การปลูกพืชผักระบบไฮโดรโปนิกส์

จากเอกสารวิชาการ เรื่อง การปลูกพืชผักระบบไฮโดรโปนิกส์
จัดทำเอกสารโดย นางสาวขนิษฐา พงษ์ปรีชา สำนักงานส่งเสริมการเกษตรภาคตะวันตก จังหวัดชลบุรี

สารละลายธาตุอาหาร

สารละลายธาตุอาหารนับเป็นหัวใจสำคัญของการปลูกพืชด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ เพราะพืชจะได้รับธาตุอาหารต่างๆ จากสารละลายธาตุอาหารซึ่งผู้ปลูกเตรียมขึ้นจากการนำปุ๋ยหรือสารเคมีมาละลายน้ำ จึงสามารถกำหนดปริมาณธาตุอาหารให้เป็นไปตามที่พืชต้องการได้ อย่างไรก็ตามการเตรียมสารละลายธาตุอาหารก็มีรายละเอียดที่ผู้ปลูกจำเป็นต้องรู้ ดังต่อไปนี้

1. คุณภาพของน้ำที่ใช้เตรียมสารละลาย น้ำ

ที่ใช้เตรียมสารละลายเป็นปัจจัยพื้นฐานในการกำหนดการเจริญเติบโตของพืชที่ปลูกด้วยวิธีไฮโดรโปนิกส์ มีผลต่อการเลือกพืชปลูก ระบบปลูก และวิธีจัดการธาตุอาหารพืช คุณภาพของน้ำจึงเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องคำนึงถึง โดยทั่วไปถ้าน้ำสะอาดพอที่มนุษย์หรือสัตว์สามารถดื่มได้ก็ถือว่าเป็นน้ำที่สามารถนำมาใช้เตรียมสารละลายสำหรับปลูกพืชได้ นอกจากความสะอาด ควรต้องทราบคุณสมบัติทางเคมีว่ามีธาตุต่างๆ อยู่ในปริมาณเท่าใด มีค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (pH) อยู่ในระดับไหน ในการปลูกพืชผักเป็นการค้าจึงควรนำตัวอย่างน้ำไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ค่าวิเคราะห์จะบอกให้ทราบว่าน้ำที่จะใช้ประกอบด้วยธาตุอะไรบ้าง มีปริมาณอยู่ในระดับไหน เป็นพิษต่อพืชหรือไม่ โดยทั่วไปน้ำที่เหมาะสมที่จะนำมาเตรียมสารละลายได้ควรมีปริมาณธาตุต่างๆ

ธาตุที่มักพบในน้ำและเป็นปัญหาคือ โซเดียม และ คลอรีน ซึ่งเป็นธาตุที่พืชดูดไปใช้น้อยมาก ดังนั้นถ้าพบในน้ำในปริมาณมากก็จะเกิดการสะสมและเป็นพิษต่อพืชโดยเฉพาะในระบบปิดที่มีการนำสารละลายกลับมาใช้ใหม่ (closed system) ปริมาณโซเดียมในสารละลายจะมีความเป็นพิษต่อพืชแต่ละชนิดไม่เท่ากัน เช่น โซเดียมอิออนที่ความเข้มข้น 50 ppm ในสารละลายจะเป็นพิษต่อผักสลัด สตรอว์เบอร์รี่ และกุหลาบ แต่สำหรับมะเขือเทศ สามารถทนความเข้มข้นของโซเดียมอิออนได้ถึง 200 ppm หรือมากกว่า จากปัญหาการสะสมของเกลือที่พืชต้องการในปริมาณน้อยนี้ จึงต้องมีการจัดการเกี่ยวกับธาตุอาหาร เมื่อใช้น้ำที่มีเกลือแร่เหล่านี้ละลายอยู่มากจะยุ่งยากกว่าน้ำที่มีเกลือละลายอยู่น้อย โดยเฉพาะระบบที่มีการหมุนเวียนนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ เช่น ระบบ NFT ส่วนระบบที่ไม่มีการนำสารละลายกลับมาใช้ใหม่ เช่น การปลูกในวัสดุปลูกและระบายน้ำทิ้ง จะสามารถนำน้ำที่มีเกลือเหล่านี้มาใช้ได้แต่ต้องเพิ่มปริมาณน้ำที่ระบายออกให้มากขึ้นเพื่อชะเกลือที่สะสมในวัสดุปลูก ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองสารละลาย

อนุมูลไบคาร์บอเนตมีผลต่อค่า pH ของสารละลาย โดยทำให้ pH สูงขึ้น ซึ่งมีผลต่อความเป็นประโยชน์ของธาตุบางชนิด เช่นถ้า pH ของสารละลายสูงกว่า 6 การละลายของอนุมูลคาร์บอเนตและฟอสเฟตจะลดลงโดยจะตกตะกอนกับแคลเซียมและแมกนีเซียม ทำให้พืชใช้ประโยชน์ธาตุทั้งสองได้น้อยลง นอกจากนี้ตะกอนที่เกิดขึ้นจะอุดตันหัวน้ำหยด ระบบท่อ และเครื่องกรองน้ำ และยังไปหุ้มอีเลกโทรดของเครื่องวัด pH และ เครื่องวัด EC, pH สูงยังมีผลให้เหล็กคีเลตอยู่ในรูปที่พืชไม่สามารถดูดไปใช้ได้อีกด้วย

น้ำที่เหมาะสมสำหรับการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์ คือ น้ำฝน เพราะเป็นน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง แต่จะต้องมีภาชนะเก็บขนาดใหญ่พอที่จะเก็บน้ำได้เพียงพอ ที่จะนำมาใช้เตรียมสารละลายโดยตรงหรือมาใช้ผสมกับน้ำแหล่งอื่นในกรณีที่ปริมาณน้ำฝนไม่เพียงพอ

