เมื่อเอ่ยถึงการปลูกพืชผัก (หรือพืชพรรณอื่นใดก็ตามแต่) ถ้าถามเกษตรกรว่า มีวิธีการอย่างไรจึงจะให้ต้นพืชที่ปลูกเจริญงอกงามดี ให้ผลผลิตสูงและมีคุณภาพ เกษตรกรก็จะตระหวัดนึกถึงปุ๋ยเคมีขึ้นมาทันที เนื่องจากได้รับการถ่ายทอดความรู้จากนักวิชาการเกษตรมาเช่นนั้น อีกทั้งประสบการณ์ที่ผ่านมาเมื่อใส่ปุ๋ยให้กับต้นพืช พืชที่ปลูกก็ตอบสนองเปลี่ยนแปลงดีขึ้น ใบเขียวขึ้น ต้นเติบใหญ่ขึ้น ก็เลยทำให้เข้าใจว่า ปุ๋ยเป็นปัจจัยมีความสำคัญต่อการเติบโตและให้ผลผลิต ซึ่งคำตอบดังกล่าวก็มีส่วนถูกอยู่ แต่ไม่ใช่คำตอบที่ถูกต้องตรงประเด็นทางหลักวิทยาศาสตร์ คำตอบที่ถูกต้องก็คือ ต้องเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ “แสงสังเคราะห์” (Photosynthesis) ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด แล้วต้นพืชก็จะแข็งแรงเติบโตสมบูรณ์เต็มที่ และให้ผลผลิตสูงสุดด้วยคุณภาพที่ดีที่สุดอีกด้วย

• น้ำ
• ดิน (แหล่งอาหารแร่ธาตุ ซึ่งก็คือปุ๋ยนั่นเอง)
• แสงอาทิตย์ และ
• คาร์บอนไดออกไซด์

โรงงานปรุงอาหารพืชอยู่ที่นี่ครับ ที่ใบสีเขียวนี่แหละ 

ใบพืชที่คลี่กางออกเป็นร่างแหแผ่รับเชื้อเพลิง (แสงแดด) เพื่อนำไปให้เครื่องจักร (รงค์วัตถุสีเขียว) เดินเครื่องผลิตอาหารให้กับต้นพืช จากวัตถุดิบ (แร่ธาตุ) ในดินที่รากดูดขึ้นมาโดยอาศัยน้ำเป็นตัวลำเลียงมาให้ มีวัตถุดิบอากาศธาตุ (CO₂) จากบรรยากาศที่ใบดูดซับเข้ามาเป็นองค์ประกอบหลักในอาหารที่ผลิตขึ้นมา (แป้ง, น้ำตาล)

ถ้าเราป้อนน้ำให้แก่ต้นพืชอย่างเพียงพอ ต้นพืชได้รับแสงแดดเต็มพิกัดตามความต้องการ ต้นพืชดูดซับเอาแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้เต็มที่  นั่นแหละคือกลไกที่จะทำให้ต้นพืชแข็งแรง เติบโตไว ให้ผลผลิตสูงและมีคุณภาพที่ดีที่สุด

คำกล่าวเช่นนี้คงทำให้เกษตรกรมึนงงสงสัยว่า อ้าว แล้วปุ๋ยหายไปไหนเสียล่ะ ปลูกพืชไม่ต้องใส่ปุ๋ยดอกหรือ แล้วมันจะโตได้อย่างไร ให้ผลผลิตได้มากเท่าไรกัน

คำตอบก็คือ ปุ๋ยนั้นมีอยู่แล้วในพื้นดินโดยธรรมชาติหนึ่ง  และจากการหว่านใส่ให้กับพืชที่ปลูกต่อเนื่องกันมาเป็นสิบๆปีอีกหนึ่ง แต่ปุ๋ยที่เราหว่านให้พืชนั้น พืชนำไปใช้ได้ไม่หมด (ปุ๋ยที่เราหว่านใส่ 100 ส่วน พืชนำไปใช้ได้ประมาณ 30 ส่วนเท่านั้น) ส่วนที่เหลือใช้อีก 70 ส่วน นั้นก็จะซึมลึกลงดินไปเรื่อยๆ ลึกจนเกินกว่ารากพืชปกติจะชอนไชไปถึงและดูดซับนำมาใช้ได้นั่นก็คือความสูญเสียที่สะสมเป็นเวลานานปี ถือเป็นการเพิ่มต้นทุนในการผลิตโดยไม่ได้รับผลตอบแทนกลับคืนมา

