भूमिगत ड्रिपलाइन में छिपा है खेती का भविष्य?

डॉ एच.एस. जाट - भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई क्या है? भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई की आवश्यकता, वर्तमान स्थिति और उपयोग के बारे में पढ़े, जाने और अपनाएँ।

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई क्या है?

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई (एसडीआई) प्रणाली में प्लास्टिक की ड्रिप लाइनों और एमिटर के माध्यम से सीधे फसल की जड़-क्षेत्र में पानी की आपूर्ति करते है। सिंचाई की पाइप को मिट्टी की सतह के नीचे (आमतौर पर मिट्टी और फसल के प्रकार, जलवायु और प्रबंधन प्रक्रिया के आधार पर 13 से 20 इंच के बीच) गहराई में दबाया जाता है । यह प्रणाली सतह की मिट्टी के वाष्पीकरण को कम करती है व पानी का अपवाह भी कम होता है। सिंचाई प्रणाली को एक प्रभावी सिंचाई प्रबंधन कार्यक्रम के साथ भूमिगत रखने से फसल को जल की उचित मात्रा और पोषक तत्वों की जरूरत सीधे फसल जड़-क्षेत्र मे स्पून-फीड की तरह प्रदान करती है। तथा यह फसल के जड़-क्षेत्र (रूट जॉन) के नीचे पानी और पोषक तत्वों की आवाजाही को कम करने या समाप्त करने की एक बड़ी क्षमता रखती है। इस प्रणाली से सिंचाई के पानी को ड्रिप लेटरल(लाइन) के माध्यम से खेत में लगाने से पहले फ़िल्टर और नियंत्रण क्षेत्र पर साफ किया जाता है। इसके द्वारा सिंचाई करने पर पानी का नुकसान (हवा का बहाव, मिट्टी का वाष्पीकरण, गहरा छिद्र और अपवाह) अन्य सिंचाई प्रणालियों की तुलना में काफी कम होता है। भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई खुले क्षेत्र की कृषि के लिए पानी के उपयोग की दक्षता में सबसे बेहतर गुणवत्ता प्रदान करती है, जिसके परिणामस्वरूप सतही सिंचाई की तुलना में 25-50% पानी की बचत होती है। एसडीआई का उपयोग फसल उत्पादन के साथ कई अन्य लाभ प्रदान करता है, जिसमें सतही सिंचाई की तुलना में कम नाइट्रोजन का लीच होना, अधिक उपज, बेहतर खरपतवार नियंत्रण और फसल स्वास्थ्य के लिए सूखी मिट्टी की सतह, सबसे सक्रिय भाग में पानी और पोषक तत्वों की आपूर्ति करने की क्षमता शामिल है। सिंचाई की ड्रिप पद्धति का क्षेत्र 1985-86 में मात्र 1,500 हेक्टेयर और 1991-92 में 70,859 हेक्टेयर से बढ़कर मार्च 2017 तक 4.24 मिलियन हेक्टेयर हो गया। यह खेती में अंतः कृषि कार्य (इंटरकल्चर ऑपरेशन) और अन्य कारण से ड्रिप लाइनों को होने वाले नुकसान से भी बचाती है।