2. ชนิดของปุ๋ยหรือสารเคมีที่ใช้ในสารละลาย

ปุ๋ยหรือสารเคมีที่ใช้ในการเตรียมสารละลายธาตุอาหารพืชจะต้องเป็นสารที่ละลายน้ำได้หมด ซึ่งปกติจะมีราคาแพง ดังนั้นต้องหาแหล่งธาตุอาหารในรูปของปุ๋ยซึ่งจะมีราคาถูกกว่าสารเคมีทั่วไป แต่บางธาตุก็ต้องใช้สารเคมี โดยเฉพาะจุลธาตุ ซึ่งมีราคาแพง อย่างไรก็ตาม ธาตุเหล่านี้ใช้ในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น นอกจากธาตุเหล็กซึ่งต้องใช้ในรูปคีเลตที่มีราคาแพงและต้องใช้ในปริมาณมาก นอกจากนั้นในปุ๋ยบางชนิดที่ให้ธาตุอาหารหลักยังมีจุลธาตุบางตัวปนอยู่ด้วย จึงไม่จำเป็นต้องเติมจุลธาตุเหล่านั้นอีก

ในการผสมสารละลายธาตุอาหารพืช ไม่จำเป็นต้องใช้ปุ๋ยตัวหนึ่งตัวใดโดยเฉพาะ เมื่อหาซื้อตัวที่ต้องการไม่ได้ก็สามารถใช้ตัวอื่นที่ให้ธาตุเดียวกันแทนได้ เช่นถ้าหาแอมโมเนียมไนเตรทไม่ได้ ก็สามารถใช้แอมโมเนียมซัลเฟตแทนได้ แต่จะต้องปรับปริมาณที่ใช้ เนื่องจากแอมโมเนียมซัลเฟตมีปริมาณไนโตรเจนน้อยกว่าแอมโมเนียมไนเตรท นอกจากนี้จากแอมโมเนียมซัลเฟตยังให้อนุมูลซัลเฟตซึ่งให้กำมะถันและมีส่วนทำให้ pH ของสารละลายลดลงด้วย จึงต้องพิจารณาปรับลดปริมาณกำมะถันและปรับค่า pH ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม

สำหรับธาตุอาหารรอง จะได้แมกนีเซียม จากปุ๋ยต่างๆ เช่น แมกนีเซียมซัลเฟต แมกนีเซียมไนเตรท แมกนีเซียมฟอสเฟต แมกนีเซียมออกไซด์ แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ และแมกนีเซียมคาร์บอเนต ส่วนแคลเซียมได้จากปุ๋ยแคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมซัลเฟต แคลเซียมไนเตรท แคลเซียมออกไซด์ แคลเซียมไฮดรอกไซด์ แคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมซิลิเกต และแคลเซียมฟอสเฟต สำหรับกำมะถันได้จากปุ๋ยที่ใช้เพื่อให้ธาตุอาหารหลักและธาตุอาหารรองอื่นๆ อยู่แล้ว จึงไม่จำเป็นต้องให้เพิ่มอีก

ส่วนจุลธาตุไม่จำเป็นต้องเติมให้ครบทุกตัวเพราะมักมีเจือปนอยู่ในปุ๋ยที่ให้ธาตุอาหารหลัก และมีปนอยู่ในน้ำที่ใช้เตรียมสารละลาย นอกจากนั้นพืชยังต้องการในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อย่างไรก็ตามบางธาตุ เช่น เหล็กก็มีความสำคัญ จึงต้องเติมปุ๋ยชนิดใดชนิดหนึ่ง เช่น เฟอรัสซัลเฟต เฟอรัสฟอสเฟต เฟอริกคลอไรด์ เฟอริกไนเตรท หรือในรูปคีเลต เช่น Fe-EDTA และ Fe-DTPA จุลธาตุอีก 2 ชนิดที่ควรเติมในสารละลาย คือ โบรอนและแมงกานีส โดยโบรอนมักใช้โซเดียมเมตาบอเรท โพแทสเซียมบอเรท หรือ กรดบอริก ส่วนแมงกานีส ได้จากแมงกานีสซัลเฟต หรือ แมงกานีสคลอไรด์

3. สูตรของสารละลายธาตุอาหาร

ปัจจุบันสารละลายธาตุอาหารมีอยู่หลายสูตรขึ้นกับชนิดพืชที่ปลูก ฤดูปลูก แสง อุณหภูมิขณะที่ปลูก สถานที่ปลูก ตลอดจนวัตถุประสงค์ของการปลูก การปลูกพืชเป็นการค้าจะต้องปลูกในปริมาณมากเพื่อให้มีผลกำไร จำเป็นที่จะต้องเลือกใช้สูตรที่เหมาะสมและมีความเข้มข้นของธาตุอาหารน้อยที่สุดเพื่อลดต้นทุนและเพิ่มผลกำไร เพราะต้นทุนค่าสารละลายเป็นค่าใช้จ่ายส่วนใหญ่ในการดำเนินการ เนื่องจากต้องใช้จ่ายอย่างต่อเนื่องตลอดระยะเวลาปลูก ซึ่งต่างจากค่าวัสดุอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งเป็นการลงทุนเพียงครั้งเดียวแต่ใช้ได้เป็นเวลานาน สูตรสารละลายธาตุอาหารพืชที่เป็นสูตรมาตรฐานและมักถูกดัดแปลงเพื่อให้เหมาะสมกับพืชต่างๆ มีอยู่หลายสูตร เช่น Knop’s 1865, Sach’s 1860, Shive’s และ Hoagland’s

