योगेश राजवाड़ केन्द्रीय कृषि अभियांत्रिकी संस्थान, भोपाल
14 फरवरी 2023, भोपाल । गेहूं की फसल में सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन – भारत में चावल के बाद गेहूं दूसरा सबसे महत्वपूर्ण भोज्य पदार्थ है। नाइट्रोजन विश्व में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला आवश्यक स्थूल पोषक तत्व है और अक्सर सर्दियों के गेहूं के उत्पादन के लिए सबसे अधिक उपज- सहायक होता है। यह टिलरिंग को बढ़ावा देने, प्रकाश संश्लेषण को सक्षम करने और अनाज में प्रोटीन बनाने का कार्य करता है। इन लक्ष्यों में से प्रत्येक को प्राप्त करने के लिए, नाइट्रोजन उर्वरक अनुप्रयोगों के समय, दर, रूप और स्थान के प्रबंधन द्वारा गेहूं के विकास चरणों पर नाइट्रोजन उपलब्धता को सावधानीपूर्वक विनियमित करने की आवश्यकता है। दानेदार यूरिया भारत में गेहूं के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सबसे आम नाइट्रोजन उर्वरक स्रोत है। इस देश में उपयोग किए जाने वाले 80 प्रतिशत से अधिक उर्वरक नाइट्रोजनयुक्त उर्वरकों, विशेष रूप से यूरिया से बने होते हैं। यूरिया में 46 प्रतिशत नाइट्रोजन होती है जो नाइट्रोजन की भरपूर मात्रा होती है। सामान्यत: भारत में यूरिया का प्रयोग छिटकवा विधि द्वारा किया जाता है। नाइट्रोजन उर्वरक दर के लिए गेहूं की संवेदनशीलता के कारण, नाइट्रोजन उर्वरक को समान रूप से लागू करने के लिए विशेष प्रयास किए जाने चाहिए। ऐसी कई प्रौद्योगिकियां और दृष्टिकोण हैं जो बढ़ते मौसम के दौरान महसूस की गई विशिष्ट स्थितियों के आधार पर नाइट्रोजन उर्वरक प्रबंधन निर्णयों को सूचित करने में मदद कर सकते हैं।
सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन उन्नत पोषक तत्व प्रबंधन के साथ-साथ टिकाऊ कृषि और सामाजिक विकास के लिए खाद्य और पर्यावरण सुरक्षा में समस्याओं को हल करने के लिए सुनियोजित कृषि का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है। सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन का उद्देश्य नाइट्रोजन उपयोग दक्षता में वृद्धि और पर्यावरण की रक्षा करते हुए उच्च फसल उपज सुनिश्चित करने के लिए अंतरिक्ष और समय दोनों में फसल नाइट्रोजन मांग के साथ नाइट्रोजन आपूर्ति का मिलान करना है। उर्वरक रसायनिक वे पदार्थ हैं जो पौधों की वृद्धि और उर्वरता के लिए आवश्यक पोषक तत्वों की आपूर्ति करते हैं। उर्वरक की लागू की जाने वाली खुराक मौजूदा मिट्टी के पोषक तत्वों, फसल के स्वास्थ्य, मिट्टी के प्रकार और पिछली फसल पर निर्भर करती है। उर्वरक उपयोग विधि उनकी भौतिक अवस्था ठोस, तरल और गैस पर निर्भर करती है। पोषक तत्वों का अत्यधिक उपयोग पौधों के स्वास्थ्य के लिए अविश्वसनीय रूप से हानिकारक हो सकता है और मिट्टी के जहर से पर्यावरण प्रदूषण की ओर जाता है। रसायनिक उर्वरकों के अत्यधिक उपयोग से खेती की लागत भी बढ़ जाती है। यह बताया गया है कि फसल उर्वरक के रूप में लगाए गए 50 प्रतिशत से कम नाइट्रोजन को अवशोषित करती है, शेष नाइट्रोजन वातावरण में मौजूद है, या अपवाह के माध्यम से जल निकायों में पहुंचती है।
