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
- ความสูงควรไม่เกิน 30 เซนติเมตร เนื่องจากระยะห่างของรางปลูกพืชในแต่ละชั้น มีความสูงประมาณ 40 เซนติเมตร จำเป็นจะต้องเพื่อให้มีพื้นที่สำหรับการไหลเวียนของอากาศ
- พืชที่เจริญเติบโตได้ดีในความเข้มแสงน้อย ด้วยโรงงานผลิตพืชบางแห่งใช้แสงประดิษฐ์แทนแสงแดด พืชที่ต้องการแสงแดดน้อยจึงเหมาะกับการปลูกในระบบนี้
- พืชที่เจริญเติบโตได้ในที่แออัด Plant Factory มักใช้พื้นที่จำกัด พืชที่สามารถเจริญเติบโตได้ในที่แออัดจึงเหมาะกับการปลูกในระบบนี้
- พืชที่มีราคาสูง ตัวอย่างพืชที่เหมาะกับ Plant Factory ได้แก่ ผักสลัด สมุนไพร พืชที่ปลูกเพื่อใช้เป็นส่วนผสมของยา เป็นต้น
- พืชที่มีอายุการเก็บเกี่ยวสั้น พืชที่มีอายุการเก็บเกี่ยวสั้นจะช่วยให้สามารถหมุนเวียนการปลูกได้เร็วขึ้น
- พืชที่มีความต้องการน้ำกับปุ๋ยน้อย การปลูกพืชใน Plant Factory สามารถควบคุมปริมาณน้ำกับปุ๋ยได้ง่าย แต่การเลือกพืชที่ต้องการน้ำและปุ๋ยน้อย จะช่วยลดต้นทุนการผลิตลงได้
- พืชที่มีความต้านทานต่อโรคกับแมลงต่ำ การปลูกพืชใน Plant Factory สามารถควบคุมโรคกับแมลงได้ง่าย การเลือกพืชที่มีความต้านทานต่อโรคต่ำ จะทำให้ได้ผลผลิตคุณภาพดีกว่าทั่วไป
- พืชที่มีตลาดรองรับ ควรเลือกพืชที่มีตลาดรองรับ เพื่อให้สามารถขายผลผลิตได้ตลอดเวลา
สรุปเกี่ยวกับ Plant Factory มีความสำคัญอย่างไร
Plant Factory เป็นนวัตกรรมที่ก้าวล้ำในด้านการเกษตร โดยนำเสนอแนวทางการปลูกพืชที่ยั่งยืน มีประสิทธิภาพ ทั้งมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ด้วยการควบคุมสภาพแวดล้อมที่สามารถควบคุมได้ เช่น แสงสว่าง ความชื้น ไปจนถึงอุณหภูมิ ทำให้สามารถปรับให้เหมาะกับพืชที่ต้องการจะปลูก โรงงานผลิตพืชสามารถเอาชนะข้อจำกัดของวิธีการทำฟาร์มแบบดั้งเดิม ถือเป็นแหล่งผลิตพืชผลได้ตลอดทั้งปี
Plant Factory นวัตกรรมใหม่ในการปลูกพืช