Optimizing the fertilizer N rates at different irrigation levels for optimum yield of wheat and corn at reduced nitrate leaching losses
फैसलबाद कृषि विश्वविद्यालय में आयोजित यह अध्ययन दर्शाता है कि इष्टतम सिंचाई (I2) को उच्च नाइट्रोजन दरों (N3) के साथ लागू करने से गेहूं और मक्का की पैदावार और आर्थिक लाभ अधिकतम होता है, जबकि सुप्रा-ऑप्टिमल उपचारों की तुलना में नाइट्रेट लीचिंग नुकसान भी काफी कम हो जाता है, जिससे I2N3 इस क्षेत्र की गेहूं-मक्का फसल प्रणाली के लिए सबसे टिकाऊ प्रबंधन रणनीति के रूप में पहचाना गया है।
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कल्पना कीजिए कि आप एक शेफ हैं जो ब्रेड का एक आदर्श लोफ (loaf) बनाने की कोशिश कर रहे हैं। आपके पास दो मुख्य सामग्रियां हैं: पानी और एक विशेष यीस्ट (yeast) जो आपके आटे को फुलाता है। यदि आप पर्याप्त पानी का उपयोग नहीं करते हैं, तो ब्रेड चपटी और सूखी रह जाती है। यदि आप इसमें बहुत अधिक पानी डाल देते हैं, तो आटा एक गीले ढेर में बदल जाता है जो बeton बिखर जाता है। यही बात नाइट्रोजन उर्वरक (fertilizer) के साथ भी होती है, जो पौधों के लिए उस विशेष यीस्ट की तरह काम करता है, जिससे उन्हें बढ़ने और अनाज पैदा करने में मदद मिलती है। लेकिन पेचीदा हिस्सा यह है कि यदि आप इस "प्लांट यीस्ट" को बहुत अधिक मात्रा में डाल देते हैं, तो अतिरिक्त हिस्सा केवल वहीं नहीं रुकता; यह सीधे मिट्टी से होकर बह जाता है और भूजल (groundwater) को प्रदूषित कर देता है, जिससे साफ पानी एक रासायनिक सूप में बदल जाता है। यह उन किसानों के लिए एक बड़ी समस्या है जो पानी की आपूर्ति को जहरीला बनाए बिना दुनिया का पेट भरना चाहते हैं। वैज्ञानिक इसे "नाइट्रेट लीचिंग" (nitrate leaching) कहते हैं, और यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे अपने महंगे मसाले को नाली में बहते हुए देखना जबकि आपका सूप नमकीन होता जा रहा हो। बड़ा सवाल यह है: क्या हम पानी और उर्वरक की वह सटीक "गोल्डिलॉक्स" (Goldilocks) मात्रा खोज सकते हैं जो फसलों को विशाल रूप से उगाए बिना पैसे बर्बाद किए या पर्यावरण को नुकसान पहुँचाए?
