การเกษตรแบบควบคุมสภาพแวดล้อมในโรงงานผลิตพืช (Plant factory) ของประเทศญี่ปุ่น
การเกษตรแบบควบคุมสภาพแวดล้อมในโรงงานผลิตพืช (Plant factory) ของประเทศญี่ปุ่น
ปัจจุบันเกษตรกรได้รับผลกระทบจากความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศ ส่งผลให้ผลผลิตทางการเกษตรมีปริมาณและคุณภาพต่ำ การเข้าทำลายของโรคและแมลงเพิ่มมากขึ้น การใช้สารเคมีจึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ประกอบกับการลดลงของแรงงาน และพื้นที่การเกษตรเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของสังคมผู้สูงวัย ดังนั้นการทำการเกษตรที่สามารถควบคุมปัจจัยการผลิตและสิ่งแวดล้อมได้ จะช่วยในการเพาะการปลูกพืชโดยไม่ต้องคำนึงถึงผลกระทบจากสภาพอากาศและฤดูกาล จึงเป็นการควบคุมระยะเวลาการปลูกและการเก็บเกี่ยวได้
การเกษตรแบบควบคุมสิ่งแวดล้อมคือการปลูกพืชในโรงเรือนเป็นหลัก ซึ่งโรงเรือนในประเทศญี่ปุ่นเริ่มจากการทำอุโมงค์เพื่อปลูกพืชจนพัฒนาไปถึงการทำโรงงานผลิตพืช (Plant factory) เกษตรกรที่ปลูกพืชในโรงเรือนมีรายได้มากกว่าเกษตรกรที่ปลูกพืชตามธรรมชาติถึง 3 เท่า ทำให้เกษตรกรมีกำลังการผลิตที่เพิ่มขึ้นและมีกำไรจากการใช้พื้นที่เดิม
Plant factory คือ การปลูกพืชในโรงเรือนขนาดใหญ่ ที่สามารถควบคุมสภาพแวดล้อม ใช้เซ็นเซอร์ต่างๆ และใช้ ICT เพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมให้ได้ผลผลิตตามแผนการผลิตตลอดทั้งปี ใช้พลังงานท้องถิ่นทดแทนพลังงานจากน้ำมันที่ต้องนำเข้า เช่น พลังความร้อนที่เหลือจากโรงงานอุตสาหกรรม พลังงานชีวมวล และพลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นต้น เพื่อเพิ่มปริมาณและคุณภาพของผลผลิต ลดจำนวนแรงงานในการทำการเกษตรเนื่องจากประชาชนผู้สูงอายุเพิ่มมากขึ้น และใช้หุ่นยนต์ AI และ IoT มาใช้ในโรงเรือนเพื่อลดต้นทุนการผลิต ลดความเสี่ยงที่เกิดขึ้นจากสภาพแวดล้อม การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ภาวะโลกร้อน โรคและแมลงศัตรูพืช โดยการควบคุมสภาพแวดล้อมและมีการบันทึกข้อมูลสภาพแวดล้อมตลอดเวลา เพื่อคาดการณ์ผลผลิตล่วงหน้าได้อย่างแม่นยำ และปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตให้ตรงกับต้องการของตลาด
Plant factory แบ่งเป็น 2 ประเภทคือใช้แสงธรรมชาติจากดวงอาทิตย์ และใช้แสงประดิษฐ์ โดยควบคุมปัจจัยที่สำคัญ 5 ปัจจัยคือ
- 1. แสง ถ้าแสงส่องเข้าในโรงเรือนเพิ่มขึ้น 1% ผลผลิตจะเพิ่มขึ้น 1%
- 2. อุณหภูมิ อุณหภูมิที่เหมาะสมกับพืชแต่ละชนิด
- 3. ความชื้น ไม่ใช่ความชื้นสัมพัทธ์แต่เป็นการควบคุมการเปิดของปากใบโดย Vapor pressure deficit 3-5 g/m3 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในการสังเคราะห์แสง
- 4. ความเร็วลม 30-50 cm/sec
- 5. ปริมาณ CO2 1,000-1,500 ppm เร่งการสังเคราะห์แสง
ปลูกโดยใช้ระบบไฮโดรโปรนิกส์เนื่องจากเป็นระบบที่ประหยัดน้ำและปุ๋ย อีกทั้งยังให้ผลผลิตเร็วและปริมาณผลผลิตต่อพื้นที่สูง
โรงงานผลิตพืชที่ใช้แสงอาทิตย์ ประกอบด้วยระบบทำความเย็นพร้อมระบบระบายอากาศ Cooling system (Pad และ Fan system) Dry fog system ระบบปั๊มอากาศร้อน Heat pump system น้ำยาป้องกันแมลงเข้าโรงเรือน ช่องระบายอากาศบนหลังคาโรงเรือน โรงเรือนที่สามารถเปิดปิดข้างโรงเรือนเพื่อระบายอากาศได้ กล้องวงจรปิด สถานีตรวจวัดสภาพอากาศนอกโรงเรือน และการเก็บบันทึกข้อมูลต่างๆในโรงเรือน
โรงงานผลิตพืชที่ใช้แสงประดิษฐ์ เป็นโรงเรือนที่ทนต่อสภาพภูมิอากาศที่เลวร้าย เช่น ความร้อน ลม ฝน และแผ่นดินไหว ประหยัดพลังงาน ประหยัดแรงงาน เนื่องจากใช้หุ่นยนต์ในการดำเนินงาน เช่น การเพาะเมล็ด ย้ายกล้า เก็บเกี่ยว และการบรรจุผลผลิตเพื่อจำหน่าย
อย่างไรก็ตาม การเกษตรแบบควบคุมสิ่งแวดล้อมมีค่าใช้จ่ายสูง จึงจำเป็นต้องวางแผนทางการเงินที่ดีโดยคำนึงถึงต้นทุนและผลประโยชน์เป็นสำคัญ พืชที่ผลิตจะต้องเป็นชนิดพืชที่มีมูลค่าทางเศรษฐกิจสูง เช่นพืชสมุนไพรที่ใช้สกัดทำยาหรือเครื่องสำอาง (ขมิ้น ฟ้าทะลายโจร และกัญชา เป็นต้น) และพืชเมืองหนาวที่ต้องนำเข้า เนื่องจากไม่สามารถปลูกได้ในประเทศไทยได้ หากนำมาปรับใช้บนพื้นที่สูงของไทยจึงไม่จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีระดับสูงทั้งหมด แต่ต้องเป็นเทคโนโลยีที่เกษตรกรใช้ประโยชน์ได้จริงโดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเกษตร โดยการเลือกใช้เซนเซอร์แบบเรียลไทม์ เก็บข้อมูลที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชมาใช้ ร่วมกับ IoT เพื่อเพิ่มการพยากรณ์ที่แม่นยำ แจ้งเตือนผ่านสมาร์ทโฟนได้ตลอดเวลา มาประกอบในการบริหารจัดการแปลง นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องมีการอบรมเกษตรกรผู้นำ อันจะเป็นการแบ่งปันเทคโนโลยีจากเกษตรกรสู่เกษตรเพื่อตอบโจทย์การทำการเกษตรในพื้นที่ห่างไกล มีอุปสรรคในการเชื่อมต่อกับสัญญาณอินเตอร์เน็ต ให้เกษตรกรบนพื้นที่สูงมีองค์ความรู้ และมีเครือข่ายที่ดี มีภูมิคุ้มกันที่เข้มแข็งพร้อมยกระดับคุณภาพชีวิตให้มั่นคงและยั่งยืน