Sub-Surface Irrigation Pipelines in fields of CSSRI, Karnal

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई की आवश्यकता

जल विज्ञान में प्रकाशित 2018 के एक अध्ययन के अनुसार, भारत का 42% भू-भाग वर्तमान में सूखे का सामना कर रहा है, पंजाब के 88.11% जिलों और 76.02% हरियाणा में सूखा है। भूमिगत जल प्रतिवर्ष 0.1 से 1 मीटर तक गहराई में जा रहा है जो कि आने वाले समय के लिए एक हानिकारक समस्या है। भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई द्वारा मिट्टी के नीचे असंतत या निरंतर पानी का धीरे धीरे प्रयोग किया जाता है। इस प्रणाली में ड्रिप लाइन से जुड़े कम दबाव वाले माध्यम द्वारा एमिटर से जल की आपूर्ति होती है। चूंकि भारत में 80% शुद्ध पानी की खपत कृषि क्षेत्र में होती है। इस सिंचाई प्रणाली को अक्सर केंद्र और राज्य सरकारों द्वारा बढ़ते जल संकट से निपटने के तरीके के रूप में बढ़ावा दिया जाता है क्योंकि पारंपरिक सिंचाई प्रणाली की तुलना में ड्रिप सिंचाई बहुत कम मात्रा में खेतों तक पानी पहुंचाती है। वर्ष 2012, 2015 और 2016 में आवर्ती सूखे के बाद भारत में ड्रिपलाइन सिंचाई एक नीतिगत प्राथमिकता बन गई है। केंद्र सरकार द्वारा चलित योजनाओं में से एक प्रधानमंत्री कृषि सिंचाई योजना (पीएमकेएसवाई) में एक नई मशहूर कहावत "प्रति बूंद अधिक फसल" है। जाहिर है, पानी की बचत और फसल की पैदावार को बढ़ावा देने के लिए ड्रिप सिंचाई की ओर रुख किया जाता है। भूमिगत ड्रिप सिंचाई प्रणाली अत्यधिक कुशल सिंचाई प्रणाली है जो पानी की सही मात्रा को सीधे जड़-क्षेत्र में पहुंचाती है, वाष्पीकरण और सतह सिंचाई के अन्य नकारात्मक प्रभावों से पानी के नुकसान को रोकती है। भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई सीमित जल आपूर्ति के साथ-साथ शुष्क, अर्ध-शुष्क, गर्म और हवा वाले क्षेत्रों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। हालांकि, जैसा कि प्रणाली तुलनात्मक रूप से जटिल और संभावित स्वचालित (ऑटोमेटिक) है, लेकिन यह मध्यम से बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है।

वर्तमान स्थिति और उपयोग

प्रणाली की रूपरेखा और स्थापना

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई का डिज़ाइन विशेष रूप से हाइड्रोलिक विशेषताओं के संबंध में सतह ड्रिप सिंचाई के समान है। हालांकि, सफल फिल्टर सिस्टम के लिए पानी के अपवाह, उचित संख्या और वायु-निर्वात उत्थान और चेक वाल्व, दबाव विनियमन, प्रवाह माप और फ्लशिंग के लिए विशेष ध्यान दिया जाता है। वायु-वैक्यूम राहत वाल्वों को सिस्टम के खराब होने पर मिट्टी के कणों की आकांक्षा को खुलने से रोकने के लिए आवश्यक है। सतह ड्रिप सिस्टम की तुलना में पानी के फिल्टर अक्सर एसडीआई सिस्टम के लिए अधिक महत्वपूर्ण होते हैं क्योंकि एमिटर प्लगिंग के परिणाम अधिक गंभीर और अधिक महंगा होते हैं। विशिष्ट फसल और मिट्टी अनिवार्य रूप से सिस्टम क्षमता, एमिटर शून्यता, लाइन की दूरी व गहराई और ख़ालीपन को निर्धारित करती है। यदि पानी की आपूर्ति सीमित नहीं है, तो सिस्टम क्षमता, प्रभावी वर्षा और संग्रहित पानी के साथ, फसल के पानी की जरूरतों के उच्चतम स्तर को पूरा करना चाहिए।
कई वर्षों के लिए, लंबी अवधि के भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई प्रणाली के लिए, लाइन की गहराई काफी गहरी होनी चाहिए ताकि जुताई के उपकरण से नुकसान को रोका जा सके लेकिन मिट्टी की सतह को गीला किए बिना फसल की जड़ क्षेत्र में पानी की आपूर्ति कर सकते हैं । आम तौर पर, एसडीआई सिस्टम में ड्रिप 0.1-0.5 मीटर की गहराई पर स्थापित होते हैं, लेकिन मोटे बनावट वाली मिट्टी पर कम गहराई में और महीन बनावट वाली मिट्टी पर अधिक गहराई पर पाइपों को दबाया जाता हैं। कुछ मामलों में, बीज के अंकुरण और अंकुर की स्थापना के लिए सतह को गीला करना आवश्यक है। एसडीआई सिस्टम में, सतह का गीलापन मुख्य रूप से लंबी सिंचाई अवधि से होता है और जब एमिटर के आसपास की मिट्टी की हाइड्रोलिक चालकता से एमिटर प्रवाह दर अधिक हो जाती है। यह मिट्टी की बनावट, लाइन की गहराई, एमिटर प्रवाह दर और मिट्टी संघनन सहित कई कारणों से प्रभावित होती है। एमिटर शून्यता और प्रवाह दर फसल की जड़ प्रकृति, लाइन की गहराई और मिट्टी की विशेषताओं पर निर्धारित करती है, लेकिन एमिटर को अधिकांश पंक्ति फसलों के लिए लाइन के साथ अतिव्यापी गीला क्षेत्र प्रदान करना चाहिए। लाइन की शून्यता मुख्य रूप से मिट्टी, फसल और कृषि अभ्यास द्वारा निर्धारित की जाती है और यदि आवश्यक हो तो सभी पौधों को पानी की एक समान आपूर्ति प्रदान करने और लवणता का प्रबंधन करने के लिए पर्याप्त संकरा होना चाहिए। आमतौर पंक्ति फसलों के लिए, लाइन को फसल की पंक्तियों के समानांतर होना चाहिए और फसलों को प्रत्येक वर्ष पंक्ति के सापेक्ष एक ही स्थान पर लगाया जाना चाहिए । आम तौर पर, लाइन को पंक्ति फसलों में 1-2 मीटर तक फैलाया जाता है, लेकिन चारागाह, चारे वाली फसलों के लिए लाइन की दूरी कम होती है।