จากผลการทดลองของ Jean Baptista van Helmont นักวิทยาศาสตร์ ได้ทำการทดลองชิ้นหนึ่ง เพื่อหาดูว่าต้นไม้ที่เติบโตนั้น ใช้สารในดินจำนวนเท่าไรในการสร้างการเจริญเติบโตเป็นไม้ต้นใหญ่ โดยการปลูกต้นpoplar (หยางหลิ่ว杨柳) น้ำหนักทั้งต้นแรกเริ่ม 5 ปอนด์ ในกระถางที่ใส่ดิน (น้ำหนักแห้ง) 200 ปอนด์ เมื่อเวลาผ่านไป 5 ปี ต้นpoplarก็เติบใหญ่ จึงนำเอาไม้ต้นนั้นมาชั่งหาน้ำหนักปรากฏว่าน้ำหนักของดินที่ทำให้แห้งแล้วยังคงมีน้ำหนักใกล้เคียงเท่าเดิม ขาดหายไปแค่ 2 ออนซ์เท่านั้นแสดงว่าต้น poplarใช้สารในดิน (แร่ธาตุ) ไปแค่ 2 ออนซ์เท่านั้นในการเติบโตได้น้ำหนักเพิ่มขึ้นถึง 164 ปอนด์กับ 3 ออนซ์ นั่นเป็นเครื่องชี้ให้เห็นว่า ต้นพืชไม่จำเป็นต้องใช้ปุ๋ยในปริมาณมากมายเท่าไรเลยในการสร้างความเจริญเติบโตและผลผลิต

A classic experiment t was performed by Jean Baptista van Helmont (1577-1644). In paragraph below, van Helmont describes his experiment.

I took an earthen pot and in it placed 200 pounds of earth which had been dried out in an oven.  This I moistened with rainwater, and in it planted a shoot of willow which weighed five pounds.  When five years had passed the tree which grew from it weighed 169 pounds and about three ounces.  The earthen pot was wetted whenever it was necessary

with rain or distilled water only.  It was very large, and was sunk in the

ground, and had a tin plated iron lid with many holes punched in it, which covered the edge of the pot to keep air-borne dust from mixing with the earth.  I did not keep track of the weight of the leaves which fell in each of the four autumns.  Finally, I dried out the earth in the pot once more, and found...

Finally, I dried out the earth in the pot once more, and found the same 200 pounds, less about 2 ounces.

How could the willow add 164 lbs, 3 ounces and only use 2 ounces of soil???

What is the source of the increased weight of the tree?  

What do you think the willow did use from the soil?

แล้วน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นได้มาจากไหน ? คำตอบก็คือจากน้ำ (เพราะพืชประกอบไปด้วยน้ำ 60 ถึง 90%) แต่ถ้าเป็นน้ำเพียงอย่างเดียวก็คงเป็นไปไม่ได้ เพระน้ำหนักแห้งมันเพิ่มขึ้นเป็นตัวเลขที่สูงเอาการอยู่ แต่เมื่อเราทราบถึงการทำงานของระบบ แสงสังเคราะห์แล้ว ทำให้เรารู้ว่า ธาตุในอากาศนั้นมิใช่อะไรอื่น เป็นคาร์บอนไดออกไซด์อย่างเดียวเท่านั้น ที่พืชดูดซับเอาเข้าไป แล้วสกัดเอาธาตุคาร์บอน (C) ไปสร้างอาหารเป็นตัวตนของต้นพืชขึ้นมา (สารอินทรีย์ประกอบไปด้วยธาตุคาร์บอนทั้งสิ้น)