อย่างไรก็ดี ไม่มีสารละลายสูตรใดสมบูรณ์แบบ จึงจำเป็นต้องปรับสูตรที่เลือกใช้ให้เหมาะสมหรือแม้แต่ปรุงสูตรธาตุอาหารพืชขึ้นเอง ดังนั้นแทนที่จะให้ความสำคัญกับสูตรสารละลายธาตุอาหาร ผู้ปลูกควรให้ความสำคัญกับการปรับหรือจัดสัดส่วนของธาตุอาหารให้เหมาะกับพืชที่ปลูกและสภาพแวดล้อม เช่น ในสภาพแดดจัด อากาศร้อนสัดส่วนของธาตุอาหารหลักคือ N:P2O5:K2O เท่ากับ 2:1:3 ถ้าเป็นฤดูมรสุม อากาศชื้นและมีเมฆหมอก ควรใช้สัดส่วน N:P2O5:K2O เป็น 2:1:3 แต่ก็ต้องปรับสัดส่วนตามชนิดผักที่ปลูกด้วย เช่น ถ้าเป็นการปลูกผักกินใบ เช่น ผักกาดหอม ก็ต้องให้มีสัดส่วนของไนโตรเจนสูงกว่าการปลูกผักกินผล เช่น มะเขือเทศ นอกจากการกำหนดปริมาณธาตุอาหารต่างๆ ตามสูตรพื้นฐานและสัดส่วนของธาตุอาหารหลักแล้ว ยังอาจเตรียมสารละลายโดยยึดหลักช่วงความเข้มข้นและค่าเฉลี่ยของธาตุอาหารตามความต้องการของพืช

4. การเตรียมสารละลายธาตุอาหารพืช

เมื่อเลือกและปรับสูตรสารละลายหรือกำหนดสัดส่วนของธาตุอาหาร และเตรียมปุ๋ยหรือสารเคมีที่ต้องใช้ได้แล้ว ต้องคำนวณปริมาณของปุ๋ยหรือสารที่ต้องใช้ โดยคูณน้ำหนักปุ๋ยต่อลิตรตามที่กำหนดไว้ในสูตรหรือตามที่ปรับไว้ด้วยปริมาตรของสารละลายธาตุอาหารทั้งหมดที่จะเตรียม เช่น ต้องเตรียมสารละลายธาตุอาหารจำนวน 10 ลูกบาศก์เมตร โดยใช้โซเดียมไนเตรท 850 มิลลิกรัมต่อลิตร ต้องใช้โซเดียมไนเตรททั้งหมดเท่ากับ 850*10,000 (1 ลูกบาศก์เมตรเท่ากับ 1,000 ลิตร) คือ 8.5 กิโลกรัม โดยทั่วไปจะเตรียมสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงก่อน เมื่อจะใช้จึงนำมาเจือจางให้ได้ความเข้มข้นตาม ซึ่งการเตรียมสารละลายเช่นนี้มีข้อดี คือ ไม่ต้องเตรียมภาชนะขนาดใหญ่เพื่อบรรจุสารละลายปริมาณมากๆ ไม่ต้องชั่งหรือตวงปุ๋ยหรือสารที่ใช้หลายครั้ง การเตรียมสารละลายครั้งเดียวสามารถใช้ได้ตลอดฤดูปลูกตั้งแต่ปลูกจนเก็บเกี่ยวผลผลิต นอกจากนี้ปุ๋ยบางชนิดเช่น สารประกอบแคลเซียม และ โซเดียมไนเตรท ไม่ควรเก็บในรูปผงแห้ง เพราะจะดูดความชื้น จึงต้องเก็บในรูปสารละลาย

ควรเตรียมสารละลายโดยแยกเป็น 2 ถัง เนื่องจากปุ๋ยบางชนิดไม่สามารถผสมกันได้ที่ความเข้มข้นสูง ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องเตรียมสารละลายทั้งหมด 10 ลูกบาศก์เมตร จะต้องเตรียม 2 ถังๆ ละ 50 ลิตร เป็นสารละลายเข้มข้น ถังที่ 1 ใส่น้ำ 20 ลิตร เติมกรดเท่ากับปริมาณที่ต้องใช้เพื่อปรับ pH ของสารละลาย ให้ได้ pH ตามต้องการ ซึ่งควรจะต่ำกว่า 2 แล้วใส่ปุ๋ยฟอสฟอรัสทั้งหมด โดยละลายน้ำ 10 ลิตรก่อนผสม จากนั้นอาจใส่ปุ๋ยที่ให้ ไนโตรเจน โพแทสเซียม และ แมกนีเซียม ในรูปของซัลเฟต ไนเตรท ฟอสเฟต และแอมโมเนียม ที่ละลายน้ำก่อนผสม ถังที่ 1 นี้จะไม่ใส่แคลเซี่ยมเด็ดขาด เพราะจะทำปฏิกริยากับฟอสเฟต ทำให้ตกตะกอน ใส่จุลธาตุทั้งหมดยกเว้น เหล็ก แล้วเติมน้ำให้ได้ปริมาตร 50 ลิตร คนให้สารละลายเข้ากันดี สำหรับถังที่ 2 เริ่มจากเติมน้ำ 20 ลิตร แล้วเติมกรดเพื่อปรับ pH ซึ่งควรให้อยู่ในช่วง 4-6 เติมปุ๋ยที่มีแคลเซี่ยมเป็นองค์ประกอบทั้งหมด โดยต้องละลายในน้ำ 12 ลิตรก่อน เติมเหล็กทั้งหมดในรูปคีเลต โดยละลายในน้ำ 12 ลิตรก่อน แล้วเติมน้ำให้ครบ 50 ลิตร คนให้เข้ากันดี ในถังที่ 2 นี้ห้ามใส่สารที่มีอนุมูลซัลเฟตและฟอสเฟต สารละลายทั้ง 2 ถังเมื่อจะนำไปใช้จะต้องเจือจางในอัตราส่วน 1:200 เช่น ถ้าต้องการสารละลาย ธาตุอาหาร 5 ลูกบาศก์เมตร (5,000 ลิตร) ต้องใช้สารละลายเข้มข้นถังที่ 1 และถังที่ 2 ถังละ (1:200)*5,000 ดังนั้นจะต้องใช้สารละลายถังละ 25 ลิตร แล้วปรับปริมาตรโดยเติมน้ำให้ครบ 5,000 ลิตร เมื่อเตรียมสารละลายได้แล้วต้องตรวจสอบค่า pH และค่า EC ว่าได้ตามที่ต้องการหรือไม่ก่อนจึงนำไปใช้

