ไฮโดรโปนิกส์

ไฮโดรโปนิกส์

ความรู้ทั่วไป

1. ความหมายของคำว่า "การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน" การทราบความหมาย และระบบปลูกจะมีผลต่อการเลือกรูปแบบการผลิตที่เหมาะสม คำว่า การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน มีชื่อเรียกในภาษาไทยหลายชื่อ เช่น การปลูกพืชไร้ดิน การปลูกพืชในน้ำที่มีธาตุอาหารพืช การปลูกพืชในสารอาหารพืช การปลูกพืชในวัสดุปลูกที่ไม่ใช้ดินที่มีธาตุอาหารพืช การปลูกพืชโดยให้รากพืชสัมผัสสารอาหารโดยตรงที่ไม่มีดินเป็นเครื่องปลูก เป็นต้น แต่ไม่ว่าจะเรียกว่าอะไรก็ตาม สามารถอธิบายได้ 2 ลักษณะ ตามระบบหรือวิธีการปลูกและความหมายของคำที่แปลมาจากภาษาอังกฤษ 2 คำ คือคำว่า Soilless Culture และคำว่า Hydroponics 1.1 ความหมายของคำว่า "การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน" จากคำว่า "ซอยเลส คัลเจอร์" หรือ "Soilless culture" เป็นวิธีการปลูกพืชเลียนแบบการปลูกพืชบนดินโดยไม่ใช้ดินเป็นวัสดุในการปลูก แต่เป็นการปลูกพืชลงบนวัสดุปลูกชนิดต่างๆ ซึ่งวัสดุปลูกแทนดินนี้มีหลายชนิดคือ วัสดุปลูกที่เป็นอนินทรีย์สาร วัสดุปลูกที่เป็นอินทรีย์สาร และวัสดุปลูกสังเคราะห์ โดยพืชสามารถเจริญเติบโตบนวัสดุปลูกจากการได้รับสารละลายธาตุอาหารพืช (หรือสารอาหาร) ที่มีน้ำผสมกับปุ๋ยที่มีธาตุต่างๆ ที่พืชต้องการ (Nutrient Solution) จากทางรากพืช วัสดุปลูกที่เป็นอนินทรีย์สาร คือ  (1) วัสดุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ทราย กรวด หิน เกล็ด หินภูเขาไฟ หินซีลท์ (2) วัสดุที่ผ่านขบวนการโดยใช้ความร้อน เช่น ดินเผา เม็ดดินเผา ใยหินหรือร็อควูล เพอร์ไลท์ เวอร์มิคูไลไลน์ (3) วัสดุเหลือใช้จากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น เศษอิฐจากการทำอิฐมอญ เศษดินเผาจากโรงงานเครื่องปั้นดินเผา วัสดุปลูกที่เป็นอินทรีย์สาร เช่น (1) วัสดุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ฟางข้าวขุยและเส้นใยมะพร้าว แกลบและขี้เถ้า เปลือกถั่ว พีท (2) วัสดุที่เหลือใช้จากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น ชานอ้อย กากตะกอนจากโรงงานน้ำตาล วัสดุเหลือใช้จากโรงงานกระดาษ วัสดุสังเคราะห์ เช่น เมล็ดโฟม แผ่นฟองน้ำ และ สารดูดความชื้น เส้นใยพลาสติกแม้ว่าเราเรียกวัสดุที่ใช้ปลูกพืชนี้ด้วยคำรวมๆ ว่า ซับสเตรท (Substrate) แต่ถ้ามีการใช้วัสดุปลูกพืชเป็นวัสดุใดวัสดุหนึ่งแบบเจาะจงก็จะเรียกชื่อตามวัสดุที่ใช้ปลูก เช่น การปลูกโดยการใช้ทรายเป็นวัสดุปลูก หรือ Sand culture การปลูกโดยการใช้หินกรวดเป็นวัสดุปลูก หรือ Gravel culture การปลูกโดยการใช้ร็อควูลเป็นวัสดุปลูก หรือ Rockwool culture การปลูกโดยการใช้ขี้เลื่อยเป็นวัสดุปลูก หรือ Sawdust