ปลูกผักบนแผ่นฟิล์ม? จะปลูกยังไง? แล้วกินได้จริงหรือ?
วันนี้ KiNd ชวนทุกคนไปทำความรู้จักกับ “เกษตรบนแผ่นฟิล์ม” (Film Farming) นวัตกรรมทางการเกษตรรูปแบบใหม่ของประเทศญี่ปุ่น ที่ได้แรงบันดาลใจมาตั้งแต่ยุคพลาสติกในศตวรรษที่ 19 โดยมี “ยูอิจิ โมริ” (Yuichi Mori) เป็นผู้คิดค้นนวัตกรรมชิ้นนี้ขึ้นมา
เรื่องราวเริ่มต้นในปี ค.ศ. 1965
กว่าจะมาเป็นนวัตกรรมสักหนึ่งชิ้นต่างต้องใช้เวลาในการคิดค้นพัฒนา วัสดุจากพลาสติกที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น โพลีเอสเตอร์ (Polyester) และอะคริลิก (Acrylic) กำลังเป็นที่นิยม ช่วงนั้นถือเป็นยุคทองของบริษัทผลิตเส้นใยสังเคราะห์ หนึ่งบริษัทที่โด่งดังในฐานะผู้นำวงการของญี่ปุ่นคือ บริษัท “Toray” ซึ่งมี ยูอิจิ โมริ เป็นหนึ่งในพนักงานซึ่งเคยทำงานในห้องทดลองของบริษัทนั้น เขารำลึกถึงช่วงเวลานั้นในอดีต “ตอนนั้นผมคิดว่า เรากำลังเข้าสู่ยุคพลาสติก และในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราจะเปลี่ยนจากวัสดุธรรมชาติมาใช้พลาสติกกันเป็นส่วนใหญ่”
Photo Credit: alfalfa sprouts
งานวิจัยของยูอิจิ โมริในขณะนั้น จึงพุ่งเป้าไปที่วัสดุดูดซับน้ำที่ทำจากพลาสติก ซึ่งใช้ในผ้าอ้อมเด็ก เรียกว่า “ไฮโดรเจล”* (Hydrogel) เป้าหมายของเขาคือ การนำไฮโดรเจลมาผลิตหลอดเลือดสังเคราะห์ที่สามารถทดแทนของจริงได้ (ค้นพบวิธีนี้ในขณะที่กำลังวิจัยอวัยวะเทียมอยู่) ทว่าเมื่อเขานำโครงการไปเสนอ บริษัทกลับเห็นต่าง และให้เหตุผลว่าหากนำมาใช้ในวงการแพทย์อาจจะเสี่ยงเกินไป และปฏิเสธความคิดของเขา
จากนั้นราว 30 ปีต่อมาในปี ค.ศ. 1994 ยูอิจิ โมริบังเอิญเจอบทความที่สะดุดตาเข้า คือ รายงานเกี่ยวกับอุตสาหกรรมทางการเกษตร หัวข้อหลักของบทความคือ “โลกจะเป็นอย่างไรหากไร้เกษตรกรรม”
แม้แต่ในยุคพลาสติก เกษตรกรก็ยังคงใช้ดิน และน้ำสำหรับการปลูกพืช แต่จะทำอย่างไร หากญี่ปุ่นกำลังจะขาดแคลนที่ดินและแรงงาน เราจึงอยากช่วยคิดค้นเทคโนโลยีที่ช่วยเพาะปลูกพืชผล พอคิดถึงเรื่องนั้นขึ้นมา โมริจึงเกิดแรงบันดาลใจที่จะลองผลิตฟิล์มสำหรับทำการเกษตรโดยใช้ไฮโดรเจลจากกพลาสติกดูบ้าง
หลังการค้นคว้าไฮโดรเจลครั้งแรก โมริก็ค้นพบวิธีใช้อีกรูปแบบหนึ่ง และเขาเลือกที่จะเสี่ยงดวงกับความเป็นไปได้นี้ โดยลาออกมาจากบริษัทเดิม และจัดตั้งบริษัทสตาร์ทอัพชื่อ บริษัทเมบิโอล (Mebiol) ซึ่งตั้งอยู่ที่เมืองฮิราซึกะ จังหวัดคานากาวะ ต่อมาในปี ค.ศ. 2002 บริษัทนี้ได้พัฒนาฟิล์มปลูกพืชแผ่นแรกของโลก และได้จดสิทธิบัตรแล้วใน 130 ประเทศ
