Study on the effects of three different types of amendment on the characteristics of the aeolian sandy soil and maize yield in Ningxia, China

दुनिया के उन विशाल, सूखे क्षेत्रों में जहाँ हवा धरती को रगड़ती है और वर्षा एक दुर्लभ अतिथि है, मिट्टी अक्सर एक ढीली, खिसकने वाली रेत में बदल जाती है जो पानी रोकने या पौधों को पोषण देने के लिए संघर्ष करती है। यह एओलियन (aeolian) रेतीली मिट्टी है, जो शुष्क क्षेत्रों में एक आम दृश्य है जहाँ जमीन इतनी छिद्रपूर्ण होती है कि पोषक तत्व बह जाते हैं या उड़ जाते हैं, जिससे फसलों के जीवित रहने के लिए बहुत कम बचता है। इन क्षेत्रों के किसान एक निरंतर संघर्ष का सामना करते हैं: इस बंजर, बहती रेत को भोजन के लिए एक स्थिर आधार में कैसे बदला जाए। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि जमीन में विशिष्ट सामग्रियां मिलाने से मदद मिल सकती है। कुछ सामग्रियां स्पंज की तरह काम करती हैं, जो पानी को सोख लेती हैं और उसे धीरे-धीरे छोड़ती हैं; अन्य जैविक पदार्थों से भरपूर होती हैं जो मिट्टी के सूक्ष्म जीवन को पोषण देती हैं; और कुछ जीवित सूक्ष्मजीव (microbes) हैं जो पौधों को उपलब्ध थोड़े से पोषक तत्वों को अवशोषित करने में मदद करते हैं। चुनौती यह पता लगाने में है कि इनमें से कौन सा सहायक सबसे अच्छा काम करता है, और संसाधनों को बर्बाद किए बिना या भूमि के नाजुक संतुलन को नुकसान पहुँचाए बिना उनका कितना उपयोग किया जाए।

चीन के निंग्ज़िया (Ningxia) क्षेत्र में, जहाँ हवा परिदृश्य को आकार देती है और मिट्टी विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है, शोधकर्ताओं की एक टीम ने मक्का के खेत पर तीन अलग-अलग प्रकार के मृदा सहायकों का परीक्षण करने का निर्णय लिया, जो कि एक प्रमुख फसल है जिसे निरंतर पानी और पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है। उन्होंने बाईजितान नेशनल नेचर रिजर्व (Baijitan National Nature Reserve) के भीतर एक स्थल को चुना, जो अपने खिसकते टीलों और विरल वनस्पति के लिए जाना जाता है, ताकि वे यह देख सकें कि क्या वे भूमि में सुधार करके एक सफल फसल उगा सकते हैं। शोधकर्ताओं ने अलग-अलग भूखंडों (plots) पर तीन अलग-अलग उपचार लागू किए। पहला एक पोटेशियम-आधारित ह्यूमेक्टेंट (humectant) था, जो एक सिंथेटिक पाउडर है जिसे स्पंज की तरह पानी को सोखने और रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है। दूसरा एक खनिज-व्युत्पन्न पोटेशियम फुलेट (potassium fulvate) था, जो कार्बनिक अम्लों से भरपूर एक गहरा दानेदार पदार्थ है जो मिट्टी के कणों को बांधने और पोषक तत्वों को छोड़ने में मदद करता है। तीसरा एक माइक्रोबियल पाउडर था जिसमें एक विशिष्ट प्रकार के लाभकारी बैक्टीरिया शामिल थे, जिसका उद्देश्य मिट्टी के प्राकृतिक जीवन को जगाना था। प्रत्येक सामग्री को तीन अलग-अलग मात्राओं में लगाया गया था ताकि यह देखा जा सके कि क्या थोड़ा बेहतर है या बहुत अधिक, या क्या बहुत अधिक उपयोग करने से समस्याएँ होती हैं। चौथा समूह बिना किसी उपचार के प्राप्त हुआ, जो यह मापने के लिए एक आधार (baseline) के रूप में कार्य करता था कि इन योजकों ने परिणाम को वास्तव में कितना बदला।

शोधकर्ताओं ने मक्के को उसके पूरे जीवन चक्र के दौरान देखा, बीज के मिट्टी से फूटने के क्षण से लेकर फसल कटाई के दिन तक। उन्होंने यह मापा कि कितने बीज सफलतापूर्वक अंकुरित हुए, पौधे कितने ऊँचे बढ़े, उनके तने कितने मोटे हुए, और अंततः, उन्होंने कितना अनाज उत्पादित किया। उन्होंने विभिन्न चरणों पर मिट्टी के नमूने भी खोदे ताकि नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम जैसे आवश्यक पोषक तत्वों के स्तर, साथ ही जैविक पदार्थ और नमक की मात्रा की जांच की जा सके। उन्होंने पाया कि यह एक एकल विजेता के बजाय विशिष्ट शक्तियों की कहानी थी। पोटेशियम-आधारस्टिक ह्यूमेक्टेंट मिट्टी की रासायनिक संरचना में सुधार करने में सबसे प्रभावी साबित हुआ, विशेष रूप से विकास के शुरुआती चरणों में। इसने जमीन में उपलब्ध पोषक तत्वों की मात्रा को काफी बढ़ा दिया और मक्का के बीजों को अधिक विश्वसनीय रूप से अंकुरित होने में मदद की, जिससे अंकुरण दर बिना उपचार वाले भूखंडों की तुलना में लगभग नौ प्रतिशत बढ़ गई। इस सामग्री ने पौधों के तनों को स्पष्ट रूप से मोटा भी बनाया, जो फसल के भार को सहारा देने और उसे गिरने से रोकने के लिए महत्वपूर्ण है। हालाँकि, इस सामग्री ने खुराक के प्रति संवेदनशीलता भी दिखाई; जब इसे उच्चतम मात्रा में लगाया गया, तो इसने वास्तव में उपज में थोड़ी गिरावट दर्ज की, जिससे पता चलता है कि अधिक होना हमेशा बेहतर नहीं होता।