culture ผู้ที่จะทำการปลูกตามลักษณะ "การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน" จากคำว่า "Soilless culture" หรือ "ซอยเลส คัลเจอร์" นี้จะต้องเลือกวัสดุปลูกให้เหมาะสมกับการเจริญเติบโตของพืชให้ดี 1.2 ความหมายของคำว่า "การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน" จากคำว่า "ไฮโดรโปนิกส์" หรือ Hydroponics เป็นการปลูกพืชที่ไม่ใช้วัสดุปลูก (nonsubstrate หรือ water cuture) กล่าวคือ จะทำการปลูกพืชลงบนสารละลายธาตุอาหารพืช โดยให้รากพืชสัมผัสกับสารอาหารโดยตรง (Water culture) นั่นเอง เนื่องจาก คำว่า Hydroponics มาจากการรวมคำในภาษากรีกสองคำ คือ คำว่า "Hydro" หมายถึง "น้ำ" และ "Ponos" หมายถึง "งาน" ซึ่งเมื่อรวมคำสองคำเข้าด้วยกัน ความหมายก็คือ "Water-working" หรือหมายถึง "การทำงานของน้ำที่มีสารละลายธาตุอาหารผ่านรากพืช ผู้ที่จะทำการปลูกตามลักษณะ "การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน" จากคำว่า "Hydroponics" หรือ "ไฮโดรโปนิกส์" นี้จะต้องควบคุมอุณหภูมิของสารละลายธาตุอาหารพืชให้เหมาะสมกับการเจริญเติบโตของพืชให้ดี แม้ว่า การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินแบบที่เรียกว่า Hydroponics จะเป็นการปลูกพืชในสารละลายธาตุอาหารพืชที่ไม่ใช้ดินจริงๆ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นคิด และพัฒนาขึ้นมาก็ตาม แต่พืชก็ยังสามารถเจริญเติบโตได้ในวัสดุปลูกอื่นๆ ที่ไม่ใช่ดิน เช่น ทราย กรวด หิน เกล็ดด้วยการให้น้ำที่ผสมธาตุอาหารที่ค้นคิดขึ้นมาจึงเรียกการปลูกพืชแบบไม่ใช้ดินนี้เป็นคำรวมว่า Soilless culture อ่านว่า ซอยเลส คัลเจอร์ 1.3 ประโยชน์ของการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับสภาพความเป็นอยู่ การปลูกพืชแบบไม่ใช้ดินเป็นวิทยาการทางวิทยาศาสตร์และศิลปะผสมกันที่สามารถใช้ปลูกพืชได้ในทุกสถานที่โดยไม่มีขอบเขตจำกัด ไม่ว่าจะเป็นการปลูกจำนวนน้อยเพื่อบริโภคในครัวเรือนหรือการผลิตเชิงธุรกิจ เป็นวิธีที่เหมาะสมกับความต้องการสำหรับผู้ปลูกที่มีพื้นที่ปลูกน้อย เช่น แฟลต อพาร์ตเม้นท์ จึงสามารถปลูกได้ในเมืองหลวงของเมืองที่แออัดคับแคบด้วยผู้คน เช่น ประเทศญี่ปุ่น ไต้หวัน เนเธอร์แลนด์ อังกฤษ เบลเยี่ยม สำหรับการปลูกแบบขนาดเล็กๆ เพื่อปลูกไว้ดูเล่นแบบสันทนาการ และมีอาหารจากการปลูกเพื่อบริโภคในครอบครัวจะไม่มีความยุ่งยากในการปลูก และดูแลรักษาเปรียบเหมือนกับการทำสวนตามปกติที่ให้ความเพลิดเพลิน การเรียนรู้เบื้องต้นในการปลูกพืช แต่ถ้าเป็นการปลูกแบบเชิงการค้าจะต้องมีการใช้เทคนิค หลักการต่างๆ ในการควบคุมการผลิตมากยิ่งขึ้น การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินกับการผลิตเชิงธุรกิจ วิธีการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินสามารถใช้ปลูกพืชได้หลายชนิด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความยากง่ายของการปลูกพืชแต่ละชนิด ตั้งแต่ผัก ผลไม้ ไม้ดอก ไม้ประดับ พืชไม้เลื้อย จนถึงพืชยืนต้น แต่การผลิตเชิงธุรกิจส่วนมากนิยมปลูกพวกพืชผัก ไม้ผลที่เป็นพืชที่เก็บเกี่ยวช่วงอายุสั้น ดังตัวอย่างที่แสดงให้เห็นในตารางต่อไปนี้ ตารางที่ 1 ตัวอย่างของพืชที่สามารถปลูกโดยการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน พืชผัก ไม้ผล / ผักรับประทานผล ไม้ดอก พืชสมุนไพร พืชอาหารสัตว์ มะเขือเทศ ส้ม สตรอเบอรี่ กุหลาบ ว่านหางจระเข้ หญ้า ผักกาดขาว กล้วย แตงกวา คาร์เนชั่น พืชสวนครัว ต่างๆ บาร์เล่ย์ คื่นฉ่าย แตงแคนตาลูบ ถั่วฝักยาว เบญจมาศ     ผักชี พริก มะเขือ       ตารางที่ 2 พื้นที่การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินในประเทศต่างๆ เมื่อปี พ.ศ.  2544  ประเทศ พื้นที่ปลูก (เฮกเตอร์) (ไร่) เนเธอร์แลนด์ 10,000 62,500 สเปน 4,000 25,000 แคนาดา 2,000 12,500 ฝรั่งเศส* 1,000 6,250 ญี่ปุ่น# 1,000 6,250 อิสราเอล* 650 4,063 เบลเยียม* 600 3,750 เยอรมนี* 560 3,500 นิวซีแลนด์ 550 3,438 ออสเตรเลีย 500 3,125 อังกฤษ 460 2,875 แอฟริกาใต้* 420 2,625 อิตาลี# 400 2,500 สหรัฐอเมริกา# 400 2,500 ฟินแลนด์* 370 2,313 เกาหลี* 274 1,713 เม็กซิโก# 120 750 จีน# 120 750 กรีซ# 60 375 บราซิล# 50 313 ไต้หวัน* 35 219 สิงคโปร์* 30 188 รวม 23,599 147,494 ที่มา : Hassall & Associates Pty Ltd, 2001 หมายเหตุ : * ข้อมูลปี 2539 # ข้อมูลปี 2542                     หมายเหตุ 1 เฮกเตอร์ เท่ากับ 6.25 ไร่ 1.4 ความแตกต่างระหว่างการปลูกพืชบนดินตามธรรมชาติกับการปลูกพืชบนดินตามธรรมชาติกับการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน ปกติแล้วพืชจะเจริญเติบโตได้ดีนั้น ต้องมีการเจริญเติบโตที่เหมาะสมคือ สภาพภูมิอากาศที่เหมาะสมเช่น แสงแดด อุณหภูมิ น้ำ ธาตุอาหารพืชที่มาจากดิน น้ำ และอากาศ ( ออกซิเจน ไฮโดรเจน และ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์) ทั้งที่รากส่วนเหนือดิน ซึ่งการที่พืชจะนำธาตุอาหารไปใช้ได้นั้นจะเกี่ยวข้องกับความเป็นกรด – ด่าง (pH) ของดิน การปลูกพืชบนดินโดยทั่วไปแม้ดินจะมีธาตุอาหาร และอากาศอันเป็นปัจจัยที่พืชต้องการนั้นมักมีข้อเสียคือ ดินจะไม่มีความอุดมสมบูรณ์ตามที่พืชต้องการ กล่าวคือ ดินจะมีคุณสมบัติที่ไม่แน่นอนแตกต่างกันไปตามสภาพพื้นที่ เช่น โครงสร้างของดิน ปริมาณธาตุอาหารหรือความอุดมสมบูรณ์ต่ำ pH ไม่เหมาะสม ยุ่งยากต่อการปรับปรุง และเสียค่าใช้จ่ายสูง ปัญหาเหล่านี้ทำให้ได้ผลผลิตที่ไม่แน่นอน