सुनियोजित कृषि
सुनियोजित कृषि में फसल, मिट्टी और मौसम की स्थिति के आधार पर लागू होने वाले कृषि आदानों को सटीक रूप से विनियमित करने के लिए क्षेत्र स्तर पर अत्याधुनिक तकनीकों का उपयोग शामिल है। इसमें सही प्रबंधन प्रथाओं द्वारा सही जगह और सही समय पर कृषि आदानों जैसे कि उर्वरक, शाकनाशी, बीज, ईंधन आदि का सटीक प्रबंधन शामिल है। सुनियोजित कृषि बेहतर प्रबंधन प्रथाओं के माध्यम से उत्पादकता और खेत की लाभप्रदता में सुधार करने की पेशकश करती है। सुदूर संवेदन सुनियोजित कृषि के लिए प्रमुख सहायक तकनीकों में से एक है, और समीपस्थ और सुदूर संवेदन प्रौद्योगिकियों की प्रगति ने सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन के विकास में बहुत योगदान दिया है। समीपस्थ कैनोपी सेंसर (मृदा संयंत्र विश्लेषण विकास मीटर या क्लोरोफिल मीटर, ग्रीनसीकर), यूएवी आधारित रिमोट सेंसिंग, एरियल रिमोट सेंसिंग और अनाज फसलों, सब्जियों के सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन में उपग्रह रिमोट सेंसिंग के अनुप्रयोगों पर प्रगति के साथ पाठकों की मदद करने के लिए और फलों के पेड़, आदि।
सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन उपकरण और तकनीकें :
लीफ कलर चार्ट (एलसीसी)
लीफ कलर चार्ट पौधे की नाइट्रोजन स्थिति के संकेतक के रूप में चावल या गेहूं की पत्ती के सापेक्ष हरेपन पर नजर रखने के लिए एक सरल और कम लागत वाला उपकरण है। एलसीसी एक प्लास्टिक की पट्टी है जिसमें चार या अधिक पैनल होते हैं जो पीले हरे से गहरे हरे रंग के होते हैं जो पत्तियों की तरंग दैध्र्य विशेषताओं पर आधारित होते हैं। पत्तियों की नाइट्रोजन स्थिति प्रकाश संश्लेषण दर और बायोमास उत्पादन से जुड़ी हुई है, और यह बढ़ते मौसम के दौरान फसल नाइट्रोजन की मांग में बदलाव का एक संवेदनशील संकेतक है। एलसीसी तेजी से पत्ती नाइट्रोजन स्थिति का विश्लेषण करता है और पत्ते में इष्टतम नाइट्रोजन सामग्री बनाए रखने में मदद करता है। फसल उत्पादन के तरीके एलसीसी के महत्वपूर्ण सीमा मूल्य को प्रभावित कर सकते हैं। प्राकृतिक रूप से पीली पत्तियों वाली किस्मों में प्राकृतिक रूप से गहरे हरे पत्तों वाली किस्मों की तुलना में अधिक पीली हरी थ्रेसहोल्ड होनी चाहिए। अनुशंसित निश्चित समय विभाजन एन आवेदन की तुलना में, एलसीसी 20-42 किलोग्राम/हेक्टेयर नाइट्रोजन बचा सकता है, सिंचित परिस्थितियों में चावल के मामले में नाइट्रोजन उपयोग दक्षता (एनयूई) 59-68 