खनिज-व्युत्पन्न पोटेशियम फुलेट ने एक अलग कहानी सुनाई। जबकि इसने ह्यूमेक्टेंट की तरह अंकुरित बीजों की संख्या को नाटकीय रूप से नहीं बढ़ाया, लेकिन यह अंतिम कटाई का चैंपियन था। इस सामग्री से उपचारित भूखंडों ने उच्चतम अनाज उपज उत्पन्न की, जो नियंत्रण समूह की तुलना में लगभग बारह प्रतिशत की वृद्धि थी, और इसने उल्लेखनीय निरंतरता के साथ ऐसा किया। इन भूखंडों के पौधे लंबे बढ़े, विशेष रूपकर जब वे परिपक्वता के अंतिम चरणों में पहुँचे, जो यह दर्शाता है कि इस सामग्री से पोषक तत्वों का निरंतर रिलीज फसल की जरूरतों के साथ पूरी तरह से मेल खाता था क्योंकि यह उनके अनाज भरने के दौरान काम आता है। इस उपचार ने उच्च अनुप्रयोग दरों पर भी नुकसान पहुँचाने के कोई संकेत नहीं दिखाए, जिससे यह उत्पादन को अधिकतम करने के इच्छुक किसानों के लिए एक स्थिर और विश्वसनीय विकल्प बन गया। तीसरे उपचार, माइक्रोबियल पाउडर ने, इस अल्पकालिक प्रयोग में सबसे कम लाभ प्रदान किया। हालांकि यह पूरी तरह से विफल नहीं हुआ, लेकिन इसके प्रभाव मामूली थे, और उच्चतम खुराक पर, इसने अंकुरित बीजों की संख्या और अंतिम उपज दोनों में वास्तव में थोड़ी कमी ला दी। यह सुझाव देता है कि बैक्टीरिया को इस विशिष्ट प्रकार की रेतीली मिट्टी में खुद को स्थापित करने और अपनी पूरी क्षमता दिखाने के लिए अधिक समय या अलग परिस्थितियों की आवश्यकता हो सकती है।

अध्ययन से यह भी पता चला कि किसी भी उपचार से मिट्टी के नमक के स्तर और अम्लता में कोई बड़ा बदलाव नहीं हुआ, जो यह दर्शाता है कि ये सामग्रियां मुख्य रूप से मिट्टी के बुनियादी रासायनिक संतुलन को बदलने के बजाय पानी और पोषक तत्वों को धारण करने की इसकी क्षमता में सुधार करके काम करती हैं। शोधकर्ताओं ने देखा कि जैसे-जैसे मक्का बढ़ता गया, सभी भूखंडों में पोषक तत्व स्वाभाविक रूप से कम होते गए, जो एक संकेत है कि पौधे सफलतापूर्वक वह सब ले रहे थे जिसकी उन्हें आवश्यकता थी। हालाँकि, पोटेशियम-आधारित ह्यूमेक्टेंट से उपचारित भूखंडों ने लंबे समय तक पोषक तत्वों के उच्च स्तर को बनाए रखा, संभवतः इसलिए क्योंकि इस सामग्री ने उन्हें मिट्टी में फँसाने में मदद की। मिट्टी के स्वास्थ्य और फसल की सफलता के बीच सहसंबंध स्पष्ट था: बेहतर पोषक तत्व उपलब्धता से मजबूत तने और अधिक बीज मिले। निष्कर्ष बताते हैं कि रेतीली मिट्टी को ठीक करने के लिए कोई एक "जादुई गोली" (magic bullet) नहीं है। इसके बजाय, सबसे अच्छा दृष्टिकोण विशिष्ट लक्ष्य पर निर्भर करता है। यदि प्राथमिकता शुरुआती चरणों में बीजों को अंकुरित करना और तनों को मोटा करना है, तो जल-धारण करने वाला पाउडर श्रेष्ठ विकल्प है। यदि लक्ष्य सीजन के अंत में एक स्थिर, उच्च-उपज वाली फसल सुनिश्चित करना है, तो खनिज-आधारित जैविक सामग्री सबसे प्रभावी उपकरण है। इन कठोर, शुष्क परिदृश्यों के किसानों के लिए, आगे का रास्ता इन रणनीतियों को संयोजित करने में निहित हो सकता है, यानी सीजन की शुरुआत को सुरक्षित करने के लिए जल-धारण करने वाली सामग्री का उपयोग करना और सीजन के समापन को सुरक्षित करने के लिए पोषक तत्वों से भरपूर सामग्री का उपयोग करना।