वर्तमान अनुप्रयोग

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई का उपयोग वर्तमान में पेड़, फल, बेल, कृषि विज्ञान, चारागाह, और ढेले वाली सहित विभिन्न प्रकार की फसलों पर किया जा रहा है । अधिकांश अनुप्रयोग खाद्य और फाइबर फसलों के लिए थे, लेकिन कुछ अनुप्रयोगों में पेड़, ढेला और परिदृश्य संयंत्र शामिल थे, खासकर पुनर्नवीनीकरण या अपशिष्ट जल स्रोतों के साथ। फलों और सब्जियों की फसलों पर एसडीआई उपयोग के लिए, टमाटर (ताजा बाजार और प्रसंस्करण) सबसे लोकप्रिय था, इसके बाद सलाद, आलू और स्वीट कॉर्न। अन्य फसलों में सेब, शतावरी, केला, बेल मिर्च, ब्रोकोली, गोभी, खरबूजे, गाजर, फूलगोभी, मटर, हरी बीन, भिंडी, प्याज, पपीता, स्क्वैश, और पुष्प कृषि शामिल हैं। कृषि फसलों के लिए कपास, मूंग, गेहूं, चावल और मक्का सबसे लोकप्रिय है। अन्य में रिजका, ज्वार और मोती बाजरा शामिल है। विशिष्ट फसलों पर एसडीआई को अपनाने के कई कारण हैं। उदाहरण के लिए, पौधों की बीमारियों को स्ट्रॉबेरी जैसे फसलों पर प्लास्टिक मल्च और एसडीआई का उपयोग करके कम किया जा सकता है, जिससे मिट्टी की सतह और पत्ते अपेक्षाकृत शुष्क रहते हैं। एसडीआई के कई साल के उपयोग से वार्षिक प्रणाली की लागत में कमी आ सकती है ताकि कपास और मक्का जैसी कम मूल्य वाली फसलों के साथ उपयोग के लिए यह लाभदायक हो। पानी और उर्वरकों का सटीक स्थान और प्रबंधन, एसडीआई की एक अंतर्निहित क्षमता, पेड़ और बेल फसलों के साथ एक महत्वपूर्ण कारक है।

