Comparative impact of four walnut based intercropping systems on soil physical properties and aggregate stability
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि अखरोट के बागानों में अदरक, शकरकंद, सोयाबीन या आलू की अंतरफसली खेती करने से शुद्ध अखरोट प्रणालियों की तुलना में मिट्टी के भौतिक गुणों और समुच्चय स्थिरता (aggregate stability) में महत्वपूर्ण सुधार होता है, जिसमें मेंबरशिप फंक्शन-आधारित व्यापक मूल्यांकन द्वारा निर्धारित किए गए अनुसार अदरक-आधारित मॉडल (WGI) सबसे व्यापक लाभ प्रदान करता है।
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खेती की दुनिया में, हमारे पैरों के नीचे की जमीन को अक्सर एक स्थिर मंच के रूप में माना जाता है, एक साधारण मंच जिस पर फसलें उगती हैं। फिर भी, मिट्टी एक जीवित, सांस लेती संरचना है, जो छोटे ढेलों द्वारा जुड़ी होती है जिन्हें 'एग्रीगेट्स' (aggregates) कहा जाता है। जब ये ढेलों स्थिर होते हैं, तो वे छिद्रों का एक जाल बनाते हैं जो पानी को अंदर जाने और जड़ों को गहराई तक फैलने की अनुमति देते हैं। यदि मिट्टी संकुचित हो जाती है या ढेलों के बिखर जाते हैं, तो भूमि कठोर हो जाती है, पानी सतह से बह जाता है, और पौधों को संघर्ष करना पड़ता है। किसान और वनपाल लंबे समय से जानते हैं कि विभिन्न फसलों को एक साथ उगाना, जिसे इंटरक्रॉपिंग (intercropping) कहा जाता है, मदद कर सकता है। पेड़ों के साथ छोटी वनस्पतियों को मिलाकर, वे भूमि के स्वास्थ्य में सुधार कर सकते हैं, लेकिन अलग-अलग पौधों के साथी किस तरह से मिट्टी की भौतिक बनावट को बदलते हैं, यह कुछ हद तक अस्पष्ट रहा है। इन साझेदारियों के काम करने के सटीक तरीके को समझना भोजन और लकड़ी को स्थायी रूप से उगाने के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहाँ जलवायु नम है और भूमि ढलान वाली है।
सिचुआन एग्रीकल्चरल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक युवा अखरोट के बाग के भीतर इन छिपे हुए तंत्रों को उजागर करने का लक्ष्य रखा। वे यह देखना चाहते थे कि अखरोट के पेड़ों के नीचे चार अलग-अलग फसलें लगाने से अखरोट के पेड़ों के अकेले रहने की तुलना में मिट्टी में क्या बदलाव आता है। यह अध्ययन एक पहाड़ी क्षेत्र में हुआ जो एक उपोष्णकटिबंधीय मानसूनी जलवायु वाला क्षेत्र है, जहाँ 2016 में अखरोट के पेड़ लगाए गए थे। अपने विचारों का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने ऐसे प्लॉट स्थापित किए जहाँ अखरोट के पेड़ अकेले उगाए गए थे, और अन्य प्लॉट जहाँ पेड़ों को अदरक, शकरकंद, सोयाबीन या आलू के साथ जोड़ा गया था। उन्होंने इन प्लॉट्स को पानी और कीटों के संबंध में समान देखभाल के साथ उपचारित किया, यह सुनिश्चित करते हुए कि मिट्टी में कोई भी अंतर फसलों के कारण ही आए। समय के साथ, उन्होंने मिट्टी के नमूने एकत्र करने के लिए खुदाई की, जिसमें मिट्टी के कितना कसकर पैक होने से लेकर यह पानी को कितनी अच्छी तरह से रोक सकती है और इसके छोटे ढेलों की स्थिरता कितनी बनी रहती है, सब कुछ मापा गया।
परिणामों से पता चला कि सभी मिश्रित-फसल प्रणालियों ने अखरोट के पेड़ों के अकेले उगने की तुलना में मिट्टी में सुधार किया, लेकिन एक साथी सबसे प्रभावी साबित हुआ। जिन प्लॉट्स में अखरोट के साथ अदरक उगाई गई थी, वहां मिट्टी में सबसे नाटकीय सुधार देखे गए। इन अदरक वाले प्लॉट्स में, मिट्टी कम संकुचित हुई, जिसमें ऊपरी परत में घनत्व 1.40 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (केवल अखरोट वाले प्लॉट्स में) की तुलना में घटकर 1.09 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर हो गया। इस ढीली हुई मिट्टी ने हवा और पानी के लिए अधिक स्थान बनाया। खाली स्थान की कुल मात्रा, या सरंध्रता (porosity), अदरक वाले प्लॉट्स में बढ़कर 50.8 प्रतिशत हो गई, जो नियंत्रण प्लॉट्स में पाए गए 41.1 प्रतिशत से काफी अधिक है। इस अतिरिक्त स्थान का मतलब था कि मिट्टी बहुत अधिक पानी रोक सकती थी; अदरक वाले प्लॉट्स में प्राकृतिक जल सामग्री लगभग दोगुनी हो गई, जो 182.2 प्रतिशत तक पहुँच गई, जबकि नियंत्रण प्लॉट्स में केवल 95.8 प्रतिशत था।