प्रतिशत तक बढ़ जाती है। इसके अलावा, एलसीसी किसानों के लिए सस्ती और उपयोग में आसान है। नाइट्रोजन के उपयोग को अनुकूलित करने के लिए यह एक उत्कृष्ट उपकरण है, भले ही एन जैविक, जैव उर्वरकों या रासायनिक उर्वरकों से आता हो। किसानों द्वारा एलसीसी को अपनाने से अधिक उपयोग पर रोक लगेगी, लाभप्रदता बढ़ेगी और उर्वरक से संबंधित प्रदूषण कम होगा। एलसीसी पद्धति पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित होती है। सूर्य का प्रकाश एक ऐसा कारक है जो बहुत अधिक प्रभावित करता है।
स्पेड (एसपीएडी) मीटर
मृदा संयंत्र विश्लेषण विकास (एसपीएडी) क्लोरोफिल मीटर फसल नाइट्रोजन स्थिति का निर्धारण करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधियों में से एक है। 1980 के दशक में मिनोल्टा (एसपीएडी मॉडल 501 और बाद में, 502; मिनोल्टा कॉर्पोरेशन, लिमिटेड, ओसाका, जापान) द्वारा हाथ से पकड़े जाने वाले अवशोषण-आधारित दोहरे तरंग दैर्ध्य क्लोरोफिल मीटर का विकास किया गया था। एसपीएडी क्लोरोफिल मीटर उपयोगकर्ताओं को तेजी से और गैर-विनाशकारी तरीके से क्षेत्र में क्लोरोफिल सामग्री को मापने की अनुमति देता है। यह पत्ती क्षेत्र के आधार पर फसल की एन स्थिति का त्वरित और भरोसेमंद आकलन करता है। एसपीएडी मीटर पत्ती के माध्यम से लाल (650 एनएम) और इन्फ्रारेड (940 एनएम) प्रकाश के संचरण के बीच अंतर की गणना करके तीन अंकों का एसपीएडी मान उत्पन्न करता है जो पत्ती के नमूने में मौजूद क्लोरोफिल की मात्रा से मेल खाता है। अनाज में, अध्ययन लक्ष्यों के आधार पर माप सबसे ऊपर पूरी तरह से विस्तारित पत्ती या निचली पत्तियों पर एक या एक से अधिक बिंदुओं पर लिया जाता है। कुछ प्रयोगों ने पत्ती के ब्लेड पर अलग-अलग बिंदुओं पर स्क्क्रष्ठ मानों को वर्गीकृत करने का प्रयास किया है, जैसे कि पत्ती के आधार से सिरे तक की दूरी का 1/3, 1/2, 2/3 और 3/4। जब किसानों की उर्वरक गतिविधियों की तुलना की जाती है, तो एसपीएडी मीटर आधारित प्रबंधन नाइट्रोजन उपयोग दक्षता को 45-110त्न तक बढ़ा देता है।
ग्रीनसीकर
ग्रीनसीकर हैंडहेल्ड सेंसर एक साधारण ऑप्टिकल सेंसर है जो वास्तविक समय में एनडीवीआई मूल्यों में पौधों के स्वास्थ्य और ताक़त पर नजऱ रखता है। संवेदक लाल और अवरक्त प्रकाश की छोटी-छोटी फुहारें भेजता है, फिर गणना करता है कि प्रत्येक प्रकार के प्रकाश का कितना भाग संयंत्र द्वारा वापस परावर्तित होता है। क्योंकि स्वस्थ हरे पौधे अधिकांश लाल प्रकाश को अवशोषित करते हैं और इन्फ्रारेड प्रकाश को प्रतिबिंबित करते हैं, एनडीवीआई वनस्पति से जुड़ा हुआ है। एनडीवीआई को अनुभवजन्य डेटा से प्राप्त एक वनस्पति सूचकांक के रूप में कहा जा सकता है जो पत्ती क्षेत्र सूचकांक से संबंधित है और बायोमास और उपज का पूर्वानुमान करता है। एनडीवीआई की मदद से गणना की गई प्रतिक्रिया सूचकांक के साथ सटीक नाइट्रोजन उर्वरता समय निर्धारित किया जा सकता है। जीएस-निर्देशित प्लॉट द्वारा गैर- नाइट्रोजन -सीमित भूखंडों के एनडीवीआई माप को विभाजित करके प्रतिक्रिया सूचकांक की गणना की जा सकती है। इसका उपयोग पौधे द्वारा शोषित नाइट्रोजन ही सांद्रता का पता लगाने के लिए किया जाता है।
सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन की आवश्यकता
विश्व के विभिन्न क्षेत्रों में चावल-गेहूं फसल प्रणाली में प्रत्येक फसल के लिए नाइट्रोजन की सामान्य सिफारिश 80 से 120 किलोग्राम/ हेक्टेयर तक होती है। चावल-गेहूं फसल प्रणाली में कई किसान चावल के लिए नाइट्रोजन 150 किलोग्राम/हेक्टेयर या इससे भी अधिक लागू करते हैं। मिट्टी के पोषक तत्वों के स्तर के आकलन के लिए पारंपरिक तरीके समय लेने वाले हैं, और इसमें अधिक लागत आती है। फ़सलों में नाइट्रोजन के उपयोग की क्षमता बहुत कम होती है; लागू नाइट्रोजन का लगभग 50 प्रतिशत भी उपयोग नहीं किया जाता है। नाइट्रोजन का अत्यधिक संचय पर्यावरणीय गुणवत्ता, पारिस्थितिक तंत्र सेवाओं और जैव विविधता पर प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष नकारात्मक प्रभावों के माध्यम से प्रमुख सामाजिक लागतों का कारण बनता है। इसलिए, नाइट्रोजन प्रबंधन की आवश्यकता को इस रूप में व्यक्त कर सकते है-
नाइट्रोजन की आवश्यकता एक खेत से दूसरे खेत, मौसम से मौसम और एक ही फसल की विभिन्न किस्मों में अलग-अलग हो सकती है।
नाइट्रोजन उपयोग गुणवत्ता में एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में नाइट्रोजन फसल की मांग में नाइट्रोजन इनपुट को समायोजित करने के लिए।
पौधे द्वारा नाइट्रोजन के अवशोषण को बढ़ाना जिससे बिना नाइट्रोजन उपयोग दक्षता में वृद्धि हो सके।
फसलों को जरूरत पडऩे पर और एक विशेष समय पर नाइट्रोजन की पर्याप्त दर होने से किसानों को अधिक टिकाऊ कृषि का अभ्यास करने में मदद करने के लिए, फसल खोने के जोखिम को कम करना है।
यूरिया डीप प्लेसमेंट
अंतर्राष्ट्रीय चावल अनुसंधान संस्थान (आईआरआरआई) और अंतर्राष्ट्रीय उर्वरक विकास केंद्र (आईएफडीसी) ने यूरिया डीप प्लेसमेंट (यूडीपी) कार्यप्रणाली बनाई, जो चावल और गेहूं प्रणालियों के लिए जलवायु-स्मार्ट समाधान का एक अच्छा उदाहरण है। फर्टिलाइजर डीप प्लेसमेंट एक ऐसी तकनीक है, जो रूट ज़ोन में सीधे दानेदार उर्वरक लगाकर फसलों को पोषक तत्व वितरण दक्षता में सुधार करती है। डीप इंसर्शन सतह प्रसारण की तुलना में कम उर्वरक का उपयोग करते हुए फसलों द्वारा पोषक तत्वों की खपत को अधिकतम करता है। धान की रोपाई के बाद, यूरिया को 1 से 3 ग्राम के ‘ब्रिकेट्स’ में बनाया जाता है और मिट्टी में 7 से 10 सेंटीमीटर की गहराई पर जमा किया जाता है। यह दृष्टिकोण