भविष्य के रुझान

घटते जल संसाधन

उपलब्ध जल संसाधनों के लिए बड़े शहरों, नगरपालिकाओं और उद्योगों के साथ प्रतिस्पर्धा बढ़ने पर, सिंचाई के लिए उपलब्ध पानी की मात्रा में आम तौर पर कमी आएगी। भारत के कई इलाकों में पानी की आपूर्ति पहले से ही कम हो गई है, जहाँ परंपरागत रूप से पानी की आपूर्ति सीमित नहीं है। कई सिंचित क्षेत्रों में जल संरक्षण कार्यक्रम, स्वैच्छिक और अनिवार्य दोनों तरह से लागू किए गए हैं। आमतौर पर, उन क्षेत्रों में एसडीआई में वृद्धि हुई है जहां जल संरक्षण महत्वपूर्ण है।

पुनर्नवीनीकरण जल का उपयोग

जैसे ही अच्छी गुणवत्ता वाले पानी की प्रतिस्पर्धा बढ़ती है, निम्न गुणवत्ता वाले पानी का उपयोग करने में रुचि बढ़ेगी, उदाहरण के लिए पुनर्नवीनीकरण घरेलू और पशु का गंदा जल। सिंचाई के लिए खराब जल का उपयोग अन्य देशों में कई वर्षों से सक्रिय रूप से किया गया है, विशेष रूप से इजरायल में, जहां गंदे जल का पुन: उपयोग 1955 से राष्ट्रीय संसाधन नियोजन का एक हिस्सा रहा है। कुछ वैज्ञानिकों ने बताया कि खपत का 85% घरेलू पानी नगर निगम के जल उपचार के बाद पर्यावरण में वापस आ गया है। ताजा बाजार की सब्जियों और फलों पर माध्यमिक उपचारित खराब जल का उपयोग करने की क्षमता के कारण भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई ने हाल ही में इसराइल में विशेष रूप से ध्यान आकर्षित किया है। एसडीआई के साथ पशु के गंदे जल के उपयोग में रुचि हाल के वर्षों में बढ़ी है, मुख्य रूप से पोषक तत्वों का उपयोग करने के लिए, सतह फास्फोरस के स्तर का प्रबंधन करने के लिए, सल्फर को नियंत्रित करने के लिए, और गंदे जल के साथ मानव संपर्क को कम करने के लिए। एसडीआई में पुनर्नवीनीकरण या गंदे जल के व्यापक उपयोग के लिए बड़ी चुनौती इन पानी के किफायती उपचार और निस्पंदन है जो एमिटर प्लगिंग और रोगजनकों को हटाने या निष्क्रिय करने को कम करता है। गंदे जल का उपयोग खाद्य फसलों की सिंचाई के लिए किया जा सकता है, यहां तक कि एसडीआई के साथ भी जहां पानी सीधे फसल के खाद्य भागों से संपर्क नहीं करता है, अधिकांश राज्यों में नियमों को संशोधित करना होगा।

भारत में भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई का विस्तार

• भारत के लिए कृषि एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है और यह भविष्य में भी इसी तरह बना रहेगा।
• भारत की विशाल जनसंख्या, पहले से ही दुनिया की आबादी का 17.5% हिस्सा है, भारत को चीन को पछाड़कर 2025 तक दुनिया का सबसे अधिक आबादी वाला देश होने का अनुमान है।
• कुछ सबसे उपजाऊ नदी बेल्ट होने के साथ, भारत कृषि-उत्पादों का एक प्रमुख उत्पादक और निर्यातक भी है।
• आज की दुनिया में पानी दुर्लभ संसाधन है, भारत जैसे विशाल जनसंख्या वाले देश के लिए और अधिक चुनौती है ।
• भारत की 68% आबादी अभी भी ग्रामीण क्षेत्र में रहती है, पूरी तरह से कृषि और संबद्ध गतिविधियों पर निर्भर है।
• नदी, प्राकृतिक और मानव निर्मित नहर प्रणाली भारत के केवल एक सीमित हिस्से को कवर करती है, भारत में बड़ी संख्या में किसान अभी भी सिंचाई के लिए मानसून के मौसम में समय पर बारिश पर निर्भर हैं।
• भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई अभी भी भारतीय किसानों के बीच एक कम पैठ वाली तकनीक है।