สารละลายธาตุอาหารพืชที่สมบูรณ์จะต้องมีธาตุอาหารครบทุกชนิดในปริมาณสมดุลและเพียงพอต่อความต้องการ ถ้าเตรียมสารละลายธาตุอาหารไม่สมบูรณ์หรือมีการจัดการสารละลายผิดพลาดทำให้สารละลายไม่สมดุล อาจทำให้พืชได้รับธาตุบางชนิดไม่เพียงพอ ซึ่งอาจสังเกตได้จากอาการที่พืชแสดงออก ค่าเฉลี่ยของปริมาณธาตุอาหารแต่ละชนิดในสารละลายที่เหมาะสมสำหรับปลูกพืช

5. การจัดการสารละลายธาตุอาหารพืชในระบบปิด (closed system)

การปลูกพืชโดยวิธีไฮโดรโปนิกส์ที่มีการนำสารละลายกลับมาใช้ใหม่ เช่น NFT (nutrient film technique), deep flow technique (DFT) และ aeroponics เป็นการใช้สารละลายอย่างมีประสิทธิภาพ และเป็นระบบการปลูกที่มีการขยายตัวอย่างมากเนื่องจากประหยัดสารละลายและไม่ก่อให้เกิดมลภาวะจากสารละลายที่เหลือใช้ แต่เนื่องจากเป็นระบบที่สารละลายหมุนเวียนอยู่ในระบบ การจัดการธาตุอาหารให้อยู่ในสภาพสมดุล ให้เหมาะสมกับความต้องการของพืชตลอดการปลูก จึงมีผลอย่างมากต่อการเจริญเติบโตและต่อความสำเร็จหรือล้มเหลวในการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์ ซึ่งการจัดการนี้เป็นสิ่งที่ยุ่งยากที่สุดและทำได้ยากกว่าในระบบไม่มีการหมุนเวียนสารละลาย ในทางปฏิบัติในการปลูกพืชด้วยระบบไฮโดรโปนิกส์เป็นเชิงพาณิชย์จะเน้นที่การควบคุมค่าความเป็นกรดเป็นด่าง (pH) และ ค่าการนำไฟฟ้า (EC) ของสารละลายให้อยู่ในช่วงที่ต้องการ คือควบคุมค่า pH ให้คงอยู่ระหว่าง 5.5-6.5 และค่า EC ที่อุณหภูมิ 25° C ระหว่าง 1.5-3.0 mS/cm ถ้าสูงหรือต่ำกว่านี้จะต้องมีการจัดการ

1.การจัดการค่า pH ของสารละลาย

ค่า pH ของสารละลายโดยทั่วไปควรอยู่ในช่วง 5.5-6.5 เมื่อ pH ของสารละลายต่ำกว่า 4 จะเป็นอันตรายต่อรากพืช ในทางตรงข้ามถ้า pH สูงกว่า 7 ติดต่อกันนาน 2-3 วัน จะทำให้การดูดใช้ ฟอสฟอรัส เหล็ก และแมงกานีส ผิดปกติ เมื่อเตรียมสารละลายใหม่ pH จะเท่ากับ 6 แต่เมื่อเวลาผ่านไป pH จะสูงขึ้น เนื่องจากในการเจริญเติบโตทางลำต้นและใบ (vegetative growth) พืชจะมีการดูดใช้ ไนเตรทอิออน (NO3-) เป็นส่วนใหญ่ (ดูดใช้ประจุลบมากกว่าบวก) จึงมีการปล่อยอนุมูลไบคาร์บอเนต (HCO3-) ออกมาในปริมาณเท่ากัน ทำให้ pH ของสารละลายเพิ่มขึ้น ในการปลูกพืชในระบบปิดจึงต้องวัดค่า pH สม่ำเสมอและปรับค่าให้อยู่ที่ 6 ตลอดเวลาโดยใช้กรดไนตริก หรือกรดฟอสฟอริก ซึ่งจะเป็นการเติมไนโตรเจน และฟอสฟอรัสให้สารละลายด้วยแต่การใช้กรดฟอสฟอริกต้องระวังไม่ให้เป็นการเพิ่มฟอสฟอรัสให้สารละลายมากเกินไป การลดค่า pH ของสารละลายอาจทำได้โดยการเพิ่มแอมโมเนียมอิออน (NH4+) เมื่อมีอนุมูล NH4+ ในสารละลายการดูดใช้อนุมูลนี้ของพืชจะเกิดการปลดปล่อยอนุมูลไฮโดรเจนออกมา ทำให้ pH ลดลง อย่างไรก็ตามต้องระวังไม่ให้อนุมูล NH4+ เพิ่มเกิน ร้อยละ 10 ของความเข้มข้นของอนุมูล NO3- ในสารละลาย เนื่องจาก NH4+ ที่ความเข้มข้นสูงๆ เป็นอันตรายต่อพืชได้ในทางกลับกัน การเพิ่ม pH ของสารละลายทำได้โดยเติมโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ หรือโพแทสเซียมคาร์บอเนต และลดปริมาณแอมโมเนียมไนเตรต (NH4NO3) ลง หรือเปลี่ยนการใช้โมโนแอมโมเนียมฟอสเเฟต มาใช้ไดแอมโมเนียมฟอสเฟตแทนก็ได้

