รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- ชุดปลูกผักแอโรโพนิกส์แนวตั้งระบบควบคุมอัตโนมัติ
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Automated system for Vertical Aeroponics.
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 30 ตุลาคม 2560
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 29 เมษายน 2561
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยประยุกต์
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- ปัจจุบันการปลูกพืชในแนวตั้งกำลังได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย ในต่างประเทศเช่นประเทศสิงค์โปรมีการทำฟาร์มไฮโดรโพนิกในแนวตั้ง เนื่องจากเป็นประเทศขนาดเล็กมีพื้นที่น้อย (นัท, 2559) ในประเทศไทยเองก็มีการนำแนวคิดเรื่องการปลูกพืชแนวตั้งมาใช้กับอาคารที่พักอาศัย หรือชุมชน ที่มีพื้นที่จำกัด การนำเทคนิคการปลูกพืชแนวตั้งเข้าไปใช้กับการปลูกผักแปลงใหญ่ จะเป็นการเพิ่มผลผลิตต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่อีกด้วย รูปแบบการปลูกพืชแนวตั้งโดยใช้ผ้าใยสังเคราะห์เป็นวัสดุเกาะยึดอาจไม่มีความเหมาะสมเท่าใดกับการปลูกพืชเพื่อรับประทาน เนื่องจากน้ำและสารอาหารที่รดลงไปบนวัสดุปลูกอาจเกิดโรค เกิดเชื้อราสะสมในวัสดุปลูกอาจเกิดโรคหรือเกิดเชื้อราสะสม ในวัสดุปลูก ทั้งหมดนี้อาจก่อให้เกิดปัญหาด้านการบริหารจัดการ ควบคุมการให้น้ำแก่พืชเท่าที่จำเป็น ทำให้ต้องมีระบบควบคุมที่ดี ประหยัดพื้นที่ เวลา และแก้ปัญหาที่กล่าวมา แอโรโพนิกส์เป็นวิธีการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน ซึ่งจะใช้น้ำที่มีสารละลายพืชไหลผ่านหรือสเปรย์ให้กับรากพืช ระบบนี้จะลดการใช้น้ำ พลังงาน และพื้นที่ ระบบสามารถประหยัดน้ำ 5-10 เท่าใน 1 รอบการปลูก และได้ผลผลิตมากกว่า 10 เท่าเมื่อเทียบกับการปลูกแบบดั้งเดิมโดยใช้ดิน (Winterborne, 2005) ระบบแอโรโพนิกส์สามารถใช้ได้ทั้งในร่มและกลางแจ้งปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการ เช่น แนวตั้ง แนวผนัง หรือทำเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เนื่องจากระบบไม่ต้องใช้ดิน มีศัตรูพืชน้อย ไม่มีวัชพืช ทำให้ลดการใช้สารเคมีลงไปด้วย ปัจจัยหลักของผลผลิตผักทั้งการปลูกในดินและระบบปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินคือ ธาตุอาหารพืช โดยธาตุอาหารที่จำเป็นสำหรับพืชแบ่งได้เป็น macronutrients (NO3-, K+, HPO42-, Ca2+, Mg2+, SO42-) หรือ micronutrients (Fe2+, Mn2+, BO33-, Zn2+, Cu2+ และ Mo3+) ระบบควบคุมสารละลายอาหารสำหรับพืชที่แม่นยำมีผลอย่างมากต่อการเจริญเติบโตของต้นพืชและปริมาณผลผลิต ระบบควบคุมจะช่วยลดปริมาณการใช้ปุ๋ย การควบคุมและตรวจสอบปริมาณปุ๋ยในแปลงสามารถทำได้หลายวิธีเช่นColorimetry, Photometry, conductimetryหรือ potentionmetryอย่างไรก็ตาม เครื่องมือวิเคราะห์ข้างต้นเป็นเครื่องมือที่ใช้ในห้องปฏิบัติการและต้องการข้อมูลเชิงคุณภาพเพื่อสอบเทียบ การใช้เครื่องมือพื้นฐาน เช่น pH meter และ conducti meterซึ่งสามารถวัด pH และ ความเข้มข้นของไอออนทั้งหมดที่อยู่ในสารละลายได้ มาประยุกต์ใช้เพื่อวัดค่าสารละลายพืชจะทำให้ลงพื้นที่การปลูกสะดวก และได้ผลรวดเร็วยิ่งขึ้น แอโรโพนิกส์เป็นวิธีการปลูกพืชโดยไม่ใช้ดิน ซึ่งจะใช้น้ำที่มีสารละลายพืชไหลผ่านหรือสเปรย์ให้กับรากพืช ระบบนี้จะลดการใช้น้ำ พลังงาน และพื้นที่ ระบบสามารถประหยัดน้ำ 5-10 เท่าใน 1 รอบการปลูก และได้ผลผลิตมากกว่า 10 เท่าเมื่อเทียบกับการปลูกแบบดั้งเดิมโดยใช้ดิน (Winterborne, 2005) ระบบแอโรโพนิกส์สามารถใช้ได้ทั้งในร่มและกลางแจ้งปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการ เช่น แนวตั้ง แนวผนัง หรือทำเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เนื่องจากระบบไม่ต้องใช้ดิน มีศัตรูพืชน้อย ไม่มีวัชพืช ทำให้ลดการใช้สารเคมีลงไปด้วย ปัญหาดังกล่าวจึงเป็นที่มาของงานวิจัย เป็นการนำรูปแบบการปลูกพืชไร้ดินระบบรากแขวนในแนวตั้ง (Aeroponics System) มาประยุกต์ใช้งานร่วมกับโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อช่วยควบคุมสภาพแวดล้อมที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช ด้วยเหตุผลที่การปลูกพืชแบบให้น้ำ และสารอาหารแบบฝอยละเอียด (vertical Aeroponics system) ทำให้รากพืชได้รับออกซิเจนและสารอาหาร โดยตรงทั่วถึงทุกต้นตามช่วงเวลาที่กำหนด และสามารถปรับให้เหมาะสมกับพืชที่ปลูก การที่ระบบปิดมีการให้น้ำแบบหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่จึงประหยัดน้ำเมื่อเทียบกับการเกษตรแบบดั้งเดิม การควบคุมสภาวะแวดล้อมที่มีผลต่อพืชได้ เช่น ค่า pH ค่าความเข้มข้นของสารละลายโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ จะเป็นการช่วยประหยัดเวลาและแรงงานอีกทั้งเป็นการสนองนโยบายรัฐบาล ในการนำเทคโนโลยีมาใช้และช่วยเพิ่มผลผลิตทางเกษตร ใช้พื้นที่น้อยแต่ได้ผลผลิตสูง เป็นรูปแบบ Smart farm อีกด้วย
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1.เพื่อออกแบบและสร้างชุดการปลูกผักแอโรโพนิกส์แนวตั้ง 2. เพื่อสร้างระบบควบคุมความเป็นกรด ด่าง ค่าการนำไฟฟ้าอัตโนมัติ สำหรับชุดการปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้ง 3. เพื่อหาสภาวะการณ์ปลูกผักที่เหมาะสมสำหรับชุดการปลูกไฮโดรโพนิกส์แนวตั้ง
- ขอบเขตของโครงการ :
- 7.1 งานวิจัยนี้กำหนดขอบเขตใช้ตัวแทนของผักสลัดสลัด 2 ชนิด คือ กรีนโอ๊ค และกรีนคอส 7.2ทำการศึกษาเปรียบเทียบการเจริญเติบโตกับผักชนิดเดียวกันที่ปลูกโดยใช้ระบบไฮโดรโพนิกส์แนวตั้งควบคุมอัตโนมัติเปรียบเทียบกับการปลูกผักไฮโดรโพนิกส์ในระบบ NFT ที่ปลูกในเวลาเดียวกัน ในช่วงเวลาและสภาวะอุณหภูมิ ความชื้น สารอาหารประเภทเดียวกัน
