Transplanting date shifts the model-derived P optimum in lowland rice on P-deficient acid soil

पूर्वोत्तर भारत की आर्द्र, वर्षा-भीगी पहाड़ियों में, किसान धान की खेती करते हैं जहाँ खेत अक्सर पानी से भरे रहते हैं। यह वातावरण मिट्टी के लिए एक विशिष्ट चुनौती पेश करता है: यह स्वाभाविक रूप से अम्लीय है, जिसका अर्थ है कि इसमें अम्लता का उच्च स्तर है जो फास्फोरस नामक एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व को रोक देता है। फास्फोरस पौधों के लिए आवश्यक है; यह जड़ों को बढ़ने में मदद करता है, पौधे के भीतर ऊर्जा स्थानांतरित करता है, और बीजों के विकास में सहायता करता है। इन अम्लीय मिट्टी में, उर्वरक में मौजूद फास्फोरस अक्सर लोहा और एल्युमीनियम द्वारा फंस जाता है, जिससे वह धान के पौधों के लिए अनुपलब्ध हो जाता है। इस कारण, इस क्षेत्र के किसान पारंपरिक रूप से फास्फोरस उर्वरक की एक मानक, "एक ही आकार सबके लिए उपयुक्त" (वन-साइज़-फिट्स-ऑल) मात्रा पर निर्भर रहे हैं, यह मानते हुए कि प्रत्येक धान की फसल को रोपने के समय की परवाह किए बिना समान खुराक की आवश्यकता होती है।

हालाँकि, रोपण का समय कृषि में एक शक्तिशाली बल है। धान एक ऐसी फसल है जो तापमान और सूर्य के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होती है। यदि किसान सीजन में धान के पौधों को बहुत देर से लगाते हैं, तो फसल को अनाज बनाने के दौरान ठंडे तापमान का सामना करना पड़ सकता है, जो इसकी वृद्धि को बाधित कर सकता है और पैदावार कम कर सकता है। शोधकर्ता इस प्रश्न का उत्तर जानना चाहते थे कि क्या रोपण के समय में यह बदलाव वास्तव में यह बदल देता है कि धान को कितने फास्फोरस की आवश्यकता है। यदि देर से लगाई गई फसल कम जोशो-खरोश से बढ़ती है, तो क्या उसे अभी भी फास्फोरस की भारी खुराक की आवश्यकता है, या कम मात्रा के साथ वह बेहतर स्थिति में रहेगी?

इसका उत्तर खोजने के लिए, वैज्ञानिकों की एक टीम ने भारत के मेघालय क्षेत्र के एक खेत पर दो साल का प्रयोग किया। उन्होंने एक विशिष्ट प्रकार के निम्नभूमि (लोलैंड) धान के साथ काम किया जो ऐसी मिट्टी में उगाया जाता था जो फास्फोरस की कमी के लिए जानी जाती थी। शोधकर्ताओं ने रोपण के समय के प्रभावों को अन्य चरों (वेरिएबल्स) से अलग करने के लिए एक सावधानीपूर्वक नियंत्रित परीक्षण स्थापित किया। उन्होंने धान के बीजों के लिए चार अलग-अलग नर्सरी बनाईं, जिन्हें दस दिनों के अंतराल पर बोया गया था। इसने उन्हें धान के पौधों को मुख्य खेत में चार अलग-अलग तिथियों पर रोपित करने की अनुमति दी: 3 जुलाई, 13 जुलाई, 23 जुलाई और 2 अगस्त। महत्वपूर्ण रूप से, उन्होंने यह सुनिश्चित किया कि प्रत्येक पौधा खेत में ले जाने के समय ठीक तेईस दिन का था, ताकि समूहों के बीच एकमात्र अंतर रोपण की कैलेंडर तिथि थी।

इन प्रत्येक रोपण तिथियों पर, शोधकर्ताओं ने फास्फोरस उर्वरक की चार अलग-अलग मात्राएँ लगाईं: बिल्कुल नहीं, कम मात्रा, मध्यम मात्रा और उच्च मात्रा। फिर उन्होंने धान की वृद्धि को देखा, जिसमें अनाज से भरे डंठलों की संख्या से लेकर कटाई किए गए अनाज के वजन तक सब कुछ मापा गया। परिणाम स्पष्ट और सुसंगत थे। जैसे-जैसे जुलाई की शुरुआत से अगस्त की शुरुआत तक रोपण की तिथि में देरी हुई, धान की उपज काफी कम हो गई। अनाज की पैदावार में लगभग पच्चीस प्रतिशत की गिरावट आई, और पौधे के कुल बायोमास का वजन तेईस प्रतिशत गिर गया। पौधों में उत्पादक डंठल कम थे, बालियाँ छोटी थीं, और प्रति बाली दानों की संख्या भी कम थी। यह गिरावट इसलिए हुई क्योंकि बाद में लगाई गई फसलों ने अपने महत्वपूर्ण अनाज भरने की अवधि ठंडे मौसम में बिताई, जिसने उनकी बढ़ने और अनाज भरने की क्षमता को सीमित कर दिया।

