बायोपोनिक्सः पर्यावरण-अनुकूल खाद्य उत्पादन की एक उपयोगी तकनीक

                                                                                                                   प्रोफेसर आर. एस. सेंगर एवं डॉ0 रेशु चौधरी

जलवायु परिवर्तन, गहन खेती के पर्यावरणीय प्रभाव, जनसंख्या वृद्धि और शहरीकरण जैसी वैश्विक चुनौतियों का समाधान करने के लिए, हमारी खाद्य प्रणाली धीरे-धीरे अधिक पर्यावरण-अनुकूल बनती जा रही है। मिट्टी रहित कृषि की इस नवीन तकनीक में मिट्टी के बिना खेती की जाती है और यह एक टिकाऊ खाद्य उत्पादन पद्दति भी है। बायोपोनिक्स में रासायनिक उर्वरकों के स्थान पर जैविक या प्राकृतिक वैकल्पिक उर्वरकों का उपयोग किया जाता है।

यह पर्यावरण-अनुकूल उर्वरक पौधों या जानवरों के अपशिष्ट से निर्मित होता हैं, जिन्हें बैक्टीरिया जैसे सूक्ष्मजीवों के माध्यम से संसाधित किया जाता है। परिणामस्वरूप, बायोपोनिक्स फलों और सब्जियों को उगाने में रासायनिक उर्वरकों पर निर्भरता को कम करता है और  यह जल और भूमि संसाधनों के संरक्षण और आवश्यक पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण का एक स्थायी तरीका भी है।

हमारी धरती, जलवायु परिवर्तन, बढ़ती वैश्विक जनसंख्या और शहरों की वृद्धि जैसे बड़ी चुनौतियों का सामना कर रही है। जैसे खाने की आवश्यकता वाले लोगों की संख्या लगातार बढ़ रही है, उसी प्रकार धरती पर ज्यादा शस्य उगाने का दबाव भी बढ़ रहा है। अधिक मात्रा में मिट्टी से पारंपरिक विधि में फल और सब्जियां उगाने से धरती को नुकसान पहुंचा सकती है। पारंपरिक कृषि में, मिट्टी में आवश्यक पोषक तत्व कम होता है, कीटनाशकों जैसे हानिकारक रसायनों के उपयोग से जानवरों और मित्र कीड़ों को भी नुक्सान होता है। बायोपोनिक्स इन सभी समस्याओं का एक समाधान है। उन्नत कृषि तकनीकों के साथ संधारणीयता को जोड़कर, बायोपोनिक्स हमारे खाद्य उत्पादन के तरीके को बदल सकता है।

बायोपोनिक्स क्या है?

बायोपोनिक्स मिट्टी रहित कृषि की एक विधि है, जो रासायनिक उर्वरकों के स्थान पर जैविक या प्राकृतिक उर्वरकों का उपयोग करती है। पारंपरिक हाइड्रोपोनिक्स में, सिंथेटिक पोषक तत्वों का भारी मात्रा में उपयोग किया जाता है, लेकिन बायोपोनिक्स में पौधे पोषक स्रोत के रूप में पुनर्नवीनीकरण पौधे या पशु आधारित सामग्री जैसे प्राकृतिक यौगिकों का उपयोग किया जाता है ।

यह प्राकृतिक यौगिक पौधे/पशु-आधारित होते हैं (जैसे पत्ती खाद, मुर्गी खाद, गोबर खाद, इत्यादि)। सूक्ष्मजीव (बैक्टीरिया) पौधों या जानवरों के अपशिष्ट को पोषक तत्वों में परिवर्तित करते हैं, जिन्हें पौधे आसानी से अवशोषित कर सकते हैं। यह प्रक्रिया स्वस्थ मिट्टी में पाए जाने वाले प्राकृतिक पोषक चक्र की तरह ही होती है, जो हानिकारक पर्यावरणीय प्रभाव को कम करते हुए, पौधों को संतुलित आहार प्रदान करती है।

यह न केवल पौधों के विकास को बढ़ावा देता है बल्कि एक आत्मनिर्भर प्रणाली भी बनाता है, जो पोषक तत्वों का पुनर्चक्रण करता है और अपशिष्ट को कम करता है। बाइपोनिक्स प्रणाली में मिट्टी में लाभकारी सूक्ष्मजीवों को शामिल करने से पौधों की बेहतर वृद्धि में मदद मिलती है। उदाहरण के लिए, एक सहायक प्रकार का कवक, जिसे माइकोरिज़ल कवक कहा जाता है, जो पौधों की जड़ों से जुड़ा होता है।

कवक हानिकारक सूक्ष्मजीवों से जड़ों की रक्षा करते हैं और कवक और पौधे एक दूसरे को आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करते हैं। माइकोरिज़ल कवक रोग पैदा करने वाले सूक्ष्मजीवों के खिलाफ अवरोध पैदा करके पौधों की जड़ों की रक्षा करते हैं, वे पोषक तत्वों के अवशोषण में सहायता करते हैं और पौधों के विकास को बढ़ावा देते हैं। इसलिए, बायोपोनिक्स में, सूक्ष्मजीव बहुत महत्वपूर्ण है।

