Synthesis of Boron Composite Biochar and Its Evaluation for Growth Effectiveness in Rice
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि बोरिक एसिड और सोडियम बोरेट से संश्लेषित बोरॉन-डोपड बायोचार चावल की वृद्धि और उपज को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है, जिसमें कुल बायोमास और अनाज के वजन के लिए 0.1% पर फोलियर अनुप्रयोग (पत्तियों पर छिड़काव) सबसे प्रभावी सिद्ध हुआ, जबकि 1.5 मिलीग्राम/किग्रा और 2.0 मिलीग्राम/किग्रा पर मृदा अनुप्रयोग ने विशिष्ट शारीरिक मापदंडों और मृदा पोषक तत्व सामग्री को क्रमशः अनुकूलित किया।
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खेती की दुनिया में, पौधों को फलने-फूलने के लिए पोषक तत्वों के एक नाजुक संतुलन पर निर्भर रहना पड़ता है, ठीक वैसे ही जैसे मनुष्यों को एक संतुलित आहार की आवश्यकता होती है। जबकि नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे प्रमुख पोषक तत्वों पर अक्सर अधिक ध्यान दिया जाता है, वहां कुछ आवश्यक सूक्ष्म तत्व भी होते हैं जिनकी पौधों को सही ढंग से कार्य करने के लिए बहुत कम मात्रा में आवश्यकता होती है। ऐसा ही एक तत्व है बोरोन। हालांकि इसकी आवश्यकता बहुत कम मात्रा में होती है, लेकिन बोरोन पौधों की कोशिकाओं के लिए एक महत्वपूर्ण गोंद के रूप में कार्य करता है, जो मजबूत कोशिका भित्ति बनाने में मदद करता है और यह सुनिश्चित करता है कि अन्य पोषक तत्व पौधे के माध्यम से स्वतंत्र रूप से घूम सकें। बोरोन की पर्याप्त मात्रा के बिना, फसलें जड़ें विकसित करने, फूल पैदा करने या अनाज भरने में संघर्ष कर सकती हैं, जिससे पैदावार कम हो जाती है। हालांकि, बोरोन एक पेचीदा पोषक तत्व है; यह अक्सर मिट्टी में कम मात्रा में होता है, और जब यह मौजूद होता है, तो पौधे द्वारा उपयोग करने के अवसर से पहले ही बारिश या सिंचाई द्वारा इसे आसानी से बहाकर ले जाया जा सकता है।
किसानों ने लंबे समय से रासायनिक उर्वरक जोड़कर इसे हल करने की कोशिश की है, लेकिन ये कभी-कभी पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं या समय के साथ मिट्टी की गुणवत्ता को खराब कर सकते हैं। इसने वैज्ञानिकों को अधिक टिकाऊ समाधानों, जैसे कि बायोचार (biochar) की ओर देखने के लिए प्रेरित किया है। बायोचार एक कोयले जैसा पदार्थ है जिसे कम ऑक्सीजन वाले वातावरण में चावल की भूसी या गेहूं के पुआल जैसे जैविक कचरे को गर्म करके बनाया जाता है। यह प्रक्रिया एक ऐसी सामग्री बनाती है जिसमें पानी और पोषक तत्वों को रोकने के लिए छोटे-छोटे छेद होते हैं, जो मिट्टी के लिए स्पंज की तरह कार्य करते हैं। शोधकर्ता यह सवाल पूछ रहे थे कि क्या वे इन दोनों विचारों को मिला सकते हैं: बायोचार की पोषक तत्व धारण करने की शक्ति और बोरोन को लोड करना ताकि एक धीमी गति से रिलीज होने वाला उर्वरक बनाया जा सके जो पारंपरिक रसायनों के नुकसान के बिना फसलों को बेहतर ढंग से बढ़ने में मदद करे।
पाकिस्तान के यूनिवर्सिटी ऑफ सरगोधा के शोधकर्ताओं की एक टीम ने चावल का उपयोग करके इस विचार का परीक्षण करने का निर्णय लिया, जो एक ऐसी फसल है जो करोड़ों लोगों का मुख्य आहार है और देश की अर्थव्यवस्था का एक बड़ा हिस्सा है। उन्होंने एक नए प्रकार के मृदा योज्य (soil additive) का निर्माण करके शुरुआत की। उन्होंने चावल की भूसी और गेहूं के पुआल से बने बायोचार को लिया और उसे बोरोन यौगिकों के साथ उपचारित किया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि अंतिम उत्पाद में पोषक तत्व की एक विशिष्ट मात्रा