केवल पानी रोकने के अलावा, अदरक वाले प्लॉट्स ने एक मजबूत मिट्टी की संरचना भी बनाई। शोधकर्ताओं ने मिट्टी के ढेलों की स्थिरता को मापा, यह देखा कि गीला होने पर वे टूटने का कितना विरोध करते हैं। अदरक वाले प्लॉट्स ने सबसे बड़े और सबसे स्थिर ढेलों का उत्पादन किया, जहाँ पानी के प्रति प्रतिरोधी एग्रीगेट्स का औसत आकार अखरोट-मात्र प्लॉट्स के 1.63 मिलीमीटर से बढ़कर 2.51 मिलीमीटर हो गया। यह स्थिरता महत्वपूर्ण है क्योंकि यह भारी बारिश के दौरान मिट्टी को बह जाने से रोकती है। अदरक के पौधों ने इसे महीन जड़ों के घने नेटवर्क को भेजकर हासिल किया, जिसने एक जीवित गोंद की तरह कार्य किया, जो मिट्टी के कणों को आपस में बांध देता है। अध्ययन में पाया गया कि अदरक वाले प्लॉट्स में महीन जड़ बायोमास की मात्रा सभी फसलों में सबसे अधिक थी, जो 0.70 टन प्रति हेक्टेयर तक पहुँची, और यह जड़ द्रव्यमान मिट्टी के कार्बनिक कार्बन (organic carbon) में वृद्धि से मजबूती से जुड़ा हुआ था, जो वह गहरा, पोषक तत्वों से भरपूर पदार्थ है जो मिट्टी के पारिस्थितिकी तंत्र को पोषण देता है।
जबकि अदरक समग्र मिट्टी की संरचना के लिए स्पष्ट विजेता था, अन्य फसलों की अपनी ताकत थी। सोयाबीन वाले प्लॉट्स ने सबसे अधिक पत्तों का कचरा (leaf litter) पैदा किया, जो 1.25 टन प्रति हेक्टेयर जमीन पर गिरा, जो पोषक तत्वों का एक प्रमुख स्रोत है। सोयाबीन वाले प्लॉट्स नाइट्रोजन प्रदान करने में भी उत्कृष्ट थे, जो पौधों की वृद्धि के लिए एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है, संभवतः इसलिए क्योंकि सोयाबीन में हवा से नाइट्रोजन खींचने और उसे मिट्टी में संग्रहीत करने की प्राकृतिक क्षमता होती है। शकरकंद और आलू के प्लॉट्स ने भी अखरोट-मात्र नियंत्रण की तुलना में मिट्टी में सुधार किया, लेकिन उनके लाभ अदरक और सोयाबीन की तुलना में कम स्पष्ट थे। शोधकर्ताओं ने प्रणालियों को रैंक करने के लिए एक व्यापक स्कोर की गणना की, और अदरक प्रणाली शीर्ष स्थान पर रही, उसके बाद सोयाबीन, शकरकंद, आलू और अंत में अकेले उगते अखरोट के पेड़ आए।
अध्ययन ने मिट्टी के भीतर कार्बन के भंडारण के तरीके में एक दिलचस्प पैटर्न को भी उजागर किया। शोधकर्ताओं ने पाया कि मिट्टी के ढेलों में कार्बनिक कार्बन की मात्रा ढले के आकार के आधार पर एक "V" आकार का अनुसरण करती है। सबसे बड़े ढेलों में, जो पांच मिलीमीटर से बड़े हैं, बहुत सारा कार्बन था, और सबसे छोटे ढेलों में भी, जो 0.25 मिलीमीटर से कम हैं, बहुत कार्बन था। मध्यम आकार के ढेलों में कम कार्बन था। यह सुझाव देता है कि बड़े ढेल ताजे पौधों के मलबे, जैसे अदरक की जड़ों, को पकड़ रहे हैं, जबकि छोटे ढेल पुराने, अधिक स्थिर कार्बन को धारण करते हैं जो खनिजों के साथ रासायनिक रूप से बंधा हुआ है। यह अंतर स्पष्ट करता है कि अदरक प्रणाली इतनी प्रभावी क्यों थी; इसकी घनी जड़ों ने संभवतः बड़े ढेलों को पोषण दिया, जिससे ताजे कार्बन के लिए एक सुरक्षात्मक घर बना, जो अंततः दीर्घकालिक मिट्टी के भंडार का हिस्सा बन सकता है।
अंततः, यह शोध समान जलवायु वाले क्षेत्रों में अखरोट के बागों का प्रबंधन करने वाले किसानों के लिए एक स्पष्ट मार्गदर्शिका प्रदान करता है। यह दिखाता है कि पेड़ों के नीचे केवल फसल लगाना पर्याप्त नहीं है; फसल का चुनाव बहुत मायने रखता है। अदरक मिट्टी के पुनर्वास, पानी रोकने की क्षमता में सुधार करने और एक स्थिर संरचना बनाने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण के रूप में उभरता है जो कटाव का विरोध करती है। सोयाबीन उन लोगों के लिए एक मजबूत विकल्प है जो नाइट्रोजन स्तर को बढ़ाना चाहते हैं। अध्ययन इस बात पर जोर देता है कि ये निष्कर्ष इस विशिष्ट मानसून क्षेत्र के इस युवा बाग के लिए विशिष्ट हैं, और परिणाम अलग मिट्टी या पुराने पेड़ों के साथ भिन्न हो सकते हैं। हालाँकि, मुख्य संदेश सुदृढ़ है: सही पौधे के साथी का सावधानीपूर्वक चयन करके, किसान सक्रिय रूप से अपनी भूमि के भौतिक स्वास्थ्य को आकार दे सकते हैं, जिससे एक साधारण बाग को एक अधिक लचीले और उत्पादक पारिस्थितिकी तंत्र में बदला जा जा सकता है।
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