अध्ययन ने यह भी दिखाया कि पौधे उर्वरक के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देते हैं। जब फास्फोरस डाला गया, तो धान बेहतर विकसित हुआ, लेकिन एक सीमा तक। पौधों ने उर्वरक की मध्यम खुराक के साथ अपने शिखर प्रदर्शन को प्राप्त किया। उससे अधिक फास्फोरस डालने से कोई मदद नहीं मिली; वास्तव में, इससे पैदावार फिर से गिर गई। यह सुझाव देता है कि उर्वरक अनुप्रयोग के लिए एक विशिष्ट "स्वीट स्पॉट" (इष्टतम बिंदु) होता है, और पौधे द्वारा उपयोग किए जा सकने वाले स्तर से अधिक डालना न केवल बर्बादी है बल्कि प्रतिकूल भी हो सकता है।

सबसे महत्वपूर्ण खोज, यह थी कि रोपण की तिथि ने इस "स्वीट स्पॉट" को कैसे बदल दिया। शोधकर्ताओं ने उच्चतम संभव उपज देने के लिए प्रत्येक रोपण तिथि हेतु फास्फोरस की सटीक मात्रा की गणना करने के लिए सांख्यिकीय मॉडल का उपयोग किया। जुलाई की शुरुआत में जुलाई के सबसे शुरुआती रोपण के लिए, मॉडल ने संकेत दिया कि फास्फोरस की आदर्श मात्रा लगभग पच्चीस और आधा किलोग्राम प्रति हेक्टेयर थी। लेकिन अगस्त की शुरुआत में अगस्त के नवीनतम रोपण के लिए, आदर्श मात्रा घटकर केवल बाईस किलोग्राम प्रति हेक्टेयर से कम रह गई। लगभग साढ़े तीन किलोग्राम प्रति हेक्टेयर का यह अंतर छोटा लग सकता है, लेकिन यह फसल की जरूरतों में एक वास्तविक बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। बाद में लगाई गई धान की फसल, जो पहले से ही ठंडे तापमान के कारण संघर्ष कर रही थी और जिसकी क्षमता कम थी, अतिरिक्त उर्वरक का उपयोग अधिक अनाज बनाने के लिए नहीं कर सकी। चूंकि पौधे की बढ़ने की क्षमता मौसम द्वारा सीमित थी, इसलिए अतिरिक्त पोषक तत्वों को कटाई योग्य भोजन में परिवर्तित नहीं किया जा सका।

शोधकर्ताओं ने कटाई के बाद पौधों के भीतर और मिट्टी में फास्फोरस की स्थिति का भी अवलोकन किया। उन्होंने पाया कि बाद में लगाई गई फसलों ने मिट्टी से काफी कम फास्फोरस अवशोषित किया, भले ही मिट्टी में पर्याप्त पोषक तत्व मौजूद थे। इसने पुष्टि की कि समस्या जमीन में उर्वरक की कमी नहीं थी, बल्कि बाद में लगाई गई फसल की इसे लेने और उपयोग करने की कम क्षमता थी। बाद में लगाई गई धान के साथ छोड़ी गई मिट्टी में शुरुआती रोपण वाली धान की तुलना में अधिक बिना उपयोग किया हुआ फास्फोरस था, जो आगे यह सिद्ध करता है कि फसल की मांग कम हो गई थी।

ये निष्कर्ष इस विचार को चुनौती देते हैं कि एक एकल उर्वरक सिफारिश हर रोपण समय के लिए काम कर सकती है। हालांकि यह अध्ययन दिखाता है कि रोपण की तिथि में देरी करने से फास्फोरस की इष्टतम मात्रा कम हो जाती है, शोधकर्ता चेतावनी देते हैं कि यह एक विशिष्ट स्थान और धान के एक विशेष प्रकार का परिणाम है। परीक्षण की गई खुराकों के बीच के चरणों की तुलना में आदर्श उर्वरक मात्रा में अंतर अपेक्षाकृत छोटा था। इसलिए, जबकि डेटा यह प्रमाणित करता है कि रोपण का समय यह बदल देता है कि धान उर्वरक के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देता है, वैज्ञानिक कहते हैं कि किसानों को केवल इस एक अध्ययन के आधार पर अपनी प्रथाओं को तुरंत नहीं बदलना चाहिए। इसके बजाय, ये परिणाम सुझाव देते हैं कि भविष्य की उर्वरक सिफारिशों को रोपण तिथियों के अनुसार परिष्कृत किया जा सकता है, लेकिन निश्चित होने के लिए सूक्ष्म समायोजनों के साथ और अधिक परीक्षण की आवश्यकता है। फिलहाल, यह अध्ययन एक स्पष्ट प्रदर्शन के रूप में खड़ा है कि फसल की शुरुआत का समय मिट्टी में मौजूद पोषक तत्वों के साथ उसके संबंध को मौलिक रूप से बदल सकता है।