ส่วนการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินนั้นพืชจะได้รับสารละลายที่มีธาตุอาหารเรียกว่า สารละลายธาตุอาหารพืชที่ประกอบด้วยธาตุอาหารที่จำเป็นต่อพืช ที่อยู่ในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ทันทีเพราะมีการปรับค่า EC และ pH ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมต่อพืชอยู่ตลอดเวลา อันที่จริงแล้วไม่มีความแตกต่างทางสรีระวิทยาของรากพืชที่จะนำธาตุอาหารทั้งจากการปลูกบนดินตามธรรมชาติ หรือจากการปลูกพืชที่ไม่ใช้ดิน ดังแสดงในภาพที่ 1 คือ ในการปลูกพืชบนดินตามธรรมชาติ "สารอาหารในดิน (Soilless solution)" เป็นอาหารพืชที่อยู่ในน้ำในดินนั้นมาจากวัตถุที่เป็นสิ่งที่เน่าเปื่อยผุพังย่อยสลาย (Decomposed) ที่มาจากวัสดุที่เป็นทั้งอนินทรีย์สาร (Inorganic) และ วัสดุปลูกที่เป็นอินทรีย์สาร (Organic) ในขณะที่การปลูกพืชที่ไม่ใช้ดินนั้น พืชจะได้รับ "สารละลายธาตุอาหาร" (Nutrient Solution) มาจากการละลายของปุ๋ยเคมีในน้ำเรียกว่า "สารละลายธาตุอาหารพืช" ทั้ง สารอาหารในดิน (Soilless sulution) ของการปลูกพืชบนดินที่ได้จากการเน่าเปื่อยผุพังตามธรรมชาติ และ สารละลายธาตุอาหาร (Nutrient solution) จากการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน จะสัมผัสกับรากพืชซึ่งพืชจะดูดเอาไปใช้ในการเจริญเติบโตด้วยกระบวนการต่างๆ ต่อไป ตารางที่ 3 เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน ข้อดี ข้อเสีย 1. สามารถทำการเพาะปลูกพืชได้ในบริเวณพื้นที่ที่ดินไม่ดีหรือสภาพแวดล้อมไม่เหมาะสมต่อการเพาะปลูก 2. ให้ผลผลิตต่อพื้นที่ปลูกสูงกว่า และสามารถทำการ ผลิตได้สม่ำเสมอ และต่อเนื่อง 3. อัตราการใช้แรงงานเวลาในการปลูก และค่าใช้จ่ายต่ำกว่า 4. ใช้น้ำ และธาตุอาหารได้อย่างประหยัด และมีประสิทธิภาพ เช่น ใช้น้ำลดลงถึง 10 เท่าตัวของการปลูกแบบธรรมดา 5. ประหยัดเวลา และแรงงานในการเตรียมดิน และกำจัดวัชพืช 6. ลดค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวกับการใช้สารป้องกันและกำจัดแมลงได้ 100% 7. สามารถปลูกได้ในเมืองเพราะใช้พื้นที่น้อยทำให้ประหยัดค่าขนส่ง 8. ผลผลิตมีคุณภาพ และไม่มีสารพิษตกค้าง และไม่มีปัญหาเกี่ยวกับศัตรูพืชที่เกิดจากดิน 9. ผลผลิต คุณภาพ และราคา ดีกว่าการปลูกบนดินมาก เพราะสามารถควบคุมสภาพแวดล้อมต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของพืชได้อย่างถูกต้องแน่นอนและรวดเร็ว 10. ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมด้านต่างๆ เช่นสารเคมีตกค้างในดิน การบุกรุกทำลายป่า เป็นต้น 11. คนพิการก็สามารถทำการปลูกได้ เป็นการส่งเสริมอาชีพให้กับผู้ด้อยโอกาส 12. เป็นทางเลือกให้กับเกษตรกรรุ่นใหม่ 1. การลงทุนขั้นต้นสูงกว่าการปลูกบนดิน 2. ผู้ปลูกต้องมีความรู้ความเข้าใจในเทคนิคการปลูกพืชแบบไร้ดินเป็นอย่างดี และมีประสบการณ์มากพอในการควบคุมดูแล 3. ต้องการการควบคุมดูแลอย่างสม่ำเสมอ 4. เป็นสิ่งใหม่สำหรับเกษตรกรที่ต้องใช้เวลาในการทำความเข้าใจ 2. ธาตุอาหารและสารละลายธาตุอาหาร ในการปลูกพืชไม่ใช้ดิน ปัจจัยหลักที่ทำให้ต้นพืชเจริญเติบโต คือ ธาตุอาหารที่เป็นวัตถุดิบในการให้ต้นพืชเจริญเติบโต ในกระบวนการสร้างสารอาหาร โดยกระบวนการสังเคราะห์แสง วัตถุดิบที่ใช้คือ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เมื่อได้รับแสงบนคลอโรฟิลด์ จะได้สารคาร์โบไฮเดรต และออกซิเจน จะเห็นได้ว่าธาตุอาหารที่พืชใช้ในกระบวนการดังกล่าว คือ คาร์บอน (C) จากคาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจน ออกซิเจน จากน้ำ ( H2O) และในส่วนของคลอโรฟิลล์ในพืชมีธาตุอื่นๆ เป็นองค์ประกอบ เช่น ธาตุในโตรเจน (N) และแมกนีเซียม (Mg) ซึ่งเราสามารถจำแนกธาตุอาหารตามปริมาณความต้องการในปริมาณที่ต่างกันในการใช้ของพืช ซึ่งหากใช้ไม่เหมาะสมก็จะทำให้พืชเติบโตไม่ปกติ นอกจากนี้ การให้ธาตุอาหารให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อม ถ้าให้อย่างใดอย่างหนึ่งมากหรือน้อยพืชก็ไม่สามารถนำไปใช้ในการเจริญเติบโต กลุ่มธาตุที่พืชต้องการสูง (Macro – elements) ธาตุคาร์บอน (C) เป็นองค์ประกอบหลักในโครงสร้างของพืช ซึ่งมีความจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์แสงที่กล่าวมาข้างต้น ซึ่งในบรรยากาศมีเพียงพอในธรรมชาติ ธาตุออกซิเจน (O) พืชมีความจำเป็นในการใช้ออกซิเจนในกระบวนการหายใจ เพื่อน้ำออกซิไดซ์ สารอาหารพวกคาร์โบไฮรเดรต ย่อยให้เป็นน้ำตาลขนาดเล็ก และได้เป็นพลังงานเพื่อให้พืชนำไปใช้ในกระบวนการเจริญเติบโตของต้นพืช ธาตุไฮโดรเจน (H) ไฮโดรเจนมีความจำเป็นในกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งพืชสามารถได้จากน้ำเป็นส่วนใหญ่ หรืออาจได้จากในบรรยากาศ เช่น กล้วยไม้ ธาตุไนโตรเจน (N) ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบของสารอินทรีย์โดยอยู่เป็นส่วนประกบโครงสร้างของพืช เช่น คลอโรฟิลด์ กรดอะมิโน และองค์ประกอบของโปรตีน ซึ่งเกี่ยวข้องกับขบวนการเจริญเติบโตของพืชหากขาดธาตุไนโตรเจนจะทำให้ต้นแคระแกร็นใบอ่อนเล็กเรียว ใบล่างแก่จะมีสีเหลืองซีด แหล่งไนโตรเจนสามารถได้จากการตรึงในบรรยากาศ หรือจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ ซากพืชซากสัตว์ที่ตายแล้ว บทบาทของไนโตรเจน ถ้าสูงมากจะทำให้ต้นพืชมีการขยายเซลล์กว้างให้ต้นอ่อนแอต่อการทำลายของโรค และในพืชที่ให้ผลผลิตอาจจะมีปัญหาในการเจริญทางกิ่งใบ ไม่มีการสะสมอาหารเมื่อให้ผลผลิต จึงจำเป็นต้องศึกษาในระดับที่เหมาะสม แต่อย่างไรผักที่นิยมปลูกโดยไม่ใช้ดิน จะนิยมกินใบและเก็บเกี่ยวผลผลิตเร็ว