नाइट्रोजन के नुकसान को 40 प्रतिशत तक कम करता है, जबकि यूरिया की दक्षता में 50 प्रतिशत की वृद्धि करता है। डीप यूरिया लगाने से अमोनियम के रूप में मिट्टी में नाइट्रोजन का संरक्षण होता है, जो नाइट्रेट की तुलना में कम गतिशील होता है और चावल को लंबी अवधि के लिए नाइट्रोजन उपलब्ध कराता है, जिससे यह अधिक तेजी से बढ़ता है। गहरी नियुक्ति लागू नाइट्रोजन के लीच होने, वाष्पशील होने, नाइट्रिफाइड या विनाइट्रीकृत होने की संभावना को कम करती है, जिससे फसलों द्वारा इसकी उपलब्धता और अवशोषण में वृद्धि होती है।
कुछ संभावित सटीक कृषि प्रौद्योगिकियां जैसे कि कम लागत वाला एसपीएडी मीटर नियंत्रक आधारित निश्चित दर सीड -कम-फर्टी ड्रिल, वर्णक्रमीय परावर्तन (एनडीवीआई) आधारित फर्टिलाइजर एप्लीकेटर का विकास और परीक्षण आईसीएआर-केंद्रीय कृषि अभियांत्रिकी संस्थान (सीआईएई), भोपाल में किया गया है।
सीड-कम-फर्टीड्रिल दो चरणों वाली उर्वरक प्लेसमेंट प्रणाली के साथ
एक ट्रैक्टर द्वारा संचालित पांच-पंक्ति बीज-सह-फर्टीड्रिल उर्वरक को दो चरणों में पहले बीज स्तर पर और दूसरा गेहूं और सोयाबीन के लिए एकल पास में बीज के नीचे 50 मिमी की गहराई पर लागू करता है। मशीन का वजन और काम करने की चौड़ाई क्रमश: 200 किग्रा और 1500 मिमी है। मशीन की क्षेत्र क्षमता 0.53 हेक्टेयर/घंटा आगे की गति 3.5 किमी/घंटा है। मशीन की कीमत रु. 45000/- (लगभग) संचालन की लागत रु. 600/ घंटा इस मशीन में समान उर्वरक खुराक के साथ पारंपरिक प्रथाओं की तुलना में गेहूं की उपज को 15 प्रतिशत तक और सोयाबीन की उपज को 22 प्रतिशत तक बढ़ाने की क्षमता है।
निष्कर्ष
विकासशील देशों में सफल नाइट्रोजन प्रबंधन अभी भी एक बड़ी चुनौती है। वर्तमान उर्वरक अनुप्रयोग, विशेष रूप से विकासशील देशों में, व्यापक सिफारिश पर निर्भर है और देश के भीतर इसकी क्षेत्रीय परिवर्तनशीलता के बावजूद पूरे देश के लिए निर्धारित है। इसलिए, स्थिति से निपटने के लिए सुनियोजित नाइट्रोजन प्रबंधन की आवश्यकता है। निर्णय समर्थन उपकरण फसल की मांग के संबंध में नाइट्रोजन के अनुप्रयोग के पैटर्न और समय की भविष्यवाणी करने में मदद करते हैं। इन उपकरणों की मदद से नाइट्रोजन आपूर्ति और फसल नाइट्रोजन मांग के समक्रमिक पौधों की नाइट्रोजन उपयोग दक्षता बढ़ाने के साथ-साथ फसलों की उत्पादकता में वृद्धि करने में मदद करता है। गेहूं में नाइट्रोजन का प्रबंधन सबसे चुनौतीपूर्ण कृषि संबंधी परिदृश्यों में से एक है क्योंकि फसल की नाइट्रोजन के कम और अधिक दोनों के प्रति संवेदनशीलता और टिलर के विकास और उपज के लिए उपयुक्त समय का महत्व है। यह भी महत्वपूर्ण है कि सही उर्वरक अनुप्रयोग उपकरण का उपयोग किया जाए और यह सुनिश्चित किया जाए कि उर्वरक फैलाव पैटर्न और अनुप्रयोग दर अच्छी तरह से अंशांकित हैं।
