The intercropping of fava bean with winter wheat enhances the crop performance and the soil biogeochemical nutrient cycling under contrasting nitrogen inputs
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि सर्दियों की गेहूं के साथ फवा बीन्स की अंतरफसली खेती, विशेष रूप से शून्य नाइट्रोजन उर्वरक के तहत, उपज बनाए रखने के लिए पूरक जल और पोषक तत्वों के उपयोग का लाभ उठाकर बाहरी इनपुट को कम करते हुए भूमि उत्पादकता और मृदा नाइट्रोजन चक्र को बढ़ाती है।
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हमारे पैरों के नीचे की मिट्टी को केवल धूल के रूप में नहीं, बल्कि एक हलचल भरे, अदृश्य शहर के रूप में कल्पना करें जहाँ पौधे और सूक्ष्म जीव लगातार संसाधनों का व्यापार, उधार लेना और साझा करना करते हैं। सदियों से, किसानों ने इस शहर के साथ एक सिंगल-लेन हाईवे जैसा व्यवहार किया है, जहाँ वे एक ही प्रकार की फसल को सीधी, अंतहीन पंक्तियों में उगाते रहे हैं। लेकिन प्रकृति आमतौर पर एक भीड़भाड़ वाले बाजार को पसंद करती है। यह इंटरक्रॉपिंग (अंतःफसलीकरण) की दुनिया है, जो खेती की एक ऐसी रणनीति है जहाँ दो अलग-अलग पौधे अगल-बगल उगते हैं, जैसे कि पड़ोसी जो एक बाड़ साझा करते हैं। यहाँ मुख्य विचार यह है कि अलग-अलग पौधों के अलग-अलग "व्यक्तित्व" और ज़रूरतें होती हैं। कोई पानी के लिए गहरा गोता लगाने वाला हो सकता है, तो दूसरा हवा से नाइट्रोजन लेने में माहिर हो सकता है। जब वे एक साथ बढ़ते हैं, तो वे एक-दूसरे की मदद कर सकते हैं, जिससे एक ऐसा सिस्टम बनता है जो अकेले उगने की तुलना में अधिक उत्पादक होता है।
विशिष्ट प्रश्न जो वैज्ञानिक पूछ रहे हैं वह यह है: क्या हम खेतों में भारी मात्रा में सिंथेटिक उर्वरक डाले बिना भी उतनी ही अच्छी तरह से भोजन उगा सकते हैं? उर्वरक ग्रह के लिए एक भारी बैकपैक की तरह है; यह फसलों को तेजी से बढ़ने में मदद करता है, लेकिन इसे बनाने और उपयोग करने से प्रदूषण पैदा होता है और लागत बढ़ती है। उम्मीद यह है कि एक "लेग्यूम" (एक पौधे का परिवार जो हवा से अपना स्वयं का नाइट्रोजन उर्वरक बना सकता है) को एक "सीरियल" (गेहूं जैसा अनाज जिसे बढ़ने के लिए नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है) के साथ जोड़कर, हम एक आत्मनिर्भर टीम बना सकते हैं। यदि यह काम करता है, तो हम मिट्टी को स्वस्थ रखते हुए और हवा को स्वच्छ रखते हुए दुनिया का पेट भर सकते हैं। लेकिन क्या यह टीमवर्क वास्तव में वास्तविक दुनिया में होता है, या यह केवल एक अच्छा विचार है जो केवल लैब में काम करता है?