ห้องทดลองที่นี่เต็มไปด้วยพืชผักที่ปลูกบนฟิล์ม ลักษณะของเกษตรบนแผนฟิล์มคือ รากของพืชจะเกาะติดอยู่บนฟิล์ม รากสามารถดูดน้ำและสารอาหารจากด้านล่าง ฟิล์มนี้ผลิตจากวัสดุที่เรียกว่าไฮโดรเจล ต่อให้จับมันพลิกคว่ำพืชก็ไม่หล่นร่วง โดยรากของพืชนั้น จะงอกบนฟิล์มแทนที่จะเป็นดิน ซึ่งแผ่นฟิล์มนั้นจะมีรูเล็ก ๆ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า รูเหล่านี้จะปล่อยให้น้ำ และสารอาหารผ่านได้ แต่กั้นไม่ให้เชื้อไวรัสและแบคทีเรียเข้าไป จึงเป็นข้อดีที่ทำให้เราไม่จำเป็นต้องใช้ยาฆ่าแมลง นอกจากผักจะเติบโตได้ในทุกสภาพแวดล้อมแล้ว เทคนิคนี้ยังใช้น้ำน้อยลง ถึง 90% เมื่อเทียบกับการทำเกษตรบนดินแบบเดิม
Photo Credit: alfalfa sprouts
พัฒนาฟิล์มไฮโดรเจล มุ่งเน้นความแข็งแรง
โมริ เริ่มต้นด้วยการเพาะเมล็ดผักกาดหอมบนแผ่นฟิล์มไฮโดรเจล แต่เวลาผ่านไปหลายวันก็ยังไม่มีสัญญาณแสดงว่ารากของผักกาดหอมจะงอก เขาทดลองต่อไปด้วยการปรับปริมาณน้ำเรื่อย ๆ จนวันหนึ่งเขาก็เห็นรากสวย ๆ งอกขึ้นมาบนผิวฟิล์ม แต่โมริก็ต้องตกใจกับเหตุการณ์หลังจากนั้น เพราะรากของผักกาดหอมกลับงอกทะลุแผ่นฟิล์มจนเป็นรู เขาเริ่มหาทางเพิ่มความแข็งแรงให้แผ่นฟิล์มไฮโดรเจลอยู่หลากหลายวิธี และหันไปสนใจกับเทคโนโลยีการยืดฟิล์ม ซึ่งฟิล์มของโมริ ผลิตด้วยวิธีละลายไฮโดรเจล ตอนที่ยังไม่ได้แปรรูป
Photo Credit: alfalfa sprouts
โมเลกุลของมันจะยุ่งเหยิงและเปราะบาง แต่เมื่อใช้เครื่องจักรเพิ่มแรงดึงเข้าไป โมเลกุลก็จะยืดและตกผลึก ทำให้ฟิล์มแข็งแรงขึ้น โมริใช้เทคโนโลยีการยืดนี้ผลิตฟิล์มใหม่ขึ้น เขาทำให้ฟิล์มแข็งแรงขึ้นทีละนิด และทดสอบครั้งแล้วครั้งเล่า จนในที่สุดต้นอ่อนก็เติบโตอย่างไร้ปัญหา ไม่ช้าเขาก็เก็บเกี่ยวผักกาดหอมได้สำเร็จ
แต่การเกษตรยังมีอะไรที่มากกว่าผักใบเขียว ยูอิจิ โมริ เลือกมะเขือเทศเชอรี่ (Cherry Tomato) มาทดสอบ สองสามเดือนต่อมา รากมะเขือเทศก็เจาะทะลุแผ่นฟิล์ม เขาจึงต้องผลิตแผ่นฟิล์มใหม่ เหตุผลเพราะรากของมะเขือเทศเชอรี่หนาและแข็งแรงกว่ารากผักกาดหอม โมริใช้เวลาอีก 2 ปี ในการพัฒนาฟิล์มใหม่ และสุดท้ายเขาก็ผลิตฟิล์มที่ปลูกมะเขือเทศเชอรี่ได้ ด้วยการปรับการเรียงตัวของโมเลกุลไฮโดรเจล อาจกล่าวได้ว่า “ฟิล์มปลูกพืชแผ่นแรกของโลกเสร็จสมบูรณ์แล้ว”
Photo Credit: alfalfa sprouts
ขยายโอกาสของนวัตกรรมทางการเกษตร
จากนั้นโมริก็เริ่มไปหาเกษตรกรเพื่อชวนให้มาทำเกษตรบนแผ่นฟิล์ม “ถ้าคุณใช้แผ่นฟิล์มนี้ คุณจะปลูกผักได้โดยไม่ได้ใช้ดิน” เขาอธิบาย แต่ไม่มีเกษตรกรคนไหนสนใจข้อเสนอของเขาเลย “สำหรับเกษตรกรแล้วดินสำคัญมาก จะให้ใช้ฟิล์มบาง ๆ นะหรือบ้าไปแล้ว ปฏิกิริยาส่วนใหญ่เป็นแบบนี้” โมริกล่าว
Photo Credit: alfalfa sprouts
