Coconut Shell Biochar as a Sustainable Amendment for Soil Quality and Tomato (Solanum lycopersicum L.) Plant Growth

हमारे पैरों के नीचे की भूमि का स्वास्थ्य वैश्विक खाद्य सुरक्षा की नींव है, फिर भी दुनिया की बहुत सी मिट्टी अपनी पानी और पोषक तत्वों को थामे रखने की क्षमता खो रही है। जब मिट्टी का क्षरण होता है, तो यह संकुचित और अम्लीय हो जाती है, जिससे अरबों लोगों का पेट भरने वाली फसलों का समर्थन करना कठिन हो जाता है। इससे निपटने के लिए, वैज्ञानिक अक्सर उन जैविक सामग्रियों की ओर देखते हैं जो मिट्टी की संरचना और उर्वरता को बहाल कर सकती हैं। ऐसी ही एक सामग्री बायोचार (biochar) है, जो एक कोयले जैसी दिखने वाली वस्तु है जिसे कम ऑक्सीजन वाले वातावरण में पौधों के कचरे को गर्म करके बनाया जाता है। सामान्य खाद के विपरीत, जो जल्दी से विघटित हो जाती है, बायोचार अत्यधिक स्थिर है और सदियों तक जमीन में बना रह सकता है, जो पानी और आवश्यक खनिजों को थामे रखने वाले एक स्थायी स्पंज के रूप में कार्य करता है। शोधकर्ता जिस प्रश्न का सामना कर रहे हैं वह केवल यह नहीं है कि क्या बायोचार मदद करता है, बल्कि यह भी है कि कितनी मात्रा की आवश्यकता है और विशिष्ट फसलों के लिए किस प्रकार का पौधों का कचरा सबसे अच्छा काम करता है।

हाल ही में, भारत के वैज्ञानिकों की एक टीम ने इस बात की खोज की कि क्या नारियल के बेकार छिलकों को टमाटर के पौधों के लिए एक शक्तिशाली मृदा संवर्धक (soil booster) में बदला जा सकता है। टमाटर दुनिया भर में एक महत्वपूर्ण फसल है, लेकिन इसकी वृद्धि अक्सर खराब मिट्टी की स्थितियों में बाधित होती है। शोधकर्ताओं ने नारियल के फेंके गए छिलकों को लिया, उन्हें सुखाया, और उन्हें ऑक्सीजन के बिना एक भट्टी में गर्म किया ताकि उन्हें बायोचार में बदला जा सके। फिर उन्होंने इस नई सामग्री को अलग-अलग सांद्रता में रेतीली चिकनी मिट्टी (sandy clay soil) में मिलाया: शून्य प्रतिशत, दो प्रतिशत, चार प्रतिशत और छह प्रतिशत भार के अनुसार। उन्होंने इन उपचारित मिट्टियों में टमाटर के बीज लगाए और ग्रीनहाउस में 120 दिनों तक उन्हें बढ़ते हुए देखा, और सावधानीपूर्वक मापा कि पौधों का विकास कैसे हुआ और मिट्टी में क्या परिवर्तन आए।

उनके द्वारा बनाया गया नारियल के छल्के का बायोचार एक हल्का, छिद्रपूर्ण पदार्थ था जिसमें उच्च सतह क्षेत्र था, जो सूक्ष्म छेदों से भरे एक सूक्ष्म स्पंज जैसा दिखता था। रासायनिक रूप से, यह थोड़ा क्षारीय था, जिसका अर्थ है कि यह अम्लीय मिट्टी को उदासीन करने में मदद कर सकता था, और यह कार्बन से समृद्ध था। जब शोधकर्ताओं ने बायोचार मिलाने के बाद मिट्टी का विश्लेषण किया, तो उन्होंने पाया कि इस सामग्री ने मिट्टी की पानी रोकने और पोषक तत्वों को बनाए रखने की क्षमता में काफी सुधार किया। मिट्टी की आवश्यक आयनों को विनिमय करने की क्षमता, जो उर्वरता का एक प्रमुख पैमाना है, विशेष रूप से उच्चतम अनुप्रयोग दर पर नाटकीय रूप रूप से बढ़ गई। मिट्टी में कार्बनिक कार्बन की मात्रा भी तेजी से बढ़ी, जो यह सुझाव देती है कि बायोचार सफलतापूर्वक जमीन में स्थिर, लंबे समय तक चलने वाला कार्बनिक पदार्थ जोड़ रहा था।

टमाटर के पौधों पर प्रभाव स्पष्ट था और यह इस बात पर निर्भर करता था कि कितना बायोचार मिलाया गया था। चार प्रतिशत बायोचार वाली मिट्टी में उगाए गए पौधों ने सबसे अधिक जोरदार वानस्पतिक वृद्धि (vegetative growth) दिखाई। इन पौधों ने सबसे लंबी जड़ें, सबसे ऊंचे तने और लीफ बायोमास (leafy biomass) की सर्वाधिक मात्रा विकसित की। उनमें पत्तियों और शाखाओं की संख्या भी सबसे अधिक थी, जो यह दर्शाता है कि इस मध्यम मात्रा के संशोधन ने पौधे की संरचना के विस्तार के लिए एक आदर्श वातावरण बनाया। हालांकि, जब फल देखने की बात आई, तो कहानी बदल गई। जबकि चार प्रतिशत की दर ने पौधे को बड़ा होने में मदद की, छह प्रतिशत की दर ने सबसे अधिक फल दिए। छह प्रतिशत उपचार वाले पौधों ने प्रति पौधा टमाटर का उच्चतम कुल वजन दिया, जो यहाँ तक कि अधिक ऊर्जावान चार प्रतिशत समूह से भी आगे निकल गया।

यह अंतर मृदा संशोधन और पौधों के उत्पादन के बीच एक सूक्ष्म संबंध को उजागर करता है। छह प्रतिशत की दर, जिसमें अधिक बायोचार था, ने ऐसा प्रतीत किया कि पौधों को प्रजनन सफलता की ओर धकेल दिया, जिसके परिणामस्वरूप अधिक भारी फसल हुई, भले ही वे पौधे चार प्रतिशत वाले समूह की तुलना में थोड़े छोटे थे। शोधकर्ताओं ने देखा कि बायोचार ने पोटेशियम और नाइट्रोजन जैसे प्रमुख पोषक तत्वों की उपलब्धता में सुधार किया, जो फल उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हैं। जबकि फास्फोरस जैसे कुछ पोषक तत्वों की उपलब्धता खुराक के आधार पर परिवर्तनशील रही, समग्र रुझान मिट्टी के स्वास्थ्य में महत्वपूर्ण वृद्धि की ओर संकेत करता था। अध्ययन बताता है कि नारियल के छिलकों जैसे कृषि अपशिष्ट को बायोचार में बदलना मिट्टी की गुणवत्ता में सुधार करने और फसल की पैदावार बढ़ाने का एक व्यावहारिक तरीका है, जो किसानों को केवल रासायनिक उर्वरकों पर निर्भर रहने के बजाय अपनी भूमि के प्रबंधन के लिए एक सतत मार्ग प्रदान करता है।