महान पौधा टीम-अप: फावा बीन्स और गेहूं की एक कहानी
जर्मनी के एक खेत में, शोधकर्ताओं ने एक बड़ा प्रयोग किया यह देखने के लिए कि क्या एक क्लासिक पौधा जोड़ी—फावा बीन्स और विंटर व्हीट (शीतकालीन गेहूं)—एक जादू कर सकती है: सामान्य रासायनिक उर्वरक के बूस्ट के बिना भी, अकेले या एक साथ बेहतर तरीके से उगना। उन्होंने इन फसलों को दो तरीकों से लगाया: अकेले (सोलो मोड) और वैकल्पिक पंक्तियों में (टीम-अप मोड)। उन्होंने दो "ईंधन" स्तरों का भी परीक्षण किया: एक मानक उर्वरक के साथ और एक बिना किसी उर्वरक के।
जीरो-फर्टिलाइजर प्लॉट को एक उत्तरजीविता चुनौती (सर्वाइवल चैलेंज) के रूप में सोचें। पौधों को पूरी तरह से उसी पर निर्भर रहना होगा जो वे मिट्टी में पाते हैं या जो वे स्वयं बना सकते हैं। इस चुनौती के परिणाम आश्चर्यजनक रूप से नाटकीय थे।
द अंडरडॉग (कमजोर पक्ष) की बड़ी जीत
बिना उर्वरक के अकेले उगाए जाने पर, फावा बीन्स थोड़ी सुस्त थीं। लेकिन जब उन्हें गेहूं के बगल में लगाया गया, तो उन्हें अचानक नई जान मिल गई। अध्ययन में पाया गया कि टीम-अप में फावा बीन्स ने अकेले बढ़ने की तुलना में प्रति पौधा दोगुने से अधिक उपज दी। ऐसा लग रहा था जैसे गेहूं ने बीन्स को थोड़ा स्थान और एक दोस्ताना धक्का दिया, जिससे वे फलने-फूलने लगे।
गेहूं को मिला बढ़ावा
गेहूं, जो आमतौर पर मुख्य आकर्षण होता है, पीछे नहीं रहा। वास्तव में, शून्य-उर्वरक स्थितियों के तहत, टीम-अप में गेहूं ने अधिक मेहनत करना शुरू कर दिया। शोधकर्ताओं ने C नामक चीज़ को मापा, जो इस बात का फिंगरप्रिंट है कि एक पौधा कितनी मेहनत से सांस ले रहा है और प्रकाश संश्लेषण कर रहा है। इंटरक्रॉप्ड गेहूं ने उच्च "डिस्क्रिमिनेशन" मान दिखाया, जो यह सुझाव देता है कि इसने कार्बन डाइऑक्साइड को निगलने के लिए अपने स्टोमेटा (पत्तियों पर छोटे छिद्र) को अधिक चौड़ा खोला। यह अनिवार्य रूप से कह रहा था, "मैं बीज बनाने के लिए अधिक मेहनत करूँगा!" क्योंकि इसे अपने बीन पड़ोसी से नाइट्रोजन की निरंतर आपूर्ति मिल रही थी।
लैंड इक्वीवलेंट रेशियो (LER): स्कोरबोर्ड
यह देखने के लिए कि क्या पूरा खेत बेहतर प्रदर्शन कर रहा है, वैज्ञानिकों ने लैंड इक्वीवलेंट रेशियो (LER) नामक एक स्कोर का उपयोग किया। यदि आपको 1.0 का स्कोर मिलता है, तो इसका मतलब है कि टीम-अप अलग-अलग उगाने के समान ही अच्छा है। यदि आपको 1.0 से अधिक मिलता है, तो टीम-अप जीत रहा है।
- शून्य उर्वरक के साथ: टीम-अप ने 1.4 का स्कोर प्राप्त किया। यह एक बड़ी जीत है! इसका मतलब है कि अलग-अलग खेतों से उतनी ही मात्रा में भोजन प्राप्त करने के लिए, आपको 40% अधिक भूमि की आवश्यकता होगी।
- मानक उर्वरक के साथ: स्कोर गिरकर 1.1 हो गया, जो अकेले उगाने से थोड़ा ही बेहतर है। यह सुझाव देता है कि जब आप उर्वरक डालते हैं, तो पौधे एक-दूसरे की मदद की ज़रूरत महसूस करना बंद कर देते हैं, और टीम-अप का जादू फीका पड़ जाता है।