आमतौर पर, बायोपोनिक्स प्रणाली में एक टैंक होता है जिसे बायोफिल्टर टैंक कहा जाता है। इस बायोफ़िल्टर टैंक में बैक्टीरिया सक्रिय रहते हैं और पशु या पौधे-आधारित कार्बनिक यौगिकों को बैक्टीरिया पौधे-उपलब्ध पोषक तत्वों में बदल देतें है।

एक पंप पोषक तत्व युक्त पानी को पानी के पुनर्चक्रण टैंक में ले जाता है, जो पोषक तत्वों का मात्रा पानी में उपयुक्त रूप से कम कर देता है। एक पानी पुनर्चक्रण टैंक ग्रोइंग टैंक से जुड़ा होता है, जहाँ फल या सब्जियाँ उगाई जाती है।

बायोपोनिक्स में पौधा उगाने की प्रणाली/पद्धति

सबसे पहले मिटटी रहित माध्यम का चुनाब करना होता है। ज्यादातर कोकोपीट या पर्लाइट जैसा निष्क्रिय माध्यम उपयोग में किया जाता है। ये माध्यम स्वयं पोषक तत्वों का योगदान नहीं करते, लेकिन यह जड़ों के विकास में सहायता करते हैं और उपयुक्त मात्रा में वायु संचारण प्रदान करते हैं।

मिट्टी रहित माध्यम और पौधों को रखने के लिए उपयुक्त कंटेनर, ट्रे या बेड का उपयोग किया जाता है। इसमें उचित जल निकासी होनी चाहिए और इसे पौधों की जड़ों को सहारा देना चाहिए। उसके बाद पोषक तत्वों का घोल तैयार करना होता है। पोषक तत्व का घोल आम तौर पर जैविक सामग्री जैसे कम्पोस्ट टी, समुद्री शैवाल (सी वीड) के अर्क , या जैविक तरल उर्वरकों से तैयार किए जाते हैं। इनमें आवश्यक पोषक तत्वों का संतुलित मिश्रण सुनिश्चित किया जाना चाहिए।

ऑक्सीजन के स्तर को बनाए रखने और ठहराव को रोकने के लिए पोषक तत्व के घोल में वायु संचारण महत्वपूर्ण है। यह वायु पंप और डिफ्यूज़र का उपयोग करके किया जा सकता है। बायोपोनिक्स में लाभकारी सूक्ष्मजीवों का संरोपण बहुत ही जरूरी होता है।

लाभकारी सूक्ष्मजीव जैसे माइकोरिज़ल कवक, नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया और अन्य लाभकारी सूक्ष्मजीव (बैक्टीरिया) को सीधे पोषक तत्व के घोल में डाला जा सकता है या सीधे ही मिटटी रहित माध्यम में मिलाया जा सकता है। पोषक तत्व घोल में उचित पीएच स्तर, तापमान और हवा के प्रवाह बनाए रखकर सूक्ष्मजीव को क्रियाशील और स्वस्थ रखा जाता है।

फसलों का रोपण और उगाना दो चरणों में किया जाता है। बीजों को पहले अलग से अंकुरित किया जाता है और मजबूत जड़ विकसित होने के बाद पौधों को बायोपोनिक्स प्रणाली में प्रत्यारोपित किया जाता है।

प्रत्यारोपण बाद, पौधों की जड़ स्थिर और पोषक तत्व के घोल के संपर्क में होनी चाहिए। पानी की अनावश्यक खपत को कम करने के लिए उचित जल स्तर बनाए रखें और पानी का पुनरावर्तन किया जाता है। बायोपोनिक्स में जैविक कीट नियंत्रण विधियों का उपयोग किया जाता है और रोग के लक्षणों और पोषक तत्वों की कमी के लिए पौधों की नियमित निगरानी की जाती है।

बायोपोनिक्स के लाभ और चुनौतियाँ

पर्यावरणीय लाभः सबसे पहले, पारंपरिक कृषि में भारी मात्रा में उपयोग किए जाने वाले रासायनिक उर्वरकों में नाइट्रोजन और फास्फोरस प्रमुख पोषक तत्व हैं, और ऐसे उर्वरकों के अधिक उपयोग से प्रकृति पर नकारात्मक परिणाम होते हैं। यह रासायनिक उर्वरक भूजल, जलमार्ग और मिट्टी का प्रदूषण करते हैं, और यह लाभकारी सूक्ष्मजीव और जानवर के जीवन चक्र को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है। इसलिए, पौधों को कार्बनिक या प्राकृतिक यौगिकों से उत्पन्न नाइट्रोजन और फास्फोरस का उपयोग बायोपोनिक्स का एक प्रमुख पर्यावरणीय लाभ है।

कम निवेश की लागतः रासायनिक उर्वरकों पर निर्भरता कम होने से, किसान अपनी उत्पादक सामग्री का निवेश कम कर सकते हैं, जिससे बायोपोनिक्स आर्थिक रूप से लाभ दायक होता है।