จึงนิยมให้ธาตุไนโตรเจนในปริมาณสูง กลุ่มธาตุอาหารที่พืชต้องการเล็กน้อย ( Micro-elements ) ธาตุเหล็ก (Fe) มีบทบาทในการช่วยให้พืชสังเคราะห์แสง โดยเป็นตัวพาอะตอม ออกซิเจนในการหายใจ และมีบทบาทในการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ และเป็นสารประกอบของ Flavoprotein มีความจำเป็นในการสร้างน้ำตาลและแป้ง ถ้าหากขาดทำให้ใบเหลืองซีดทั้งใบอ่อนและใบแก่ ความสามารถในการเคลื่อนย้ายยาก ธาตุคลอรีน (CI) มีบทบาทในการกระบวนการสังเคราะห์แสงช่วยเพิ่มความเป็นกรดในเซลล์ กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ ซึ่งครอรีนในสภาพทั่วไปจะมีความเพียงพอต่อความต้องการของพืช ธาตุโบรอน (B) เกี่ยวข้องกระบวนการเจริญเติบโตของพืช ทำให้พืชใช้ธาตุแคลเซียมดีมากขึ้น ในการสร้างโครงสร้างผนังเซลล์ และอาจช่วยในกระบวนการเคลื่อนย้ายสารอาหารในพืช หากขาดทำให้การสร้างน้ำตาลลดลงในพืชบางชนิดมีลำต้นกลวง เช่น บลอดโคลี่ ธาตุแมงกานีส (Mn) มีบทบาทในกิจกรรมกระบวนการสังเคราะห์แสง ช่วยการกระตุ้นแอมไซม์ในการสังเคราะห์กรดไขมันและแอมไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการเกิด DNA และ RNA หากขาดทำให้ธาตุเหล็กในรูป Fe 2- เกิดเป็นพิษกับต้นพืชและมีลักษณะใบด่างในตระกูลถั่ว ถ้ามากไปทำให้ Fe 3- ถูกนำไปใช้ได้น้อยลงทำให้ต้นพืชขาดธาตุเหล็ก ธาตุทองแดง (Cu) เป็นตัวคะตะไลล์ และเป็นตัวอิเลคตรอนในการตรึงในโตรเจน ถ้าหากขาดทำให้พืชอ่อนแอใบเหลืองซีด หรือเป็นจุดเหลือง (Chorotic spot) ซึ่งพบในถั่วเหลือง ธาตุสังกะสี (Zn) เป็นธาตุที่เกี่ยวข้องในการสร้างสารควบคุมการเจริญเติบโตพวกออกซิน (Auxin) ที่ปลายยอด และเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ หากขาดทำให้ต้นพืชเตี้ยใบเล็ก ธาตุโมลิบดินัม (Mo) เป็นธาตุที่เกี่ยวข้องกับในการเปลี่ยนการไนเตรทไปเป็นแอมโมเนียมเพื่อไปสร้างกรดอะมิ โนในเซลล์มีความจำเป็นในการตรึงไนโตรเจน ถ้าหากขาดทำให้พืชตระกูลถั่วมีประสิทธิภาพในการตรึงไนโตรเจนเป็นบรรยากาศน้อยลง นอกจากนี้อาจมีธาตุอื่นที่จำเป็นบนการเจริญเติบโตของพืช เช่น ธาตุไอโอดีน (I) ซิลิคอน (Si) และโซเดียม (Na) แต่ไม่ถือว่าจำเป็นที่ธาตุเป็นประโยชน์ของพืช รูปการใช้ประโยชน์ของธาตุพืชและปัญหาได้รับธาตุที่ไม่เหมาะสม ในการดูดธาตุอาหารของพืชในการนำไปใช้จะต้องอยู่ในรูปของอิออน แก๊ส หรือคีเลท ดังตารางที่ 4.1 และปัญหาพืชได้ธาตุบางตัว หรือน้อยเกินไปจะประสบปัญหา ดังตารางที่ 4.2 ตารางที่ 4.1 รูปของธาตุที่จำเป็นในการดูดเข้าสู่รากของต้นพืช และมีหน้าที่ในพืช ธาตุอาหารที่จำเป็น รูปการดูดไปใช้ หน้าที่ในพืช C, H, O, N, S รูปอิออนในสารละลาย (HCO3- , NO3-, NH4-, SO42) ในรูปก๊าซในบรรยากาศ (O2 , N2, SO4) เป็นองค์ประกอบหลักในการเจริญเติบโตของพืช