पानी और पोषक तत्वों का नृत्य
पौधों ने पानी और पोषक तत्वों के साथ एक जटिल खेल भी खेला। फावा बीन्स "प्यास वाली" थीं, जिन्होंने गेहूं की तुलना में अधिक पानी पिया। हालांकि, चूंकि गेहूं ने कम पानी पिया, इसलिए टीम-अप में एक "मध्यम मार्ग" वाला जल स्तर समाप्त हुआ जो दोनों के लिए काफी स्वस्थ था।
मिट्टी की रसायन विज्ञान भी दिलचस्प हो गया। फावा बीन्स एक नाइट्रोजन फैक्ट्री की तरह काम कर रही थीं। सीजन के अंत तक, बीन्स के नीचे की मिट्टी (अकेले और टीम-अप दोनों में) में गेहूं के नीचे की मिट्टी की तुलना में काफी अधिक खनिज नाइट्रोजन (मिनरल नाइट्रोजन) बचा हुआ था। शून्य-उर्वरक टीम-अप में, मिट्टी में लगभग 80 किलोग्राम नाइट्रोजन प्रति हेक्टेयर बचा था, जो अगली फसल को खिलाने के लिए पर्याप्त है। ऐसा लगता है कि बीन्स ने अपना नाइट्रोजन गेहूं के साथ साझा किया, और गेहूं ने इसे पूरा नहीं लिया, जिससे भविष्य के लिए एक अच्छा अधिशेष बच गया।
हालांकि, सब कुछ एकदम सही नहीं था। अध्ययन में पाया गया कि टीम-अप ने जादुई रूप से मिट्टी में कार्बन जमा करने (वह "कार्बनिक पदार्थ" जो मिट्टी को समृद्ध बनाता है) की मात्रा नहीं बढ़ाई। कार्बन स्टॉक सभी प्लॉट्स में लगभग समान रहा। इसके अलावा, जबकि टीम-अप ने नाइट्रोजन के संबंध में मिट्टी के सूक्ष्मजीवों के व्यवहार को बदला (विशेष रूप से अकेले बीन्स की तुलना में L-leucine aminopeptidase नामक एंजाइम को लगभग 26% तक बढ़ाया), इसने यह मौलिक रूप से नहीं बदला कि सूक्ष्मजीव कार्बन का उपयोग कितनी कुशलता से करते हैं। सूक्ष्मजीव व्यस्त थे, लेकिन वे केवल इसलिए अपनी जीवनशैली को मौलिक रूप से नहीं बदल रहे थे क्योंकि उनके पौधे पड़ोसी बन गए थे।
निष्कर्ष
पेपर यह निष्कर्ष निकालता है कि फावा बीन्स और विंटर व्हीट को एक साथ लगाना एक शानदार रणनीति है, लेकिन केवल तभी जब आप उर्वरक कम करना चाहते हैं। शून्य नाइट्रोजन स्थितियों के तहत, टीम-अप एक ऐसी सहजीवन (सिनर्जी) बनाता है जहाँ बीन्स को उपज में बढ़ावा मिलता है, गेहूं को बेहतर पोषण मिलता है और प्रकाश संश्लेषण बढ़ता है, और मिट्टी अगली फसल के लिए नाइट्रोजन के स्वस्थ भंडार के साथ रह जाती है।
हालांकि, शोधकर्ता सावधानी बरतते हुए कहते हैं कि यह हर चीज़ को ठीक करने वाला "जादुई समाधान" (मैजिक बुलेट) नहीं है। लाभ मुख्य रूप से इस बात में देखे गए कि पौधे पानी और नाइट्रोजन का उपयोग कैसे करते हैं, न कि इस बात में कि वे मिट्टी के कार्बन का निर्माण कैसे करते हैं। और, किसी भी अच्छी कहानी की तरह, वास्तविक दुनिया में परिणाम थोड़े जटिल थे; खेत में मिट्टी के प्राकृतिक अंतरों ने हर एक सूक्ष्म प्रभाव को देखना कठिन बना दिया। लेकिन मुख्य संदेश स्पष्ट है: यदि आप कम रसायनों के साथ अधिक भोजन उगाना चाहते हैं, तो अपने पौधों को अच्छे पड़ोसी बनाना सबसे अच्छा तरीका हो सकता है।
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