छोटी जगहों में अधिक पैदावारः बायोपोनिक सिस्टम को छोटे, ऊर्ध्वाधर (वर्टिकल) व्यवस्था में व्यवहार किया जा सकता है, जो उन्हें शहरी खेती के लिए अनुकूल बनाता है, जहां जगह सीमित है। यह उच्च-घनत्व खेती अच्छी पैदावार प्रदान कर सकती है।

कम रासायनिक अवशेषः बायोपोनिक प्रणालियों में उगाए गए उत्पादों में हानिकारक रासायनिक अवशेष होने की संभावना कम होती है, जो सुरक्षित और स्वस्थ भोजन विकल्प प्रदान करता है।

पोषक तत्व पुनर्चक्रण और उन्नत पोषण मूल्यः जैविक कचरे को उर्वरक खाद के रूप में उपयोग करने से आवश्यक पोषक तत्वों का पुनर्चक्रण होता है, जिससे बाहरी उत्पादक सामग्री की आवश्यकता कम हो जाती है और अपशिष्ट कम हो जाता है। बायोपोनिक्स में उपयोग किए जाने वाले जैविक पोषक तत्व पारंपरिक रूप से उगाए गए समकक्षों की तुलना में बेहतर पोषण सामग्री के साथ उत्पादन कर सकते हैं।

बेहतर जल उपयोग दक्षताः बायोपोनिक सिस्टम को पानी का कुशलतापूर्वक उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, अक्सर इसे सिस्टम के भीतर पुनर्चक्रित किया जाता है, जो पारंपरिक खेती की तुलना में पानी के उपयोग में भारी कटौती करता है।

सामाजिक लाभः बायोपोनिक्स किसानों, स्थानीय बाजारों और उपभोक्ताओं के बीच सीधे संपर्क को बढ़ावा देकर लोगों के बीच संबंधों को मजबूत कर सकता है। स्थानीय किसान ताजा और पौष्टिक भोजन उपलब्ध करा सकते हैं, साथ ही खरीदारों के लिए मेलजोल और सहयोग के अवसर भी पैदा कर सकते हैं।

चुनौतियाँ

बायोपोनिक्स के कई लाभ हैं, तो इसमें कुछ चुनौतियाँ भी हैं जिनका समाधान करने की आवश्यकता है, जैसे कि-

प्रारंभिक लागतः कंटेनर, पंप और माइक्रोबियल कल्चर के साथ बायोपोनिक प्रणालियों के लिए बुनियादी ढांचे को स्थापित करना महंगा हो सकता है।

ज्ञान और प्रशिक्षणः बायोपोनिक्स के सफल कार्यान्वयन के लिए माइक्रोबियल पारिस्थितिकी और पोषक तत्व प्रबंधन की समझ की आवश्यकता होती है। इसके लिए किसानों के लिए शिक्षा और प्रशिक्षण की आवश्यकता है।

विनियामक बाधाएँ: कुछ क्षेत्रों में, बायोपोनिक्स जैसी नई कृषि प्रौद्योगिकियों को शामिल करने के लिए विनियामक ढाँचे को अभी तक अनुकूलित नहीं किया जा सका है, जो संभावित रूप से इस तकनीक को अपनाने की गति को धीमा कर रहा है।

बायोपोनिक्स का भविष्य

चुनौतियों के बावजूद, बायोपोनिक्स का भविष्य आशाजनक दिखाई देता है। तकनीकों को सुधारने और लागत कम करने के लिए, बायोपोनिक्स को अधिक सुलभ बनाने के लिए अनुसंधान और विकास जारी है। इसके अतिरिक्त, जैसे-जैसे टिकाऊ कृषि के बारे में जागरूकता बढ़ती है, वैसे-वैसे बायोपोनिक्स जैसे नवीन तरीकों के लिए समर्थन भी बढ़ेगा। सरकारें, गैर सरकारी संगठन और निजी उद्यम खाद्य सुरक्षा और पर्यावरणीय स्थिरता को संबोधित करने के लिए बायोपोनिक्स की क्षमता को तेजी से पहचान रहे हैं।

निष्कर्ष

बायोपोनिक्स मिट्टी रहित कृषि के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति है, जो पारंपरिक कृषि पद्धतियों का एक स्थायी विकल्प प्रदान करता है। प्राकृतिक प्रक्रियाओं का लाभ उठाकर और जैविक कचरे का पुनर्चक्रण करके, बायोपोनिक्स पर्यावरणीय प्रभाव को कम करता है, संसाधनों का संरक्षण करता है और स्वस्थ भोजन का उत्पादन करता है। जैसा कि हम 21वीं सदी की चुनौतियों का सामना करने का प्रयास कर रहे हैं, बायोपोनिक्स का अगली कृषि क्रांति में एक महत्वपूर्ण स्थान है, जो अधिक टिकाऊ खाद्य उत्पादन प्रणाली का मार्ग प्रशस्त करता है।

लेखकः डॉ0 आर. एस. सेंगर, निदेशक ट्रेनिंग और प्लेसमेंट, सरदार वल्लभभाई पटेल   कृषि एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय मेरठ।