P,B รูปอิออนในสารละลาย (PO43- BO33- ) เกิดปฏิกิริยาการเคลื่อนย้ายพลังงาน และการเคลื่อนย้ายคาร์โบไฮเดรต K, Mg , Ca, CI รูปอิออนในสารละลาย(K, Mg2+, Ca2+, CI) ประกอบจำเพาะของสารอินทรีย์การสร้างสมดุลของอิออนต่างๆ Cu, Fe, Mn.Mc, Zn อิออนหรือคีเลทในสารละลาย (Cu2+, Fe2+Mn2+ MoO-, Zn2+ ) เกี่ยวข้องกระบวนการเคลื่อนย้ายอิเลคตรอนและสารกระตุ้นของเอนไซม์ต่างๆ ในพืช ดัดแปลงจาก Megel,K. and B.a. Kirby. 1987 Principles of piant Nutrition, 4th ed, Internatipnal Potash Institue. Beme, switzerland. With permission ตารางที่ 4.2 การตอบสนองของพืชในใบที่ได้รับธาตุอาหารหรือมากเกินไป ธาตุอาหาร / สภาพที่เกิด ลักษณะอาการแสดงทางใบพืช ไนโตรเจน (N) มีไม่เพียงพอ ได้รับมาก - เปลี่ยนใบจากสีเขียวของใบแก่เป็นสีเหลือง สีน้ำตาลและใบแห้งตายการเจริญเติบโตช้า ต้นเตี้ย มีความสมบูรณ์ช้าลง - มีสีเข้ม มีการแตกใบใหม่ และใบอวบง่ายต่อการเข้าทำลายของโรคและแมลง หากเกิดสภาพแห้งแล้งต้นพืชหักล้มและจะหักล้มได้ง่ายมีการให้ผลผลิตน้อยพิษจาก Ammonium ในกรณีให้ปุ๋ยในรูปแอมโมเนียมไนเตรท ( NH4-N ) อาจเกิดพิษของแอมโมเนียม มีผลให้ลดการเจริญเติบโตและโรคก้นเน่า ฟอสฟอรัส (P) มีไม่เพียงพอ ได้รับมาก - มีการเจริญเติบโตช้า และเตี้ย ใบแก่จะมีลักษณะสีม่วงทางด้านใต้ใบ - ไม่มีผลชัดเจนแต่อาจไปกระทบต่อการขาด ธาตุ Zn Fe และ Mn โปแตสเซียม (K) มีไม่เพียงพอ ได้รับมาก - ใบแก่จะมีจุดไหม้ ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Scorch - อาจมีผลยับยั้ง การใช้ Mg และทำให้ความสมดุลย์ Ca เปลี่ยนไป แมกนีเซียม (Mg) มีไม่เพียงพอ มากเกินไป - ใบแก่จะเหลือง ระหว่างเส้นใบ (Chlorosis) การเจริญของต้นช้าลงและง่ายต่อการเข้าทำลายของโรค - มีผลต่อความสมดุลของธาตุ Ca หรือ K กำมะถัน (S) มีไม่เพียงพอ มากเกินไป - ใบจะมีสีเขียวเข้ม ส่วนใบแก่เปลี่ยนเป็นสีเหลือง - ปลายยอดและขอบใบ จะมีสีน้ำตาล และทำให้พืชตายในที่สุด คลอรีน (CI) มีไม่เพียงพอ มากเกินไป - ใบอ่อนจะเกิน Chlorotic และมีการเหี่ยว ทำให้โรคเข้าทำลายได้ง่าย - เกิดอาการใบเหลือง ในขณะต้นยังไม่โตเต็มที่ มีการไหม้ของขอบใบและปลายยอด เหล็ก (Fc) มีไม่เพียงพอ มากเกินไป - มีการเกิด Chlorosis ซึ่งพบในใบอ่อน - จะมีจุดสีน้ำตาลบนใบ แมงกานีส (Mn) มีไม่เพียงพอ ได้รับมากเกินไป - เกิด Chlorosis ของใบอ่อน ต้นมีการเจริญเติบโตช้า - ใบแก่จะมีจุดสีน้ำตาล โมลิบดินัม (Mo) มีไม่เพียงพอ มากเกินไป - ใบอ่อนและใบกลาง จะเกิดอาการ Chlorosis ขอบใบม้วนมีปัญหาในการออกดอก - ไม่ปรากฏชัดเจน สังกะสี (Zn) มีไม่เพียงพอ ได้รับมากเกินไป - ด้านบนใบ จะแสดงการเกิด Chlorosis ใบมีขนาดเล็กและเป็นกระจุก - ทำให้พืชไม่สามารถใช้ธาตุเหล็กได้