Yield and nutrient uptake in maize and chickpea cropping sequences as influenced by integrated nutrient management practices

दक्षिण भारत के विशाल, धूप से तपते खेतों में, हर मौसम में किसान की भोजन की आवश्यकता और मिट्टी की उसे प्रदान करने की क्षमता के बीच एक शांत संघर्ष चलता रहता है। दशकों से, बढ़ती आबादी को खिलाने का मानक समाधान भूमि पर सिंथेटिक रासायनिक उर्वरक डालना रहा है। हालांकि यह दृष्टिकोण अल्पकालिक रूप से फसलों की पैदावार बढ़ाता है, लेकिन यह अक्सर धरती को थका हुआ, अम्लीय और उन सूक्ष्म, आवश्यक खनिजों से वंचित कर देता है जिनकी पौधों को पनपने के लिए आवश्यकता होती है। यह विशेष रूप से वर्टिसोल (Vertisols) के रूप में जानी जाने वाली भारी, चिकनी मिट्टी वाले क्षेत्रों में सच है, जो इस क्षेत्र के बड़े हिस्सों में फैली हुई है। ये मिट्टी स्वाभाविक रूप से चिपचिपी होती है और पानी को अच्छी तरह से रोक कर रखती है, लेकिन इनमें जिंक और आयरन जैसे महत्वपूर्ण पोषक तत्वों को बांध लेने की प्रवृत्ति भी होती है, जिससे वे फसलों के लिए अनुपलब्ध हो जाते हैं। जब किसान केवल रासायनिक इनपुट पर निर्भर होते हैं, तो वे अक्सर घटते प्रतिफल के चक्र में फंस जाते हैं, जहाँ मिट्टी कम प्रतिक्रियाशील हो जाती है, और उत्पादित भोजन में 'छिपी हुई भूख' और कुपोषण से लड़ने के लिए आवश्यक पोषण घनत्व की कमी होती है।

इस चक्र को तोड़ने के लिए, वैज्ञानिकों ने 'एकीकृत पोषक तत्व प्रबंधन' (integrated nutrient management) नामक एक अवधारणा की ओर रुख किया है। यह कोई एक अकेली तरकीब नहीं है बल्कि एक समग्र रणनीति है जो मिट्टी को जड़ों के लिए महज एक पात्र के बजाय एक जीवित प्रणाली के रूप में देखती है। केवल एक प्रकार के इनपुट पर निर्भर रहने के बजाय, यह दृष्टिकोण तीन अलग-अलग धागों को आपस में बुनता है: तत्काल शक्ति के लिए रासायनिक उर्वरक, मिट्टी की जीव विज्ञान को पोषण देने और उसकी संरचना में सुधार करने के लिए खेत की खाद जैसा जैविक पदार्थ, और लाभकारी सूक्ष्मजीव जो प्राकृतिक सहायकों के रूप में कार्य करते हैं। ये सूक्ष्म सहयोगी पौधों की जड़ों के आसपास रहते हैं और उन पोषक तत्वों को मुक्त करने का काम करते हैं जो अन्यथा फंसे हुए होते हैं, साथ ही ऐसी चीजें भी पैदा करते हैं जो विकास को बढ़ावा देती हैं। इसका लक्ष्य एक ऐसा संतुलित वातावरण बनाना है जहाँ फसलें उस सब तक पहुँच सकें जिसकी उन्हें आवश्यकता है, बिना उस भूमि को नुकसान पहुँचाए जिस पर वे उगती हैं।

इस पृष्ठभूमि में, धारवाड़ स्थित ICAR-भारतीय दलहन अनुसंधान संस्थान के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह परीक्षण करने के लिए कि यह एकीकृत दृष्टिकोण एक विशिष्ट, उच्च-जोखम वाले परिदृश्य में कितनी अच्छी तरह काम करता है: एक अनुक्रमिक फसल प्रणाली जहाँ वर्षा ऋतु के दौरान मक्का उगाया जाता है, जिसके तुरंत बाद सर्दियों में चना उगाया जाता है। यह फसल चक्र इस क्षेत्र के कई किसानों के लिए जीवन रेखा है, फिर भी यह अक्सर पोषक तत्वों के असंतुलन से ग्रस्त रहता है जो दोनों फसलों की क्षमता को सीमित कर देता है। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या रासायनिक उर्वरकों को जैविक खाद, विशिष्ट सूक्ष्म पोषक तत्वों और लाभकारी सूक्ष्मजीवों के मिश्रण के साथ जोड़ना, वर्तमान में किसानों द्वारा उपयोग की जाने वाली मानक विधियों से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है। उन्होंने आठ अलग-अलग इनपुट संयोजनों की तुलना करने के लिए एक क्षेत्रीय प्रयोग डिजाइन किया, जिसमें बुनियादी रासायनिक-मात्र दृष्टिकोण से लेकर एक पूर्ण एकीकृत प्रणाली तक शामिल थी, जिसमें सूक्ष्मजीवों के मिश्रण के साथ बीज उपचार और जिंक एवं आयरन का फोलियर स्प्रे (पत्तियों पर छिड़काव) शामिल था।