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- 1.ข้อมูลการควบคุมสภาวการณ์แบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับการปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้ง 1.ชุดปลูกสำหรับปลูกผักไฮโดรโปรนิกส์แนวตั้งสำหรับผัก 2 ชนิด 2.คู่มือแนะนำการปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้งแบบระบบควบคุมอัตโนมัติ
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 1.ศึกษาและเก็บข้อมูลที่จำเป็นในการออกแบบชุดปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้งควบคุมอัตโนมัติแต่ละด้านดังนี้ 1.1 ลักษณะจำเพาะของพืชที่ใช้ทำการทดสอบ เช่น ความกว้างทรงพุ่มพืช ระยะช่องปลูก ค่าความเป็นกรดด่าง ค่าการทำไฟฟ้าในสารละลายที่เหมาะสมต่อพืช การวางตำแหน่งของต้นพืชบนชุดปลูกผัก ระดับการให้น้ำที่เหมาะสมในพืช 1.2 ระบบโครงสร้างชุดปลูกพืชในแนวตั้ง เช่น วัสดุโครงสร้าง ชุดปลูก เป็นต้น 1.3 ระบบน้ำรวมถึงอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ชุดพ่นสเปรย์น้ำและสารละลายอาหารพืชพ่นฝอยแบบละเอียด ขนาดท่อPE และ PVC ขนาดปั๊มน้ำ อุปกรณ์การจัดเก็บสารละลาย อุปกรณ์การจ่ายน้ำและสารละลายอาหารพืช เป็นต้น 1.4 ระบบวัดทางไฟฟ้า เช่นชุดเซนเซอร์และเก็บข้อมูลค่าความนำไฟฟ้า ชุดเซนเซอร์และเก็บข้อมูลค่าความเป็นกรดเป็นด่าง ชุดเซนเซอร์และเก็บข้อมูลค่าอุณหภูมิและความชื้น 1.5 ระบบควบคุมทางไฟฟ้าและเครื่องกล เช่น ชุดควบคุมระบบจ่ายไฟฟ้า ชุดจ่ายสัญญาณไฟฟ้า ชุดควบคุมและประมวลผล ชุดคอมพิวเตอร์ ชุดจอแสดงผล เป็นต้น 2. ออกแบบและสร้างชุดปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้งควบคุมอัตโนมัติ นำข้อมูลที่ได้จากข้อ 1 มาออกแบบและสร้างชุดปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้งควบคุมอัตโนมัติ(ภาพที่ 4 )ลักษณะการทำงานของชุดปลูกคือ หัวพ่นสเปรน้ำจะพ่นสารละลายให้กับรากพืชตามเวลาที่กำหนดไว้ เซนเซอร์กรด-ด่าง และเซนเซอร์ค่าการนำไฟฟ้า จะทำการวัดค่าในถังพักสารละลายแล้วส่งข้อมูลมายังระบบควบคุม เมื่อค่ากรด – ด่าง หรือค่าการนำไฟฟ้าเปลี่ยนไปจากที่กำหนดไว้ ระบบจะสั่งให้ปั๊มสารละลาย A และ B ทำงาน ดูดสารละลายเข้าสู่ถังพักสารละลายโดยอัตโนมัติ ภาพที่ 4 แบบชุดปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้งควบคุมอัตโนมัติ 3. ออกแบบแผนการทดลองและเก็บข้อมูล 4.ทำการเก็บข้อมูลการปลูกพืชโดยใช้ชุดปลูกชุดปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้งควบคุมอัตโนมัติเปรียบเทียบกับการปลูกผักไฮโดรโพนิกส์ในระบบ NFT ที่ปลูกในเวลาเดียวกัน 4.1 การเจริญเติบโตของพืช 4.2 ข้อมูลผลผลิตที่ได้รับ 4.3 การใช้พลังงานในการปลูกพืช 5. วิเคราะห์ผลการทดสอบชุดปลูกชุดปลูกผักไฮโดรโพนิกส์แนวตั้ง
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- -
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นางสาวกรรณิการ์ มิ่งเมือง นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 30% 2 นายนพดล ชุ่มอินทร์ นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 30%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
