่ ปลูกได้ทั้งพืชขนาดเล็กและขนาดใหญ่ เป็นวิธีที่เหมาะสำหรับผู้ที่มีพื้นที่ปลูกน้อย (เช่น ผู้ที่อาศัยอยู่ในอพาร์ตเมนต์) และไม่มีขอบเขตไม่ว่าจะเป็นการปลูกในจำนวนน้อยเพื่อใช้บริโภคเองภายในครัวเรือนหรือปลูกในพื้นที่ขนาดใหญ่ในเชิงธุรกิจ ด้วยเหตุนี้เองวิธีนี้จึงเป็นที่นิยมในการปลูกเป็นอย่างมากในเมืองที่มีประชากรหนาแน่น เช่น ไต้หวัน ญี่ปุ่น เนเธอแลนด์ เป็นต้น
ช่วยทำให้มีสิ่งแวดล้อมในการปลูกที่เราสามารถควบคุมเองได้มากขึ้นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช เพราะเราสามารถกำจัดตัวแปรต่าง ๆ ที่ไม่ทราบออกไปจากการทดลองได้จำนวนมากเมื่อเปรียบเทียบกับการปลูกผักบนดิน
การปลูกผักรูปแบบนี้สามารถนำมาใช้ได้กับพืชหลายชนิด (ขึ้นอยู่กับความยากง่ายในการปลูกด้วย) ไม่ว่าจะเป็นผัก ผลไม้ ไม้ดอก ไม้ประดับ รวมไปถึงพืชไม้เลื้อยไปจนถึงพืชยืนต้น แต่ในด้านการผลิตเชิงธุรกิจแล้ว จะนิยมปลูกพืชจำพวกผักและไม้ผล ซึ่งเป็นพืชที่เก็บเกี่ยวช่วงอายุสั้นกันมากกว่า
พืชผักเจริญเติบโตและให้ผลผลิตได้เร็วกว่าการปลูกพืชผักในดินอย่างน้อยประมาณ 1-2 สัปดาห์
ผลผลิตที่ได้จะมีคุณภาพและมีความสม่ำเสมอมากกว่าการเพาะปลูกในดินปกติ เพราะสามารถจัดการและควบคุมสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ให้มีความเหมาะสมต่อพืชที่ปลูกได้ จึงสามารถผลิตพืชได้ต่อเนื่องตลอดทั้งปี เพราะสามารถเพิ่มรอบการผลิตได้มาก มีอายุสั้น และได้คุณภาพสูง
ระบบการปลูกผักแบบไฮโดรโปนิกส์จะช่วยประหยัดน้ำมากกว่าการปลูกพืชผักในดินปกติไม่น้อยกว่า 10 เท่า จึงทำให้สามารถปลูกพืชผักได้แม้ในฤดูแล้งหรือนอกฤดูกาลได้ และยังให้ผลตอบแทนที่สูงกว่าอีกด้วย
การปลูกผักประเภทนี้จะมีความสม่ำเสมอของการให้น้ำได้ดีกว่าการปลูกพืชผักในดินปกติ และยังสามารถควบคุมการให้น้ำได้ตามความต้องการของพืชได้ด้วย
เราสามารถควบคุมการให้ธาตุอาหารของพืชผักได้ง่ายกว่าการปลูกพืชผักในดิน เพราะช่วยแก้ปัญหาความไม่สม่ำเสมอของธาตุอาหารในดินที่เกิดจากวัตถุต้นกำเนิดที่แตกต่างกัน ช่วยควบคุมปริมาณและรูปของจุลธาตุที่พืชผักต้องการจำนวน 7 ธาตุ (ธาตุเหล็ก, โบรอน, คลอรีน, แมงกานีส, โมลิบดีนัม, ทองแดง, สังกะสี) ให้อยู่รูปที่รากของพืชผักสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้และไม่ให้ในปริมาณที่มากเกินไปจนเป็นพิษต่อพืชผักที่ปลูก ช่วยควบคุมค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (pH) ได้ง่าย ซึ่งค่า pH นี้เองที่มีส่วนในการควบคุมรูปของธาตุอาหารให้อยู่ในรูปแบบที่พืชผักสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ทันที อีกทั้งวิธีการนี้ยังช่วยให้ธาตุอาหารของพืชไม่สูญหาย ทั้งในรูปแบบการถูกชะล้างไปจากดิน การจับตัวกับธาตุบางชนิดในดินที่ตกตะกอนไป หรือการเปลี่ยนแปลงไปอยู่ในรูปแบบที่พืชไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ นอกจากนี้ยังช่วยควบคุมผลตกค้างองการมีธาตุอาหารสะสมในพืช ในดิน และในสภาพแวดล้อมจนเกิดเป็นพิษต่อระบบนิเวศ
การปลูกพืชผักแบบไฮโดรโปนิกส์สามารถควบคุมโรคในดินได้ง่ายกว่าการปลูกพืชผักในดิน