प्रयोग एक वर्ष की अवधि में चला, जिसमें मानसून और शुष्क शीतकालीन महीने शामिल थे। टीम ने गर्मियों में मक्का और सर्दियों में चना विभिन्न पोषक तत्वों के उपचार वाले भूखंडों (plots) में लगाया। कुछ भूखंडों को केवल रासायनिक उर्वरक की कम मात्रा दी गई, जो एक आधार रेखा (baseline) के रूप में कार्य करती थी। अन्य भूखंडों को उसी मात्रा के साथ जैविक खाद, या सूक्ष्मजीव बीज उपचार, या सूक्ष्म पोषक तत्व दिए गए। सबसे व्यापक उपचार, जिसे शोधकर्ताओं ने T8 लेबल किया, में रासायनिक उर्वरक की पूर्ण अनुशंसित दर के साथ दो टन खेत की खाद प्रति हेक्टेयर, लाभकारी बैक्टीरिया के मिश्रण वाला एक बीज उपचार, और जिंक एवं आयरन का एक विशिष्ट अनुप्रयोग शामिल था। मक्के के लिए, इन सूक्ष्म पोषक तत्वों को मिट्टी में मिलाया गया था, जबकि चने के लिए, उन्हें सीधे पत्तियों पर छिड़का गया था ताकि पौधे उन्हें आसानी से अवशोषित कर सकें।

परिणाम आश्चर्यजनक थे। पूर्ण एकीकृत उपचार प्राप्त करने वाले भूखंडों ने अन्य सभी समूहों की तुलना में काफी अधिक भोजन का उत्पादन किया। इस समूह में मक्के की फसल की उपज 8,000 किलोग्राम प्रति हेक्टेयर से अधिक रही, जो कि केवल रासायनिक उर्वरकों या कम खाद प्राप्त करने वाले भूखंडों की तुलना में काफी अधिक थी। पुआल (straw), जिसका उपयोग पशु आहार के लिए किया जाता है, भी इन्हीं भूखंडों में अपने उच्चतम स्तर पर पहुँचा। जब सर्दियों का मौसम आया और चना बोया गया, तो एकीकृत दृष्टिकोण का लाभ जारी रहा। T8 भूखंडों से प्राप्त चने का वजन 2,600 किलोग्राम प्रति हेक्टेयर से अधिक था, जबकि वनस्पति द्रव्यमान (haulm) लगभग 3,000 किलोग्राम तक पहुँच गया। यह सामान्य आधार रेखा उपचार की तुलना में कुल प्रणाली उत्पादकता में लगभग 36 प्रतिशत की वृद्धि थी, जिसका उपयोग किसान आमतौर पर करते हैं।

केवल उपज के वजन के अलावा, भोजन की गुणवत्ता में भी नाटकीय सुधार हुआ। शोधकर्ताओं ने अनाज और वनस्पति द्रव्यमान का विश्लेषण किया कि फसलों ने नाइट्रोजन, फास्फोरस, पोटेशियम, जिंक और आयरन को कितनी मात्रा में अवशोषित किया है। T8 उपचार वाले पौधे न केवल बड़े थे; वे पोषक तत्वों में भी समृद्ध थे। मक्के के अनाज में प्रत्येक मापे गए पोषक तत्व की उच्च सांद्रता थी, जिसमें जिंक और आयरन में उल्लेखनीय वृद्धि शामिल थी, जो मानव स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण हैं। इसी तरह, एकीकृत भूखंडों से प्राप्त चने के बीजों में नियंत्रण भूखंडों की तुलना में अधिक प्रोटीन और आवश्यक खनिज थे। आंकड़ों से पता चला कि जैविक पदार्थ और सूक्ष्मजीवों के संयोजन ने पौधों को मिट्टी से अधिक पोषक तत्व खींचने और उन्हें बनाए रखने में मदद की, बजाय इसके कि वे पर्यावरण में नष्ट हो जाएं।

शोधकर्ताओं ने इन लाभों का श्रेय विभिन्न घटकों के मिलकर किए गए विशिष्ट कार्यों को दिया। खेत की खाद ने एक धीमी गति से रिलीज होने वाले भंडार के रूप में कार्य किया, जिससे मिट्टी की पानी और पोषक तत्वों को रोकने की क्षमता में सुधार हुआ और सूक्ष्मजीवी जीवन को पोषण मिला। सूक्ष्मजीवों का मिश्रण (microbial consortia), जिसमें फॉस्फेट घुलनशील और नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले बैक्टीरिया शामिल थे, उन पोषक तत्वों को घोलने का काम करता है जो मिट्टी में फंसे हुए थे, जिससे वे पौधों की जड़ों के लिए उपलब्ध हो सके। जिंक और आयरन के जोड़ने से, जिसे या तो मिट्टी में या पत्तियों पर छिड़का गया था, ने सीधे उन कमियों को दूर किया जो इन भारी चिकनी मिट्टी में आम हैं। चने की फसल में, फोलियर स्प्रे विशेष रूप से प्रभावी था, जिसने मिट्टी को पूरी तरह से दरकिनार करते हुए पोषक तत्वों को सीधे विकसित होते बीजों तक पहुँचा दिया। पोषक तत्वों की कमी पर इस बहु-आयामी हमले ने फसलों को उनकी पूर्ण आनुवंशिक क्षमता तक पहुँचने में मदद की, जो केवल रासायनिक उर्वरकों द्वारा इन विशिष्ट मृदा स्थितियों में प्राप्त नहीं किया जा सका।

