सिंचाई जल में बाइकार्बोनेट (खारा पानी)

ऐसे क्षेत्र में रहना जहाँ सिंचाई के बिना फसलें पनपती हैं, सौभाग्य की बात है। हालाँकि, हममें से ज़्यादातर लोगों के लिए, फसल की वृद्धि के लिए सिंचाई अपरिहार्य है। फिर भी, सिंचाई के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पानी के साथ अक्सर कई समस्याएँ आती हैं।

सिंचाई के पानी के साथ सबसे आम समस्याओं में से एक इसकी उच्च बाइकार्बोनेट सामग्री है। कैल्शियम कार्बोनेट या मैग्नीशियम कार्बोनेट (चूना पत्थर या डोलोमाइट) रॉक संरचनाओं से गुजरते समय बाइकार्बोनेट पानी में घुस जाते हैं। जब ये चट्टानें घुलती हैं, तो वे बाइकार्बोनेट आयनों के साथ कैल्शियम और/या मैग्नीशियम आयनों को छोड़ती हैं। हालांकि यह हानिरहित लग सकता है, बाइकार्बोनेट पानी के पीएच स्तर को बढ़ाते हैं, जिससे मिट्टी और पौधों दोनों में व्यवधान होता है।

यदि आपके पानी में बाइकार्बोनेट की मात्रा अधिक है, तो आप अपनी मिट्टी को कम कार्बोहाइड्रेट वाले आहार पर डालने पर विचार कर सकते हैं, जैसा कि हमने किया था!

तो, बाइकार्बोनेट क्या समस्याएँ लेकर आते हैं? आइए जानते हैं इसके कारण...

- बाइकार्बोनेट केवल पानी में घुले हुए रूप में मौजूद होता है। जब पानी वाष्पित हो जाता है, तो बाइकार्बोनेट मिट्टी में घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम के साथ मिलकर अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट (चूना पत्थर, CaCO3) और मैग्नीशियम कार्बोनेट (डोलोमाइटिक चूना पत्थर, MgCO3 में पाया जाता है) बनाते हैं, जो सिंचाई उत्सर्जकों के चारों ओर सफेद परत के रूप में दिखाई देता है। इसके परिणामस्वरूप पौधों के लिए कम घुलनशील कैल्शियम और मैग्नीशियम उपलब्ध होता है।

- सिंचाई के पानी के ज़रिए मिट्टी में बाइकार्बोनेट की एक बड़ी मात्रा डाली जा सकती है। उदाहरण के लिए, 300 पीपीएम (बहुत ज़्यादा) के बाइकार्बोनेट स्तर के साथ, एक इंच पानी में लगभग 30 किलोग्राम/एकड़ बाइकार्बोनेट होता है। अगर मिट्टी को 30-सप्ताह के मौसम में प्रति सप्ताह 1 इंच की दर से सिंचित किया जाए, तो यह 1000 किलोग्राम/एकड़ बाइकार्बोनेट जमा करता है। यह लगभग एक टन प्रति एकड़ चूना मिलाने के बराबर है, जो पीएच को काफ़ी हद तक बढ़ाता है, ख़ास तौर पर हमारी दोमट रेत जैसी हल्की मिट्टी में।

- बाइकार्बोनेट मिट्टी के pH स्तर को बढ़ाते हैं, जिससे उच्च pH स्तर पर पौधों के लिए आयरन, मैंगनीज और जिंक जैसे कई सूक्ष्म पोषक तत्व अनुपलब्ध हो जाते हैं। जबकि बाइकार्बोनेट कैल्शियम को बांधकर फॉस्फोरस की उपलब्धता को बढ़ा सकते हैं, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि फॉस्फोरस 7.3 से अधिक pH स्तर पर कैल्शियम के साथ मजबूती से बंधता है, जो सुनने में जितना अच्छा लगता है, उतना नहीं है।

- यदि ओवरहेड स्प्रिंकलर का उपयोग किया जाता है, तो कैल्शियम और मैग्नीशियम के साथ मिलकर बाइकार्बोनेट, पत्तियों और फलों की सतह पर चूना जमा कर देते हैं। ये बदसूरत सफेद धब्बे उपज की बिक्री क्षमता को कम कर देते हैं।

- पानी में बाइकार्बोनेट और कैल्शियम मिलकर चूना जमा कर सकते हैं, जिससे ड्रिप सिंचाई एमिटर बंद हो सकते हैं। जब बाइकार्बोनेट का स्तर 120 पीपीएम से अधिक हो और पानी का पीएच 7.5 से अधिक हो तो रुकावट का जोखिम सबसे अधिक होता है।