เนื่องจากเป็นการปลูกพืชผักโดยไม่ใช้ดิน จึงทำให้พืชไม่มีโรคที่เกิดในดิน ไม่มีวัชพืชมารบกวน ไม่ต้องทำการจัดการดิน และยังสามารถปลูกพืชผักใกล้กันมากได้อีกด้วย ด้วยเหตุนี้จึงทำให้การปลูกผักแบบไฮโดรโปนิกส์มีผลผลิตที่มากกว่าเดิมในพื้นที่จำกัด
หมดปัญหาเรื่องสภาพดินในการที่ไม่มีความเหมาะสม เช่น ดินเค็ม ดินเป็นกรดหรือด่าง รวมไปถึงสภาพการขาดแคลนน้ำต่าง ๆ
การจัดการลดปริมาณของไนเตรทในพืชที่ปลูกโดยไม่ใช้ดินจะทำได้ง่ายกว่าพืชที่ปลูกบนดิน เพราะเราสามารถกำหนดใช้ความเข้มข้นของสารละลายธาตุอาหารที่ปลูกเลี้ยงได้ระดับต่ำ หรือเลือกใช้สารละลายธาตุอาหารที่มีความเข้มข้นต่ำมาก นอกจากนี้การลดไนเตรทยังทำได้ด้วยการให้พืชได้รับแสงเพียงพอและอย่าให้พืชขาดโมลิบดีนัม (พืชผักที่มีไนเตรทสูง เมื่อนำมาบริโภคจะเกิดโทษต่อร่างกาย เพราะไนเตรทเมื่อเข้าสู่ร่างกายจะถูกเปลี่ยนเป็นไนไตรท์ ซึ่งสามารถยับยั้งการพาออกซิเจนไปเลี้ยงเซลล์ในร่างกายของเม็ดเลือดแดงได้ ทำให้เกิดอาการขาดอากาศเฉียบพลัน และยังสามารถไปรวมกับสารประกอบอะมีนในร่างกาย และกลายเป็นไนโตรซามีน (Nitrosamine) ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งชนิดหนึ่งได้)
การปลูกผักแบบไร้ดินก็มีประโยชน์ในด้านภูมิทัศน์เช่นกัน เพราะเราสามารถผลิตพืชสวนประดับเพื่อใช้ประดับอาคารได้
ช่วยในการประหยัดต้นทุนต่าง ๆ เช่น ค่าแรงงาน เนื่องจากการปลูกผักในระบบนี้จะเป็นระบบที่ไม่ต้องมีการเตรียมแปลงเพาะปลูกขนาดใหญ่เหมือนการปลูกพืชผักในดิน จึงไม่มีค่าใช้จ่ายเรื่องการเตรียมดิน การยกร่อง ค่าปุ๋ย รวมไปถึงค่ากำจัดวัชพืชต่าง ๆ และช่วยลดการนำเข้าของผักและผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดค่าขนส่งได้อีกด้วย เพราะเราสามารถเลือกผลิตใกล้แหล่งรับซื้อได้ จึงทำให้มีศักยภาพในเชิงการค้าสูง
สามารถสร้างอาชีพทำรายได้ให้กับบุคคลทั่วไปที่สนใจ และผู้ด้อยโอกาสทางร่างกายได้ เช่น ผู้พิการโดยกำเนิด ทหารผ่านศึกที่ได้รับความพิการจากการสู้รบ เป็นต้น
ในด้านประโยชน์อย่างอื่น เช่น มีประโยชน์ในด้านการส่งเสริมการนันทนาการในครอบครัว เพราะการปลูกผักไว้เพื่อบริโภคภายในครอบครัวก็ช่วยทำให้เกิดความเพลินเพลินใจและทำให้รู้หลักการปลูกพืชในเบื้องต้นได้เป็นอย่างดี และการปลูกพืชไร้ดินยังมีประโยชน์ในด้านการศึกษาอีกด้วย เช่น การศึกษาทดลองของนักเรียน นักศึกษา รวมไปถึงประชาชนทั่วไปที่สนใจ เป็นต้น
ช่วยส่งเสริมศักยภาพในการท่องเที่ยวของชาวต่างชาติ เนื่องจากเราสามารถควบคุมอุณหภูมิของสารอาหารและจัดการผลิตพืชผักเมืองหนาวที่เป็นคุ้นเคยของชาวต่างชาติได้ มันจึงเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับชาวต่างชาติที่เข้ามาอยู่ในประเทศไทยเป็นระยะเวลานานได้บริโภคพืชผักที่ตนคุ้นเคย
การปลูกพืชผักไร้ดินกับโครงการอวกาศ จะทำให้ยานอวกาศหรือสถานีอวกาศสามารถปลูกพืชผักไรดินได้เอง และการปลูกพืชผักไร้ดินไม่เพียงแต่จะก่อประโยชน์กับชีวิตและความเป็นอยู่ในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดประโยชน์กับการพัฒนาคุณภาพชีวิตในอนาคตเป็นอย่างมาก