उपर्युक्त उल्लेख भारत में भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई की विशाल क्षमता को इंगित करता है।

मूल डिजाइन सिद्धांत

एक भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई प्रणाली में एक सामान्य ड्रिप सिंचाई प्रणाली के समान डिजाइन है। एक विशिष्ट सिस्टम नक्शे में एक तालाब (जहां संभव हो), पंपिंग यूनिट, दबाव राहत वाल्व, चेक वाल्व या बैक फ्लो रोकथाम वाल्व, हाइड्रोकार्बन सेपरेटर (यदि एक तालाब संभव नहीं है), रासायनिक / उर्वरक इंजेक्शन यूनिट (उर्वरता और पोषक तत्व देखें) शामिल हैं। फिल्टर इकाई, फ्लश वाल्व, दबाव नियामकों, वायु वेंट वाल्व और पीवीसी पाइपों से लैस है जो फसल को पानी पहुंचाते हैं। फसल और मिट्टी (केशिका आकर्षण) के आधार पर, पाइपिंग जमीन से 10 से 60 सेमी नीचे है। एक जल स्रोत के रूप में, रसोईघर या यहां तक कि काले पानी का इलाज संभव है, क्योंकि प्रभावी प्रवाह ठीक से व्यवस्थित नहीं होने पर क्लॉगिंग का खतरा अधिक होता है। इसलिए, तालाब से पहले पानी का उपचार (जैसे एक गैर-लगाए गए फ़िल्टर सिस्टम, निर्मित आर्द्रभूमि (क्षैतिज प्रवाह या ऊर्ध्वाधर प्रवाह) या कम से कम मलकुंड) आवश्यक है।
भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई आम तौर पर एक उच्च तकनीक है, जो मध्यम और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए स्वचालित रूप से संचालित तकनीक है। हालांकि, कई कम लागत और ड्रिपलाइन सिंचाई जैसे कि घड़े या बोतल सिंचाई की सरल विधियां मौजूद हैं जो छोटे पैमाने पर खेती के लिए समान रूप से प्रभावी हैं। माध्यमिक गंदे जल उपचार के लिए कई भूमिगत तकनीकों का उपयोग किया जाता है जैसे कि लीच फ़ील्ड या वाष्पोत्सर्जन बिस्तर जो खेतों को अनियंत्रित सिंचाई भी प्रदान करते हैं।

Sub-Surface Dripline Installation and Working

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई के लाभ

• भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई प्रणाली आपूर्ति की उच्च एकरूपता के साथ पानी के आवेदन को नियंत्रित करती है।
• वाष्पीकरण कम हो जाता है।
• पानी की मात्रा ठीक हो सकती है, जो पानी के बहाव या वाष्पीकरण के कारण होने वाले पानी के नुकसान को बचाता है।
• जड़-क्षेत्र में मिट्टी की नमी के लिए लगातार सिंचाई की अनुमति देता है।
• हवा और शुष्क स्थानों में शानदार प्रदर्शन।
• पत्तियों पर कम पानी शेष होने से, नमी के अत्यधिक नुकसान का जोखिम कम होता है।
• इन स्थितियों में उगाई जाने वाली फसलें अधिक समान रूप से विकसित हो सकती हैं।
• पानी को सभी पौधों में समान रूप से वितरित किया जाता है, जिससे समग्र विकास स्तर में सुधार होता है। इसलिए, उर्वरक के उपयोग की आवश्यकता कम है, जो पर्यावरण और बजट के लिए अच्छा है।
• यदि पूर्व-उपचारित गंदे जल का उपयोग सिंचाई के लिए किया जाता है, तो फसलों और मजदूरों के साथ सीधे संपर्क का जोखिम कम हो जाता है।