2. การจัดการค่า EC ของสารละลาย

ค่า EC (electrical conductivity) คือค่าการนำไฟฟ้า เป็นค่าที่บอกความเข้มข้นของสารละลาย มีหน่วยเป็น มิลลิโมลต่อเซนติเมตร (mmho/cm) หรือมิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm) ถ้าค่า EC สูงแสดงว่าสารละลายมีความเข้มข้นสูง คือมีธาตุอาหารละลายอยู่มาก ค่า EC ในการปลูกพืชแบบไฮโดรโปนิกส์จะแตกต่างกันในแต่ละพื้นที่และชนิดพืชปลูก เช่น ผักสลัดในระบบ NFT ต้องมีค่า EC ตั้งแต่ 0.8-2.8 mS/cm ส่วนมะเขือเทศควรมีค่า EC สูงถึง 5-8 mS/cm เพื่อเพิ่มความหวาน

ปัญหาในการจัดการค่า EC คือ ค่า EC เป็นค่าที่บอกความเข้มข้นของสารละลายโดยรวม ไม่สามารถบอกความเข้มข้นของธาตุอาหารแต่ละตัวได้ จึงไม่มีโอกาสรู้ว่าธาตุใดมีปริมาณมากเกินหรือน้อยเกินไป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการถ่ายสารละลายทิ้งเป็นช่วงๆ เพื่อกำจัดธาตุที่พืชไม้ต้องการและมีการสะสมอยู่ในสารละลาย ธาตุที่มักมีการสะสมและเป็นปัญหาในการปลูกพืชด้วยระบบปิดเสมอคือโซเดียม ซึ่งพืชไม่มีการดูดไปใช้และมักมีอยู่ในน้ำหรือมากับปุ๋ยที่ใช้เตรียมสารละลาย เมื่อสารละลายไหลผ่านรากพืช จะมีการดูดธาตุที่ต้องการไปใช้และเหลือโซเดียมสะสมอยู่ในสารละลาย เมื่อรอบการผ่านรากมากขึ้น ปริมาณธาตุอาหารพืชจะลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากพืชดูดไปใช้ ขณะเดียวกันปริมาณโซเดียมก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เช่นกัน การสะสมของโซเดียมอาจถึงระดับที่เป็นพิษต่อพืชได้ ทางเดียวที่กำจัดโซเดียมออกจากระบบได้ คือการถ่ายสารละลายทิ้ง นอกจากโซเดียมแล้ว การสะสมของธาตุอาหารที่พืชต้องการในปริมาณน้อยตัวอื่นๆ ก็อาจเกิดขึ้นได้ เป็นสาเหตุของความไม่สมดุลของธาตุอาหารในสารละลาย เช่นความไม่สมดุลของ แอมโมเนียม แคลเซียม แมกนีเซียม และ โพแทสเซียม ซึ่งเป็นประจุบวก และถูกดูดใช้ในขบวนการที่คล้ายกัน ถ้าธาตุเหล่านี้อยู่ในสภาพไม่สมดุลย เช่น มีแมกนีเซียม หรือ โพแทสเซียม มากเกินไป จะทำให้พืชดูดใช้แคลเซียมได้น้อยลง เมื่อเกิดความไม่สมดุลของสารละลายธาตุอาหารแล้ว จะทราบได้ก็ด้วยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารละลาย อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์ต้องเสียเวลาและค่าใช้จ่ายมาก นอกจากการวิเคราะห์อาจสังเกตจากอาการของพืช เช่นในผักกาดหอม จะแสดงอาการปลายใบไหม้ (tip burn) เมื่อขาดแคลเซียม แต่ทั้งนี้ การแสดงอาการผิดปกติดังกล่าวก็สายเกินกว่าจะแก้ไข วิธีที่ดีที่สุดจึงควรรักษาสมดุลของธาตุอาหารไว ้คือการถ่ายสารละลายธาตุอาหารในถังทิ้งให้หมดก่อนที่ความไม่สมดุลจะรุนแรง แล้วเติมสารละลายที่เตรียมใหม่แทน การถ่ายสารละลายโดยทั่วไปมักกำหนดเป็นช่วงแน่นอน เช่นอาจถ่ายทุก 2, 3, หรือ 4 สัปดาห์ จะถ่ายสารละลายให้น้อยที่สุดเพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย โดยช่วงเวลาที่เหมาะสมขึ้นกับปัจจัยต่างๆ ดังนี้

ฤดูที่ปลูก การปลูกในฤดูร้อนจะต้องมีการถ่ายสารละลายบ่อยกว่าฤดูหนาว เพราะพืชมีการคายน้ำมากและมีการดูดใช้ธาตุอาหารเร็ว ส่วนฤดูฝน ถ้าเป็นการปลูกกลางแจ้ง น้ำฝนจะเข้าไปในสารละลายได้ ทำให้สารละลายเจือจาง จึงต้องระบายสารละลายบางส่วนออกจากระบบ แล้วเติมสารละลายเข้มข้นเพื่อปรับค่า EC และ pH ใหม่
คุณภาพของน้ำที่ใช้เตรียมสารละลาย ถ้าใช้น้ำที่มีความบริสุทธิ์มากๆ เช่นน้ำฝน หรือน้ำ reverse osmosis (RO) จะมีสิ่งเจือปนน้อย จึงมีการสะสมของธาตุที่พืชไม่ต้องการน้อย ทำให้ทิ้งช่วงการถ่ายสารละลายได้นาน
ความบริสุทธิ์ของปุ๋ยและสารที่ใช้เตรียมสารละลาย ถ้าใช้สารหรือปุ๋ยที่มีความบริสุทธิ์น้อย ก็จะต้องมีการถ่ายสารละลายบ่อย
สูตรและความเข้มข้นของสารละลายที่ใช้มีความเหมาะสมกับความต้องการขอพืชหรือไม่ ถ้าไม่เหมาะสม เช่นมีอัตราส่วนของธาตุต่างๆ ไม่ตรงกับความต้องการของพืชที่ปลูก ก็จะเกิดความไม่สมดุลของธาตุอาหารได้เร็ว และต้องมีการถ่ายสารละลายบ่อย
ชนิดและช่วงการเจริญเติบโตของพืช การตอบสนองต่อความไม่สมดุลของธาตุอาหารของพืชแต่ละชนิดแตกต่างกัน บางชนิดแสดงอาการอย่างรวดเร็วและรุนแรง จึงต้องมีการถ่ายสารละลายบ่อย นอกจากชนิดพืชแล้ว ช่วงการเจริญเติบโตของพืชก็ตอบสนองต่างกัน เช่น ผักกาดหอมจะแสดงอาการ tip burn ในช่วง 1-2 สัปดาห์ก่อนเก็บเกี่ยว เนื่องจากเป็นช่วงที่มีการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว จึงต้องการน้ำและธาตุอาหารในปริมาณมาก ส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลของธาตุอาหารได้ง่ายและรวดเร็ว ควรถ่ายสารละลายก่อนช่วงนี้ประมาณ 1 สัปดาห์ เพื่อป้องกันความไม่สมดุลของธาตุอาหาร
สัดส่วนระหว่างขนาดถังสารละลายต่อจำนวนพืชที่ปลูก (ปริมาณธาตุอาหารต่อพืช 1 ต้น) ถ้าถังสารละลายมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับจำนวนพืช การถ่ายสารละลายจะช้ากว่าเมื่อใช้ถังขนาดเล็ก แม้จะมีข้อดีที่ไม่ต้องถ่ายสารละลายบ่อยแต่ถังขนาดใหญ่ก็มีราคาสูงกว่าเมื่อเทียบกับถังขนาดเล็ก