วันนี้เราจะแนะนำอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่ช่วยเสริมการเจริญเติบโต และเพิ่มพูนผลผลิตโดยเพิ่มค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อย และเป็นการตอกย้ำให้เห็นว่า

คาร์บอนไดออกไซด์นั้น (CO₂) ทรงความสำคัญต่อการเพาะปลูกเพียงใด เพราะตัวมันเองนั้นนอกจากมีบทบาทมีส่วนร่วมในกระบวนการ แสงสังเคราะห์แล้ว ยังถือได้ว่าเป็นปุ๋ยที่พืชมีความต้องการมากที่สุดอีกด้วย (แต่เราไม่รู้ ไม่เข้าใจ จึงละเลยไม่ได้ใส่ใจ)

อุปกรณ์ชิ้นนี้มีรูปลักษณ์และขนาดที่แตกต่างกันออกไป แล้วแต่การดีไซน์แบบของแต่ละบริษัทมีตั้งแต่ขนาดเล็กจนกระทั่งใหญ่ที่ติดตั้งเดินท่อจ่ายแก็สทั่วในโรงเรือนเพาะปลูกก็มี

ตารางข้างบนนี้ได้มาจากผลการทดลองเพิ่มปริมาณความเข้มข้นของ คาร์บอนไดออกไซด์ให้หนาแน่นขึ้นภายในโรงเรือนเพาะปลูกในประเทศจีนด้วยเครื่องผลิตปุ๋ย คาร์บอนไดออกไซด์ ปรากฏว่าพืชที่ปลูกเติบโตไว ให้ผลผลิตเร็วขึ้นตั้งแต่ 7 – 14 วัน

ภาษาจีนเบื้องล่างที่เห็นต่อไปนี้ ตัดมาจากกรอบโฆษณาของบริษัทบริษัทหนึ่งที่ผลิตเครื่องปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้กับพืชที่ปลูกในโรงเรือน

ข้อความภาษาไทยต่อไปนี้ เป็นการถอดความบรรทัดต่อบรรทัด

เทคโนโลยีใหม่ในการให้ปุ๋ยกับพืชผัก ผลิตภัณฑ์สิทธิบัตรประเทศ (โปรดสังเกตว่า ปุ๋ย ในที่นี้คือ CO₂)
อุปกรณ์เสริมสร้างความเจริญเติบโตของพืชผักที่ปลูกในโรงเรือนออกสู่ตลาดแล้ว

ชื่อสินค้า: อุปกรณ์เสริมสร้างความเจริญเติบโตของพืชผัก

ชื่อสิทธิบัตร: วิธีการสลายแอมโมเนียมไบคาร์บอเนตด้วยน้ำเพื่อผลิตแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์

(Hydrolysis of ammonium bicarbonate method)
เลขที่สิทธิบัตร/เอกสารยื่นคำร้อง : 201110342954.7
หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์: เครื่องกำเนิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ขอบเขตการใช้งาน: พืชสีเขียวทุกชนิด (ในโรงเรือน)
วัตถุดิบ: น้ำปุ๋ยแอมโมเนียมไปคาร์บอเนต
วิธีการผลิต: แอมโมเนียมไบคาร์บอเนตไฮโดรไลซิส
ลักษณะของสิ่งผลิต: ก๊าซ (CO₂)
ระบบการทำงาน: อัตโนมัติทุกขั้นตอน
ปริมาณสูงสุดของก๊าซที่เครื่องผลิตได้: โมเดล A3,300กรัม/ ชม.  โมเดลB5,500กรัม/ ชั่วโมง
พื้นที่ครอบคลุมการใช้งาน: โมเดล A0.42ถึง0.63 ไร่โมเดลB0.63 ถึง10. ไร่
แรงดันไฟฟ้า: 220 โวลต์
โหมดการทำงานของกระแสไฟฟ้า: Automaticpowergap
พลังงานที่ใช้:1หน่วยไฟฟ้า / วัน
ต้นทุนการดำเนินงาน: 800.00 บาท /หมู่/ฤดูกาลเพาะปลูก
รายได้ที่เพิ่มขึ้น: 6,360.00ถึง 31,800.00 ท /หมู่(ขึ้นอยู่กับชนิดของพันธุ์ผักที่ปลูก)