โอกาสเดียวของเขาคือ “ต้องสาธิต” ให้คนเห็นถึงประโยชน์ของการทำเกษตรบนฟิล์ม เขาจึงเดินทางมุ่งหน้าไปยังเมืองโอกินาวา หมู่เกาะทางใต้ ซึ่งมีอากาศกึ่งโซนร้อนแห่งเดียวในญี่ปุ่น ขณะเดียวกันที่บริษัทส่งเสริมอุตสาหกรรมของจังหวัดโอกินาวา กำลังมองหาเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อทำการตลาด เจ้าหน้าที่คนหนึ่งสนใจแผ่นฟิล์มของยูอิจิ โมริ และอนุมัติเงินทุนให้ทำการเกษตรทดลอง จากนั้นเขาก็ลงมือปูฟิล์มหลายแผ่นทั่วกรีนเฮ้าส์ ตามด้วยการหว่านเมล็ดมะเขือเทศเชอรี่ และปล่อยให้เติบโตอยู่ 6 เดือน ด้วยความหวังที่ว่าจะได้มะเขือเทศเชอรี่ที่มีความหวานซึ่งฟิล์มเท่านั้นจึงจะทำได้
เมื่อฟิล์มไฮโดรเจลดูดซับความชื้นแล้ว ก็จะไม่ปล่อยความชื้นออกมามากนัก หมายความว่ามะเขือเทศเชอรี่ที่โตบนแผ่นฟิล์ม จะได้รับความชื้นน้อยกว่าที่ปลูกในดิน พืชที่กระหายน้ำจะมีปริมาณน้ำตาลในผลเพิ่มขึ้น เพื่อให้ดูดน้ำผ่านแรงดันออสโมติก (Osmotic Pressure) ได้มากขึ้น ซึ่งเป็นแรงดันที่ทำให้น้ำเคลื่อนที่ไปหาจุดที่มีสารละลายความเข้มข้นสูงอย่างน้ำตาล
การทดลองสิ้นสุดลงในเดือนพฤษภาคมปี ค.ศ. 2006 เขาทดสอบระดับน้ำตาลในมะเขือเทศเชอรี่ ถ้ามะเขือเทศหวานกว่าลูกที่ปลูกในดินก็จะพิสูจน์ให้เห็นข้อดีของฟิล์ม ซึ่งผลที่ได้เป็นอย่างที่เขาคิดไว้ มะเขือเทศเชอรี่มีปริมาณน้ำตาลอยู่ที่ราว 10% เทียบกับเมลอนซึ่งอยู่ที่ 12 % ตอนนั้นโมริก็ได้ตระหนักว่า เกษตรบนแผ่นฟิล์มได้ให้กำเนิดมะเขือเทศเชอรี่ที่หวาน ซึ่งไม่เคยมีที่ไหนมาก่อน
Photo Credit: alfalfa sprouts
ฟิล์มปลูกพืชของยูอิจิ โมริ ได้รับคำชมเชยอย่างมาก และเริ่มชนะใจเหล่าเกษตรกรทั่วประเทศ หลังจากนั้นเกษตรบนแผ่นฟิล์มก็ถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ที่ไม่มีใครคาดคิด นั่นคือ คลื่นสึนามิจากเหตุแผ่นดินไหวใหญ่ในภาคตะวันออกของญี่ปุ่นเมื่อปี ค.ศ. 2011 เหตุการณ์ดังกล่าวส่งผลให้ดินและพื้นที่เกษตรกรรมเขตนี้ถูกทำลาย แต่ที่นี่ก็ยังสามารถปลูกมะเขือเทศเชอรี่ได้เพราะแผ่นฟิล์ม
ปัจจุบันเกษตรบนแผ่นฟิล์ม เริ่มกลายเป็นที่นิยมทั้งในและนอกญี่ปุ่น เช่น ไต้หวัน บราซิล และจีน เกษตรบนแผ่นฟิล์มช่วยให้คนที่ไม่มีความรู้ด้านการเพาะปลูกขั้นสูง สามารถปลูกพืชผักได้ ต่อมารัฐบาลญี่ปุ่นได้ใช้เทคโนโลยีนี้ เพื่อดึงดูดให้คนรุ่นใหม่ที่ไม่ชอบทำงานในพื้นที่โดยตรง แต่มีความสนใจในเทคโนโลยี ให้เข้ามาทำการเกษตร ถือเป็นความพยายามในการฟื้นฟูภาคธุรกิจที่มีจำนวนแรงงานลดลงอีกด้วย
*ไฮโดรเจล (Hydrogel) เป็นวัสดุทางพอลิเมอร์มีคุณสมบัติพิเศษในการดูดซับน้ำ และกักเก็บน้ำได้ในปริมาณมาก
ที่มา
- เกษตรบนแผ่นฟิล์มสุดยอดนวัตกรรมของญี่ปุ่น Japan’s Top Inventions. www3.nhk.or.jp/nhkworld
- ฟาติมา คามาทา. ญี่ปุ่นปฏิวัติการเกษตร ปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินและเกษตรกร เพิ่มความมั่นคงทางอาหาร. www.bbc.com/thai/internationa
เรื่องโดย