อย่างไรก็ตามจากปัจจัยดังกล่าวไม่สามารถบอกได้แน่นอนว่าเมื่อใดจะต้องมีการถ่ายสารละลาย วิธีเดียวที่จะทำให้รู้แน่นอนคือจากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารละลายเป็นระยะๆ นอกจากจะบอกได้แน่นอนว่าควรถ่ายสารละลายหรือยังแล้ว ยังเป็นข้อมูลในการปรับสูตรสารละลายให้เหมาะสมกับสภาพการปลูกพืชของบ้านเราได้ แต่ในทางปฏิบัติเป็นไปได้ยาก เนื่องจากต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานานในการวิเคราะห์ วิธีที่ทำได้คือการสังเกตจากการตอบสนองของพืชโดยอาศัยประสบการณ์ของผู้ปลูก หรือค่อยๆ ถ่ายสารละลายออกจากระบบอย่างสม่ำเสมอคราวละน้อยๆ ซึ่งมีข้อดีคือปริมาณธาตุอาหารที่พืชไม่ต้องการหรือความไม่สมดุลของธาตุอาหารจะอยู่ในระดับคงที่ไม่ขึ้นลงอย่างรวดเร็ว พืชจึงไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนองค์ประกอบของสารละลายมากนัก

ในระบบ NFT แม้จะถ่ายสารละลายทิ้งทั้งหมดและเติมสารละลายที่เตรียมใหม่แทน สารละลายในระบบก็ยังไม่เป็นสารละลายใหม่ทั้งหมด เนื่องจากในระบบ NFT สารละลายมากกว่าร้อยละ 80 จะคงค้างอยู่ในรางปลูกพืช สารละลายที่เติมเข้าไปในถังสารละลายจะไปผสมกับสารละลายที่ค้างอยู่ในราง การเกิดความไม่สมดุลของสารละลายจึงเร็วมากหลังการถ่ายสารละลาย

3. วิธีการควบคุมค่า EC ของสารละลาย

การควบคุมค่า EC ของสารละลายทำได้หลายวิธี การจะเลือกใช้วิธีใดขึ้นกับความพร้อมด้านเงินทุนของผู้ประกอบการ โดยมีวิธีการต่างๆ ดังนี้