ข้อสังเกต: ก่อนหน้านี้เกษตรกรจีนใช้วิธีสุมไฟให้เกิดควันขึ้นภายในโรงเรือน แต่วิธีการนี้ค่อนข้างยุ่งยาก และสร้างมลภาวะให้แก่บรรยากาศ มีผลกระทบต่อสุขภาพของคนและสัตว์ เมื่อมีเครื่องปลดปล่อยแก๊ส CO₂ ชนิดนี้จำหน่าย จึงเป็นที่นิยมแพร่หลายกันมากขึ้นทุกวัน

ทุกวันนี้นักวิชาการจีนจะให้ความรู้แก่เกษตรกรว่าแก๊ส CO₂ นั้นเป็นปุ๋ยชนิดหนึ่งที่มีอยู่ในบรรยากาศ เหมือนปุ๋ยตัวอื่นๆที่มีอยู่ในดิน แต่ปุ๋ยตัวนี้เป็นแก๊สที่ลอยละล่องอยู่ในอากาศ (และพืชต้องการปริมาณมากกว่าปุ๋ยที่อยู่ในดินเสียอีก) หากแต่มีเบาบาง ไม่เพียงพอต่อความต้องการของต้นพืช จึงต้องหาวิธีการเพิ่ม CO₂เหนือบรรยากาศที่ปลูกพืชให้เข้มข้นยิ่งขึ้น ซึ่งการหยิบยกเอาคาร์บอนไดออกไซด์ ให้เป็นปุ๋ย แทนบทบาททางชีวเคมีในกระบวนการ แสงสังเคราะห์ นั้นทำให้เกษตรกร (จีน) เข้าใจได้ง่ายกว่า เพราะเกษตรกรเห็นการเปลี่ยนแปลงที่เป็นรูปธรรมได้ชัดเจน และแอมโมเนียมไบคาร์บอเนทก็เป็นปุ๋ยสำหรับพืชชนิดหนึ่ง แต่เมื่อสลายตัวแล้ว ให้แก๊ส CO₂ อันเป็นที่ต้องการของพืชมากกว่าไนโตรเจนหลายเท่าตัว

ปัจจุบันเกษตรกรจีนเริ่มทยอยติดตั้งเครื่องผลิตแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์กันขนานใหญ่ เนื่องจากเกษตรกรได้รับการอบรมให้เข้าใจถึงความสำคัญของกระบวนการทางชีวเคมี (Photosynthesis) ของพืชที่ต้องใช้ CO₂ไปรวมกับน้ำ แร่ธาตุ และแสงแดดเพื่อสร้างอาหารในการเจริญเติบโตและให้ผลผลิต (เพิ่มขึ้น)

การติดตั้งเครื่องผลิตปุ๋ยอากาศธาตุ (CO₂) ของเกษตรกรจีนนั้นไม่มีปัญหายุ่งยากนัก เนื่องจากการเพาะปลูกในประเทศจีนนั้นส่วนใหญ่กระทำกันในโรงเรือนเพาะปลูก ด้วยพื้นที่ประเทศจีนนั้นอยู่ค่อนไปทางเหนือเส้นศูนย์สูตร มีอากาศหนาวเย็นทั่วทั้งประเทศเกือบทั้งปี (ยกเว้นไม่กี่มณฑลทางใต้) เมื่อย่างเข้าหน้าหนาวยังต้องเดินเครื่องทำความอบอุ่นให้กับพืชที่ปลูกอีกต่างหากในบ้านเมืองเรานั้น การเพาะปลูกในโรงเรือนนั้นก็ไม่ใช่ว่าไม่มี หากแต่ประสบปัญหารอบด้าน เนื่องจากประเทศไทยเราอยู่ในเขตุร้อนที่มีฝนค่อนข้างชุก ความชื้นในบรรยากาศสูง อากาศภายในโรงเรือนถ่ายเทได้ไม่ดี อุณหภูมิภายในทั้งร้อนและชื้น สภาพแวดล้อมเช่นนี้ก่อให้เกิดการแพร่กระจายของเชื้อแบคทีเรียที่เกิดโรคได้เป็นอย่างดี โดยเฉพาะที่ก่อให้เกิดโรคเน่าในพืชที่ปลูกจนไม่สามารถดำเนินกิจการต่อไปได้ มีบางส่วนที่ปลูกในโรงเรือนแล้วประสบความสำเร็จ แต่ก็มีการลงทุนที่สูงมาก