इन लाभों के अलावा, भूमिगत ड्रिप लाइन सिंचाई एक पर्यावरण के अनुकूल कदम हो सकता है। यह उत्पादकों को संसाधनों का बेहतर प्रबंधन करने और समग्र यांत्रिक उपयोग को कम करने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, इन प्रणालियों का उपयोग उर्वरक की आवश्यकता को कम करने में मदद कर सकता है। ग्रीनहाउस या आउटडोर के भीतर प्रयुक्त, भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई जटिल नहीं है, लेकिन इसके लिए परियोजना के अनूठे पहलुओं के लिए एक ठीक से डिज़ाइन की गई प्रणाली की आवश्यकता होती है। कुल मिलाकर, भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए एक स्पष्ट अवसर प्रदान करती है।

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई प्रणाली की सीमाएं

• दबने का खतरा।
• जब खारे पानी का उपयोग किया जाता है, तो गीलापन की जगह नमक जमा होते है।
• इमिटर को जड़ से क्षतिग्रस्त या अवरुद्ध किया जा सकता है।
• पानी में मिट्टी के कणों के साथ संयुक्त पार्श्व और उत्सर्जक की आंतरिक दीवारों पर बढ़ने वाले बैक्टीरियल स्लिम्स और शैवाल उत्सर्जक को अवरुद्ध कर सकते हैं।
• निलंबित कार्बनिक पदार्थ और मिट्टी के कण सिस्टम को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
• बहुत से मरम्मत कार्य चूहों को ट्यूब चबाने के कारण होते हैं।
• भारी मशीनरी एमिटर को नुकसान पहुंचा सकती है।

भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई प्रणाली के बारे में वैज्ञानिकों का अनुभव

बोरलॉग इंस्टीट्यूट ऑफ साउथ एशिया (BISA) रिसर्च फार्म लुधियाना के वैज्ञानिक डॉ एच.एस. सिद्धू का कहना है कि भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई प्रणाली द्वारा पानी की बचत चावल में 48-53% और गेहूं में 42-53% तक की जा सकता है साथ ही दोनों फसल में 20% तक नाइट्रोजन उर्वरक की बचत होती है इस प्रणाली के उपयोग से उत्पादकता, सिंचाई जल उत्पादकता और नाइट्रोजन उपयोग दक्षता में वृद्धि के साथ ग्लोबल वार्मिंग क्षमता को कम किया जा सकता है।

करनाल के सी.एस.एस.आर.आई (CSSRI, KARNAL) के प्रधान वैज्ञानिक डॉ एच.एस. जाट का कहना है कि भूमिगत सिंचाई की इस प्रणाली द्वारा चावल और गेहूं मक्का की खेती में 40% से 50% पानी की बचत के साथ धान-गेहू फसल चक्कर में मूंग की फसल से पूरी उपज प्राप्त कर सकते हैं क्योंकि दोनों फसलों के मध्य 50 से 60 दिन का अंतराल होने के कारण इस फसल का उपयोग किया जा सकता है जोकि किसान को अतिरिक्त मुनाफे के साथ मृदा की उर्वरा शक्ति को बढ़ाने का काम करती है।

करनाल के सी.एस.एस.आर.आई में शोध कार्यरत डॉ सुरेश कुमार ककरालिया बताते है कि भविष्य की खेती भूमिगत ड्रिपलाइन सिंचाई प्रणाली पर आधारित होगी क्युकी भूमि का जल सत्तर लगातार निचे गिरता जा रहा है, इस प्रणाली में सतह ड्रिपलाइन सिंचाई विधि की अपेक्षा कम टूट-फूट व बार-बार हटाने की आवश्यकता नहीं होती है साथ ही अन्य घुलनशील आवश्यक पोषक तत्व को पौधे की जड़ों मे सीधे प्रदान कर सकते हैं जिस से पौधे की जरुरी तत्व इस्तेमाल करने की क्षमता को बढ़ाया जा सकता है। इस विधि में अन्य सिंचाई प्रणालियों की तुलना में कम खरपतवार आते हैं जिसकी वजह से फसल को प्राप्त होने वाले पोषक तत्व का कम मात्रा में नुकसान होता है।

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