मौजूद है। एक बार जब उनके पास बोरोन-समृद्ध बायोचार तैयार हो गया, तो उन्होंने चावल के बीज खेत में लगाए और यह देखने के लिए मिश्रण को कई अलग-अलग तरीकों से लागू किया कि कौन सी विधि सबसे अच्छा काम करती है। कुछ भूखंडों में मिश्रण को विभिन्न मात्राओं में सीधे मिट्टी में डाला गया, जबकि अन्य में मिश्रण का छिड़काव उनकी पत्तियों पर किया गया। एक नियंत्रण समूह (control group) को कुछ भी नहीं दिया गया, जिससे टीम को सामान्य विकास के विरुद्ध तुलना करने का अवसर मिला।
अध्ययन से पता चला कि पोषक तत्व देने का तरीका उतना ही महत्वपूर्ण था जितना कि उपयोग की जाने वाली मात्रा। जब शोधकर्ताओं ने देखा कि पौधे कितने ऊंचे बढ़े और उनकी जड़ें कितनी लंबी हुईं, तो उन्होंने पाया कि मिट्टी में 1.5 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम की दर से बोरोन-समृद्ध बायोचार मिलाने से सबसे जोरदार वानस्पतिक वृद्धि हुई। इन पौधों की पत्तों की सतह सबसे बड़ी थी और उन्होंने सबसे अधिक स्ट्रॉ (तुलना में पौधे का हरा भाग) का उत्पादन किया। हालांकि, जब लक्ष्य वास्तविक अनाज की पैदावार को अधिकतम करना था, तो एक अलग दृष्टिकोण सफल रहा। उच्चतम अनाज की उपज, और सबसे ऊंचे पौधों के साथ, एक उपचार से आया जहां बोरोन-समृद्ध बायोचार को 0.1 प्रतिशत की सांद्रता पर सीधे चावल के पौधों की पत्तियों पर छिड़का गया था। इस फोलियर एप्लिकेशन (पत्तियों पर छिड़काव) के परिणामस्वरूप किसी भी मृदा उपचार की तुलना में भारी अनाज और प्रति डंठल अधिक बीज प्राप्त हुए।
शोधकर्ताओं ने कटाई के बाद फसल की गुणवत्ता और मिट्टी के स्वास्थ्य का भी परीक्षण किया। उन्होंने पाया कि मिश्रण को मिट्टी में 2.0 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम की उच्च दर पर लगाने से अनाज की पोषण संबंधी गुणवत्ता में सुधार हुआ। इस उच्च मृदा खुराक के साथ उगे चावल में प्रोटीन, बोरोन और SPAD मान (पत्तियों के हरेपन का एक माप) का स्तर अधिक था, और उन भूखंडों की मिट्टी में कार्बनिक कार्बन की मात्रा सबसे अधिक थी। इसके अलावा, इस उच्च मृदा अनुप्रयोग दर ने भविष्य के लिए मिट्टी की सबसे अच्छी स्थिति छोड़ी। इन भूखंडों की मिट्टी में बोरोन का स्तर सबसे अधिक बना रहा, जिससे पता चलता है कि बायोचार ने पोषक तत्व को अपनी जगह पर बनाए रखने में सफलता प्राप्त की, न कि उसे बह जाने दिया।
निष्कर्ष बताते हैं कि इस नई सामग्री का उपयोग करने का कोई एक "सर्वश्रेष्ठ" तरीका नहीं है; इसके बजाय, आदर्श तरीका इस बात पर निर्भर करता है कि किसान क्या हासिल करना चाहता है। यदि प्राथमिकता खेत से सबसे अधिक अनाज प्राप्त करना है, तो बोरोन-समृद्ध बायोचार का पत्तियों पर छिड़काव करना सबसे प्रभावी रणनीति है। यदि लक्ष्य मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों को बढ़ाना और यह सुनिश्चित करना है कि मिट्टी अगले सीजन के लिए पोषक तत्वों से समृद्ध रहे, तो मिश्रण की उच्च खुराक मिट्टी में डालना बेहतर विकल्प है। उन किसानों के लिए जो पौधे के समग्र स्वास्थ्य और पत्तियों के आकार को बेहतर बनाना चाहते हैं, मिट्टी में मध्यम मात्रा मिलाना सबसे अच्छा काम करता है। यह शोध इस बात पर प्रकाश डालता है कि बायोचार जैसी सरल, टिकाऊ सामग्री को एक महत्वपूर्ण सूक्ष्म पोषक तत्व के साथ जोड़कर, कृषि पद्धतियों को विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अनुकूलित करना संभव है, जो तत्काल कटाई लक्ष्यों और दीर्घकालिक मृदा स्वास्थ्य के बीच संतुलन बनाता है।
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