ส่วนประเทศไทยเรานั้นการเพาะปลูกส่วนใหญ่ทำกันกลางแจ้งที่เปิดโล่ง การเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์คงทำกันค่อนข้างลำบาก เมื่อเป็นเช่นนี้แล้วเกษตรกรไทยเราจะสามารถพัฒนาการเพาะปลูกที่สามารถเพิ่มผลผลิตเป็นกอบเป็นกำได้ไหม ? คำตอบก็คือมี และเป็นวิธีการง่ายๆที่ไม่ต้องอาศัยเครื่องผลิตแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์แต่อย่างใด ก็สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ แสงสังเคราะห์ได้สูงสุดถึง 405 เปอร์เซ็นต์ นั่นย่อมหมายถึงต้นพืชสามารถดูดซับ CO₂ เพิ่มขึ้นอีกมหาศาล ผลลัพธ์ที่ตามมาย่อมหมายถึงผลผลิตกองโตอย่างไม่ต้องสงสัย ไม่เพียงแต่ผลผลิตที่เพิ่มขึ้น อย่างมโหฬารแล้ว คุณภาพยังเป็นหนึ่งไม่เป็นสองรองใครอีกด้วย !

ก่อนที่จะบอกคำตอบ ท่านต้องทำความเข้าใจถึงกระบวนการ Photosynthesis (สังเคราะห์ด้วยแสง) ไห้ลึกซึ้งถ่องแท้เสียก่อน และต้องเปิดใจยอมรับโลกทัศน์ที่แตกต่างออกไป หาไม่แล้วใจท่านก็จะค้านไม่เห็นด้วยกับทัศนะที่บอกกล่าวมาเป็นแน่ มาตรแม้นว่าท่านจะไม่เห็นด้วย แต่ขออย่าได้นิ่งเฉยดูดายจงนำมาใช้ทดสอบหาความจริงก่อนเท่านั้นเป็นพอ

ก่อนจากกัน ขอแจกแจงความก้าวหน้าในการเพาะปลูกของต่างประเทศให้ทราบว่าเขาพัฒนาไปถึงไหนแล้ว โปรดดูรูปภาพเปรียบเทียบ ผักกาด 2 ต้น ต้นขวามือนั้นเติบโตเร็วเป็น 2 เท่าของต้นซ้ายมือเลยทีเดียว และบริษัทที่หันมาทำการเพาะปลูกนั้น เป็นถึงบริษัทยักษ์ใหญ่ของญี่ปุ่นเลยทีเดียว รู้แล้วจะต้องตะลึง นั่นคือ บริษัท ฟูจิสึ บริษัทอุตสาหกรรมชั้นแนวหน้าของญี่ปุ่นทีเดียวเชียว เป็นวิธีการปลูกในระบบ ปลอดเชื้อไร้ฝุ่นในอาคารผลิตเครื่องจักรที่เลิกสายพานการผลิตขนาดใหญ่ (Semiconductor clean room) ผลผลิตผัก เก็บไว้นานร่วมเดือนก็ยังคงความสดเหมือนตัดมาใหม่ๆ (ท๊อปปิคนี่ดูเหมือนการปลูกพืชที่ใช้อุปกรณ์สร้างสนามไฟฟ้าสถิตของประเทศจีน ให้ย้อนกลับไปอ่านดูได้) ผู้ใดสนใจเข้าไปดูได้ที่หน้าเว็บไซท์