यह ठीक वही है जिसे हल करने के लिए शोधकर्ताओं की एक टीम ने पाकिस्तान के एक खेत में हाथ आजमाया, जहाँ उन्होंने गेहूं और मक्का उगाने का एक कभी न खत्म होने वाला चक्र चलाया। उन्होंने फसलों के साथ एक बड़े विज्ञान प्रयोग की तरह व्यवहार किया, उन्हें पानी और उर्वरक का अलग-अलग "डाइट" दिया। कुछ हिस्सों को सब कुछ थोड़ा-थोड़ा मिला ( "सब-ऑप्टिमल" डाइट), कुछ को एकदम सही मात्रा मिली ("ऑप्टिमटल" डाइट), और कुछ को बहुत अधिक मिला ("सुप्रा-ऑप्टिमल" डाइट)। उन्होंने एक उच्च-तकनीकी कंप्यूटर मॉडल भी इस्तेमाल किया जिसे HYDRUS-1D कहा जाता है, जो एक आभासी क्रिस्टल बॉल की तरह काम करता है, ताकि यह सिम्युलेट किया जा सके कि पानी और उर्वरक मिट्टी के माध्यम से कैसे चलते हैं, और उन्होंने जमीन के नीचे किसी भी लीक होते रसायनों को पकड़ने के लिए विशेष स्ट्रॉ (straws) भी लगाए।
परिणाम थोड़े ऐसे थे जैसे कोई दिन बचाने वाली गुप्त रेसिपी मिल गई हो। शोधकर्ताओं ने पाया कि फसलों को अधिकतम संभव पानी और उर्वरक देने से ("सुप्रा-ऑप्टिमल" स्तर) वास्तव में सबसे बड़े पौधे और सबसे अधिक अनाज प्राप्त हुआ। हालांकि, यह सबसे अधिक बर्बादी वाला भी था। इसने भूजल में नाइट्रेट के एक बड़े सैलाब का कारण बनाया—"ऑप्टिमल" जल उपचार की तुलना में लगभग 28% अधिक—और इसने वास्तव में जल के उपयोग को कम कुशल बना दिया। यह एक गमले के पौधे पर पानी की बौछार छोड़ने जैसा था; पौधा थोड़ा लंबा तो हो सकता है, लेकिन आप उसकी जड़ों को डुबो रहे हैं और पानी बर्बाद कर रहे हैं।
कहानी का असली नायक "ऑप्टिमल" जल स्तर रहा, जिसे उच्च मात्रा में उर्वरक के साथ मिलाया गया था। जब किसानों ने पानी की मध्यम मात्रा (गेहूं के लिए 400 मिमी और मक्के के लिए 525 मिमी) का उपयोग किया लेकिन उर्वरक को उच्च रखा, तो फसलें उतनी ही ऊंची उगीं और अनाज की पैदावार सांख्यिकीय रूप से उस पैदावार के समान थी जो पानी की अधिकता वाले उपचार से मिली थी। वास्तव में, अनाज की पैदावार में अंतर इतना कम था कि बड़े पैमाने पर इससे कोई फर्क नहीं पड़ता था। वास्तव में, पर्यावरणीय लाभ बहुत बड़ा था: इस "स्वीट स्पॉट" ने उच्चतम उपज वाले उपचार (जिसमें अधिकतम पानी का उपयोग किया गया था) की तुलना में नाइट्रेट रिसाव को लगभग 29% कम कर दिया। इसने पैसा भी बचाया, जिससे किसानों को उनके निवेश पर सबसे अच्छा रिटर्न मिला।
अध्ययन ने एक छिपे हुए अपराधी का भी खुलासा किया: "फालो" (fallow) अवधि। यह कटाई के बीच का समय है जब खेत खाली पड़ा रहता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि वर्षा ऋतु के दौरान जब कोई फसल नहीं उग रही थी, तब भी नाइट्रेट का एक महत्वपूर्ण हिस्सा (14% से 31% के बीच) बह गया। यह बारिश में चीनी की बाल्टी बाहर छोड़ने जैसा है; भले ही आप चाय नहीं पी रहे हों, फिर भी चीनी घुल जाती है और बह जाती है।
तो, निष्कर्ष क्या है? पेपर सुझाव देता है कि किसानों को शानदार फसल पाने के लिए अपने खेतों को डुबोने की आवश्यकता नहीं है। पानी को थोड़ा कम करके और उर्वरक को उच्च रखकर, वे समान स्वादिष्ट उपज प्राप्त कर सकते हैं जबकि भूजल को साफ रख सकते हैं और अपनी जेबों को भरा रख सकते हैं। यह एक जीत-जीत की स्थिति है: फसलें खुश हैं, पर्यावरण सुरक्षित है, और किसान के पास अधिक नकदी है। लेखक इस संतुलित दृष्टिकोण को स्थायी रूप से भोजन उगाने के सर्वोत्तम तरीके के रूप में सुझाते हैं, हालांकि वे यह भी नोट करते हैं कि बरसाती, खाली महीनों के दौरान उस नाइट्रेट को बहने से रोकने के लिए और अधिक काम करने की आवश्यकता है।
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