ระบบควบคุมอัตโนมัติ (automatic control) ค่า pH และ EC ของสารละลายจะถูกควบคุมโดยเครื่องควบคุมอัตโนมัติ ค่าทั้งสองจึงคงที่อยู่ตลอดเวลา และมีค่าแตกต่างจากค่าที่ต้องการน้อยมาก เป็นระบบควบคุมที่ดีที่สุดแต่ก็มีราคาแพงที่สุดเช่นกัน
ระบบเติมน้ำอัตโนมัติแต่เติมปุ๋ยโดยผู้ดูแล (automatic water make-up, manual fertilizer adding) เป็นระบบที่มีลูกลอยรักษาระดับน้ำในถังสารละลาย เมื่อพืชดูดสารละลายไปใช้ลูกลอยจะคอยรักษาระดับน้ำให้คงที่ตลอดเวลา ดังนั้นค่า EC ของสารละลายจะลดลงเรื่อยๆ และคนดูแลจะวัดค่า pH และ EC เป็นช่วงเวลาแน่นอน เช่น ทุกๆ เช้า แล้วจะเติมสารละลายเข้มข้นเพื่อปรับค่า EC ของสารละลาย ช่วงความแตกต่างของค่า EC ที่ต้องการและค่า EC ต่ำสุดจะขึ้นกับความถี่ในการตรวจวัดและปรับค่า EC ถ้าทำบ่อยๆ ค่าความแตกต่างก็จะน้อย พืชจะเจริญเติบโตได้ดี
ระบบที่เติมน้ำและปุ๋ยโดยผู้ดูแลและมีการตรวจวัดค่า (manual control with checking) ระบบนี้จะปล่อยให้พืชใช้สารละลายไปเรื่อยๆ จนถึงระดับหนึ่งแล้วผู้ดูแลจะเข้าไปเติมน้ำและปรับค่า EC ของสารละลายให้เท่าที่ต้องการ การปรับค่าอาจเป็นช่วงเวลาที่แน่นอน เช่นทุกเช้า หรือดูจากปริมาณสารละลายที่พืชใช้ไป เช่นร้อยละ 50, 60, และ 70 ของความจุถังสารละลาย ค่า EC ของระบบนี้จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกว่าจะมีการปรับค่า ก็จะลดลงมาระดับที่ต้องการ
ระบบที่เติมน้ำและปุ๋ยโดยผู้ดูแลและไม่มีการวัดค่า (manual control without checking) เป็นวิธีที่ง่ายและสะดวกที่สุด แต่เป็นระบบควบคุมค่า EC ที่มีประสิทธิภาพต่ำที่สุด ระบบนี้จะปล่อยให้พืชใช้สารละลายไปเรื่อยๆ จนถึงระดับหนึ่ง แล้วจะมีการเติมสารละลายที่เตรียมไว้แล้ว (เป็นสารละลายที่มีค่า EC ที่ต้องการ) หรือโดยการเติมน้ำสารละลายเข้มข้นตามอัตราที่กำหนดไว้ เช่น สารละลายเข้มข้น 1 ส่วน น้ำ 100 ส่วน แต่ไม่มีการวัดค่า EC ในถังสารละลาย ซึ่งวิธีนี้เป็นวิธีการที่ใช้กันมากในการปลูกเป็นงานอดิเรก ไม่มีเครื่องวัด EC การเปลี่ยนค่า EC ในระบบนี้คือค่าEC ของสารละลายจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนอาจถึงระดับที่เป็นอันตรายต่อพืช
เครื่องมือวัดค่า pH ของสารละลาย การวัดค่า pH นั้นอาจทำได้ 2 วิธี คือ วิธีเปรียบเทียบสีโดยใช้นำยาเปลี่ยนสี ซึ่งเป็นการวัดอย่างคร่าวๆ ส่วนอีกวิธีเป็นการใช้เครื่องวัดซึ่งบอกค่าได้ถูกต้อง เรียกเครื่องมือนี้ว่า pH มิเตอร์ เครื่องมือนี้มีส่วนประกอบสำคัญ 2 ส่วน คือ ตัวเครื่องและกระเปาะวัด (probe) การวัดด้วยวิธีนี้เป็นการวัดค่าความต่างศักย์หรือวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในกระเปาะวัดขณะที่วัด เครื่อง pH มิเตอร์สมัยแรกๆ มีขนาดใหญ่ น้ำหนักมาก และราคาแพง ทำให้เหมาะที่จะใช้ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น ปัจจุบันมีการพัฒนาให้มีขนาดกระทัดรัด ราคาถูกลง และวัสดุที่ใช้ทำกระเปาะก็มีความคงทน ไม่แตกง่าย จึงสามารถพกพาไปใช้ในไร่นาหรือโรงเรือนปลูกพืชได้

การใช้งานทั่วๆ ไปควรปฏิบัติดังนี้

ปรับเครื่องให้เที่ยงตรงก่อนทำการวัด การปรับเครื่องต้องใช้น้ำยามาตรฐานที่ทราบค่า pH ที่แน่นอน เรียกว่าสารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐาน เช่น บัฟเฟอร์ pH 4 บัฟเฟอร์ pH 7 หรือ บัฟเฟอร์ pH 10 เครื่องบางชนิดจะปรับค่าความเที่ยงตรงโดยใช้สารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐานได้เพียงค่าเดียว คือ pH 7 เท่านั้น ซึ่งก็จะมีราคาถูกกว่าเครื่องที่ใช้สารได้ 2 ค่า สำหรับเครื่องที่สามารถปรับค่าความเที่ยงตรงได้โดยใช้สารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐานได้ 2 ค่า อาจต้องเลือกว่าจะใช้ pH 7 กับ pH 4 หรือ pH 7 กับ pH 10 การจะเลือกใช้สารละลายคู่ใดขึ้นกับสารละลายที่เราต้องการวัดว่ามีค่า pH อยู่ในช่วงไหน เช่น ถ้าสารละลายที่เราต้องการวัดมีค่า pH ประมาณ 6.5 ควรเลือกใช้สารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐาน pH 7 และ pH 4
pH ของสารละลายขึ้นกับอุณหภูมิภายในเครื่อง ดังนั้นเครื่อง pH มิเตอร์จึงมีปุ่ม temperature หรือ temperature compensation สำหรับแก้ไขความผิดพลาดเนื่องจากการเปลี่ยนความไวของกระเปาะ ซึ่งความไวนี้จะขึ้นกับอุณหภูมิของเครื่อง เครื่องบางชนิดสามารถปรับอุณหภูมิได้โดยอัตโนมัติ แต่บางชนิดต้องวัดอุณหภูมิของสารละลายด้วยเทอร์โมมิเตอร์ก่อนแล้วนำค่าอุณหภูมิมาปรับในเครื่อง pH มิเตอร์อีกที การวัด pH ของสารละลายตัวอย่างให้ถูกต้องจะต้องปรับอุณหภูมิของเครื่องให้เท่ากับอุณหภูมิของสารละลายที่จะวัด แต่อาจไม่สะดวกในการปฏิบัติจริง ในขณะปรับความเที่ยงตรงของเครื่องโดยใช้บัฟเฟอร์ จึงควรปรับอุณหภูมิของเครื่องให้เท่ากับอุณหภูมิของสารละลายที่จะวัด
ปัจจัยที่มีผลต่อความถูกต้องของกระเปาะ ในการใช้ pH มิเตอร์ ความชื้น ความสะอาดของสภาพแวดล้อม และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีผลต่อความเที่ยงตรงของค่าที่วัดได้ เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้มีผลต่อกระเปาะของเครื่อง
อายุการใช้งานของกระเปาะ กระเปาะของ pH มิเตอร์มีอายุการใช้งานจำกัด ถ้าเป็นกระเปาะแบบที่เปลี่ยนสารละลายข้างในไม่ได้ แต่เราต้องใช้เครื่องวัด pH ทุกวัน โดยมีการดูแลรักษาอย่างดี จะสามารถใช้งานได้นานที่สุดประมาณ 18 เดือน เมื่อกระเปาะหมดอายุ ถ้าเป็นเครื่อง pH มิเตอร์ที่เปลี่ยนกระเปาะได้ก็ควรเปลี่ยนทันที แต่ถ้าเป็นเครื่องที่เปลี่ยนกระเปาะไม่ได้ อาจต้องเปลี่ยนเครื่อง pH มิเตอร์ใหม่
ความละเอียดและความถูกต้อง ขึ้นกับคุณภาพเครื่องและส่วนประกอบของกระเปาะ ยิ่งเครื่องสามารถอ่านได้ละเอียดและถูกต้องมากเท่าไรราคาก็จะยิ่งสูง สำหรับการใช้ในสวนหรือโรงเรือน ควรเลือกเครื่องที่สามารถอ่านได้ถูกต้องตั้งแต่ 2 ถึง 12 หลักก็เพียงพอ
แบตเตอรี่ แบตเตอรี่ที่ใช้กับเครื่องจะต้องไม่เสื่อมคุณภาพจึงจะอ่านค่าได้อย่างถูกต้อง เมื่อใดที่เครื่องแสดงอาการว่าแบตเตอรี่เสื่อมคุณภาพ ควรเปลี่ยนแบตเตอรี่ทันที การยืดอายุแบตเตอรี่ทำได้โดยปิดเครื่องทันทีที่ใช้งานเสร็จ
หน้าปัดบอกค่าที่อ่านได้ ควรเลือกแบบที่เป็นค่าดิจิทอล (digital) เพราะจะมีความเที่ยงตรงและสามารถอ่านได้ง่ายในทุกสภาพแวดล้อม
มีน้ำยาและอุปกรณ์ต่างๆ ที่จะต้องใช้ร่วมกับเครื่อง pH มิเตอร์ให้พร้อมอยู่เสมอ ได้แก่ สารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐาน pH 7 และ 4 น้ำกลั่น เทอร์โมมิเตอร์ กระดาษทิชชู และกระเป๋าใส่เครื่องที่สามารถกันกระเทือนได้

เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่อง pH มิเตอร์ ควรดูแลรักษาดังนี้

ควรตรวจสภาพเครื่องเป็นระยะๆ ตามวิธีที่ระบุในคู่มือ
ต้องให้กระเปาะของเครื่องมีความชื้นตลอดเวลา โดยใส่น้ำกลั่นในฝาครอบ ครอบไว้ตรงปลายกระเปาะตลอดเวลา ถ้าเป็นกระเปาะชนิดไม่มีฝาครอบ ควรใช้สำลีชุบน้ำกลั่นครอบตรงปลายกระเปาะไว้ แล้วคลุมด้วยผ้าพลาสติก ถ้าปลายกระเปาะไม่มีความชื้นสารละลายในกระเปาะจะแห้งอย่างรวดเร็ว ทำให้กระเปาะเสื่อมคุณภาพใช้งานไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระเปาะชนิดที่เติมสารละลายใหม่ไม่ได้
หลังใช้เครื่องแล้วต้องล้างกระเปาะให้สะอาดด้วยน้ำกลั่นทุกครั้ง เพราะถ้าไม่สะอาดอาจทำให้เกิดคราบเกลือจากสารละลายที่วัด pH เกาะตามปลายกระเปาะ ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการวัดได้
ต้องอบอุ่นเครื่องก่อนใช้ทุกครั้ง เพื่อให้อ่านค่าได้ถูกต้องแม่นยำ เวลาในการอบอุ่นเครื่องขึ้นกับชนิดและยี่ห้อของเครื่อง แต่ส่วนมากจะใช้เวลาประมาณ 30 นาที
เมื่อเปิดเครื่องใหม่ทุกครั้ง ต้องปรับเครื่องให้เที่ยงตรงตามวิธีที่ระบุไว้ โดยทำหลังจากอบอุ่นเครื่อง จะทำให้อ่านค่าได้ถูกต้องแม่นยำมากขึ้น
อย่าเก็บ pH มิเตอร์ไว้ในที่ที่มีอุณหภูมิสูงเกินไป เช่น ทิ้งไว้ในที่ที่มีแสงจัดตลอดเวลา แสงและอุณหภูมิสูงจะมีผลต่ออุปกรณ์ภายในเครื่อง ทำให้วัดคลาดเคลื่อนได้
ต้องตรวจสอบแบตเตอรี่อยู่เสมอ เมื่อใดที่ตัวเลขบนหน้าปัดซีดจาง หรือแกว่ง ต้องตรวจแบตเตอรี่ ถ้าเสื่อมคุณภาพต้องเปลี่ยนทันที
กระเปาะวัด pH มีอายุใช้งานจำกัด เมื่อกระเปาะเสื่อมคุณภาพต้องเปลี่ยนทันที ถ้าใช้เครื่องชนิดที่เปลี่ยนกระเปาะไม่ได้ก็ต้องเปลี่ยนเครื่อง
เครื่องวัดค่า EC ของสารละลาย การวัดปริมาณเกลือในสารละลายจะใช้เครื่อง EC มิเตอร์ ซึ่งค่า EC จะผันแปรตามอุณหภูมิ จึงกำหนดเป็นมาตรฐานที่จะต้องระบุค่าการนำไฟฟ้าที่อุณหภูมิ 25° C แต่ถ้าอุณหภูมิของสารละลายที่ต้องการวัดแตกต่างไปจากนี้ จะต้องใช้การคำนวณเพื่อเปลี่ยนค่าที่วัดได้ที่อุณหภูมิใดๆ มาเป็นค่าที่ 25° C EC มิเตอร์ในปัจจุบันมักจะสามารถปรับค่าไปที่ 25° C ได้โดยอัตโนมัติ แต่ผู้ใช้จะต้องปรับอุณหภูมิของเครื่องให้ตรงกับอุณหภูมิของสารละลายก่อน