अध्ययन ने सूक्ष्मजीव घटक के महत्व पर भी प्रकाश डाला। जिन भूखंडों को सूक्ष्मजीव बीज उपचार प्राप्त हुआ, वे लगातार उन भूखंडों से बेहतर प्रदर्शन करते रहे जिन्हें सूक्ष्मजीव उपचार नहीं मिला था, भले ही उन्हें रासायनिक उर्वरक और खाद की समान मात्रा मिली हो। यह सुझाव देता है कि बैक्टीरिया ने अन्य इनपुट से मिलने वाले पोषक तत्वों को अनलॉक करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि ये सूक्ष्मजीव प्राकृतिक यौगिकों का उत्पादन करते हैं जो पौधों को बढ़ने में मदद करते हैं और उन्हें तनाव से बचाते हैं, जो प्रभावी रूप से मिट्टी और फसल के बीच एक जैविक सेतु के रूप में कार्य करते हैं। जब जैविक खाद के साथ जोड़ा गया, जो सूक्ष्मजीवों के लिए भोजन का स्रोत प्रदान करती है, तो यह प्रणाली स्व-सुदृढ़ (self-reinforcing) हो गई, जिससे स्वस्थ पौधे और उच्च पैदावार हुई।

दक्षिण भारत के किसानों के लिए, ये निष्कर्ष आगे बढ़ने का एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करते हैं। T8 उपचार, जो अनुशंसित रासायनिक उर्वरकों के साथ दो टन खेत की खाद, एक सूक्ष्मजीव बीज उपचार और लक्षित सूक्ष्म पोषक तत्वों को जोड़ता है, मक्का और चना दोनों के लिए सबसे प्रभावी रणनीति साबित हुआ। इसने संपूर्ण फसल प्रणाली की कुल उत्पादकता को 36 प्रतिशत तक बढ़ा दिया और साथ ही अनाज की पोषण गुणवत्ता में भी सुधार किया। अध्ययन बताता है कि यह दृष्टिकोण केवल अधिक भोजन प्राप्त करने के बारे में नहीं है; यह उस भूमि से बेहतर भोजन प्राप्त करने के बारे में है जो अक्सर गहन कृषि का समर्थन करने के लिए संघर्ष कर रही है। इस एकीकृत पद्धति को अपनाकर, किसान समय के साथ महंगे रासायनिक इनपुट पर अपनी निर्भरता कम कर सकते हैं, अपनी मिट्टी के दीर्घकालिक स्वास्थ्य में सुधार कर सकते हैं, और ऐसे फसलें पैदा कर सकते हैं जो बदलते परिवेश के तनावों के प्रति अधिक लचीली हों।

शोध निष्कर्ष निकालता है कि इन क्षेत्रों में टिकाऊ कृषि का भविष्य फसल की तत्काल आवश्यकताओं और मिट्टी के दीर्घकालिक स्वास्थ्य के बीच संतुलन बनाने में निहित है। एकीकृत पोषक तत्व प्रबंधन दृष्टिकोण की सफलता यह दर्शाती है कि पर्यावरण को नुकसान पहुँचाए बिना उत्पादन को तीव्र करना संभव है। जैविक पदार्थ, लाभकारी सूक्ष्मजीवों और सटीक रासायनिक अनुप्रयोग का संयोजन एक ऐसी सहजीवन (synergy) बनाता है जिसे कोई भी विधि अकेले प्राप्त नहीं कर सकती। जैसे-जैसे दुनिया में भोजन की मांग बढ़ रही है, और मिट्टी के क्षरण तथा सूक्ष्म पोषक तत्वों की कमी जैसी चुनौतियाँ अधिक गंभीर हो रही हैं, धारवाड़ में इस क्षेत्रीय प्रयोग के सबक खाद्य आपूर्ति सुनिश्चित करने के साथ-साथ भूमि को आने वाली पीढ़ियों के लिए उपजाऊ बनाए रखने का एक व्यावहारिक, प्रमाणित मॉडल प्रदान करते हैं। डेटा पुष्टि करता है कि जब किसान मिट्टी को एक जटिल, जीवित प्रणाली के रूप में देखते हैं और इसे पोषक तत्वों के विविध आहार से समृद्ध करते हैं, तो फसलें प्रचुरता के साथ प्रतिक्रिया करती हैं।