- बाइकार्बोनेट उच्च तापमान पर कैल्शियम के साथ अधिक आसानी से प्रतिक्रिया करके अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट बनाते हैं। यही कारण है कि गर्म पानी के नल पर ठंडे पानी के नल की तुलना में अधिक तेज़ी से सफ़ेद परत जम जाती है।

- पौधे सीधे बाइकार्बोनेट को अवशोषित कर सकते हैं। पौधे के अंदर, वे लोहे के अवशोषण के मार्ग को अवरुद्ध कर सकते हैं, जिससे पौधे के ऊतकों में लोहे की मौजूदगी के बावजूद आयरन क्लोरोसिस हो सकता है।

- बाइकार्बोनेट पौधों की जड़ों को प्रभावित करते हैं, जिससे पोषक तत्वों को अवशोषित करने की उनकी क्षमता कम हो जाती है। नतीजतन, पौधे छोटे, क्लोराइटिक और प्रकाश संश्लेषण में कम प्रभावी होते हैं।

क्षारीयता स्तर:
बाइकार्बोनेट को अक्सर पानी की जांच रिपोर्ट में क्षारीयता के रूप में व्यक्त किया जाता है क्योंकि पानी में बाइकार्बोनेट (और कार्बोनेट अगर pH 8.3 से ज़्यादा है) क्षारीयता पर सबसे ज़्यादा प्रभाव डालते हैं। क्षारीयता पानी की एसिड को बेअसर करने की क्षमता को मापती है और इसे आमतौर पर कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) के बराबर पीपीएम में व्यक्त किया जाता है।

तो, पानी में बाइकार्बोनेट का कौन सा स्तर समस्या पैदा करता है? यह इस बात पर निर्भर करता है कि पौधे कैसे उगाए जाते हैं और उन्हें कितना सिंचाई पानी मिलता है। छोटे गमलों में जैसे कि पौधों के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले गमलों में, बाइकार्बोनेट बड़े गमलों या जमीन की तुलना में ज़्यादा समस्या पैदा कर सकते हैं। इसलिए, चिंता का विषय बाइकार्बोनेट का स्तर बहुत कम है।

हालांकि, पानी में बाइकार्बोनेट का स्तर बहुत कम भी हो सकता है। बिना बाइकार्बोनेट वाला पानी pH में होने वाले बदलावों का ज़्यादा प्रतिरोध नहीं कर पाता है और इस्तेमाल किए जाने वाले उर्वरकों के आधार पर pH में काफ़ी उतार-चढ़ाव हो सकता है।

जमीन पर उगने वाली फसलों के लिए क्षारीयता की अधिकतम सीमा 100-150 पीपीएम होनी चाहिए।

सिंचाई जल परीक्षण कैल्शियम कार्बोनेट के पीपीएम के रूप में व्यक्त कुल क्षारीयता के लिए एक मान प्रदान करेगा और बाइकार्बोनेट के लिए एक मान पीपीएम बाइकार्बोनेट, meq/लीटर के रूप में व्यक्त किया जाएगा। अन्य प्रयोगशालाएँ या परीक्षण केवल क्षारीयता प्रदान कर सकते हैं, आमतौर पर समतुल्य कैल्शियम कार्बोनेट के पीपीएम के रूप में। पीपीएम क्षारीयता को पीपीएम बाइकार्बोनेट में बदलने के लिए, 1.22 से गुणा करें। पीपीएम बाइकार्बोनेट को पीपीएम क्षारीयता में बदलने के लिए, 1.22 से भाग दें। ध्यान दें कि ये समीकरण केवल 8.3 से कम पानी के पीएच के लिए काम करते हैं क्योंकि इससे ऊपर, कार्बोनेट भी मौजूद होता है।

उपचार के विकल्प:
तो फिर इस बारे में क्या किया जा सकता है?

कुछ मिट्टी में प्राकृतिक रूप से कार्बोनेट की मात्रा अधिक होती है (जैसे कि कैल्केरियस मिट्टी, जिसमें कैल्शियम कार्बोनेट की मात्रा अधिक होती है)। अगर आपकी मिट्टी के साथ भी ऐसा ही है, तो सिंचाई के पानी के अलावा और भी कई गंभीर मुद्दे हो सकते हैं। पानी की समस्या से निपटने से पहले अपनी मिट्टी के प्रकार को समझना ज़रूरी है। कुछ न करना भी एक विकल्प है!

समस्याओं का मुकाबला करने के लिए मिट्टी में सुधार करने वाले पदार्थ मिलाना एक और विकल्प है। जिप्सम (कैल्शियम सल्फेट) कैल्शियम के जमाव को रोकने के लिए घुलनशील कैल्शियम प्रदान करता है। हालाँकि, अकेले जिप्सम मिट्टी के पीएच को कम नहीं कर सकता। केवल मौलिक सल्फर ही मिट्टी के पीएच को स्थायी रूप से कम कर सकता है। मिट्टी में मौजूद सूक्ष्मजीव मौलिक सल्फर को सल्फ्यूरिक एसिड में बदल देते हैं, जो कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके उन्हें कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में बदल देता है। समस्या हल हो गई, है न?

बिल्कुल नहीं। मिट्टी के pH को कम करने के लिए आवश्यक तत्व सल्फर की मात्रा काफी है। जैसा कि पहले बताया गया है, सल्फर मिट्टी में सल्फ्यूरिक एसिड में बदल जाता है, जो बड़ी मात्रा में मिट्टी के जीव विज्ञान पर हानिकारक प्रभाव डालता है। हम स्वस्थ मिट्टी के जीव विज्ञान को बढ़ावा देने वाली प्रथाओं की वकालत करते हैं, इसलिए हम अधिकांश स्थितियों में तत्व सल्फर की मात्रा को 50 किलोग्राम/एकड़ तक सीमित रखते हैं, और यदि pH में महत्वपूर्ण समायोजन की आवश्यकता होती है तो इसे 150 किलोग्राम/एकड़ तक सीमित रखते हैं। जैसा कि नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है, आवश्यक pH परिवर्तन और मिट्टी के प्रकार के आधार पर, 500 किलोग्राम/एकड़ से अधिक वास्तव में आवश्यक हो सकता है, जिसके लिए कई वर्षों तक छिड़काव की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, यदि हम सिंचाई के पानी में बाइकार्बोनेट का उपयोग कर रहे हैं, तो 200 पीपीएम पर, हम प्रत्येक 12 इंच पानी के लिए 250 किलोग्राम/एकड़ बाइकार्बोनेट भी डाल रहे हैं। बाइकार्बोनेट के एक अणु को बेअसर करने के लिए मौलिक सल्फर के एक अणु की आवश्यकता होती है, इसलिए बाइकार्बोनेट को बनाए रखने के लिए प्रति 12″ पानी में 125 किलोग्राम/एकड़ सल्फर की आवश्यकता होती है, पीएच को कम करने की तो बात ही छोड़िए। यह सब कहने का तात्पर्य यह है कि मौलिक सल्फर का उपयोग पीएच को कम करने और बाइकार्बोनेट को कम करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है, यहां तक ​​कि लंबे समय में भी।

क्लोरोसिस को "ठीक" करने के लिए मिट्टी में अधिक आयरन और अन्य सूक्ष्म पोषक तत्व मिलाना आकर्षक लग सकता है। हालाँकि, जैसे-जैसे मिट्टी का pH बढ़ता है, सूक्ष्म पोषक तत्व कम उपलब्ध होते जाते हैं। हालाँकि मिट्टी में बहुत सारे सूक्ष्म पोषक तत्व हो सकते हैं, लेकिन वे उच्च pH स्तरों पर पौधे के लिए उपलब्ध नहीं होते हैं।

एक संभावना यह है कि क्लोरोसिस की भरपाई के लिए पत्तियों पर सूक्ष्म पोषक तत्वों का छिड़काव किया जाए।

मृदा कार्बनिक पदार्थ मृदा pH परिवर्तनों को कम करने में मदद करते हैं, जिससे उच्च मृदा कार्बनिक पदार्थ (SOM) वाली मिट्टी pH परिवर्तनों के प्रति कम संवेदनशील हो जाती है। SOM में H+ आयनों के लिए कई विनिमय स्थल होते हैं, जो pH अधिक होने पर निकल सकते हैं या pH कम होने पर H+ को पकड़ सकते हैं। जैसे-जैसे कार्बनिक पदार्थ क्षय होते हैं, विभिन्न प्रभाव सामने आते हैं, जैसे कि वृद्धि या

पीएच को कम करना। प्रारंभिक क्षय मिट्टी के पीएच को बढ़ाता है क्योंकि धनायन निकलते हैं। पौधों की सामग्री का अमोनियम में आगे विघटन अस्थायी रूप से पीएच को बढ़ाता है, जबकि अमोनियम का नाइट्रेट में रूपांतरण पीएच को कम करता है। यदि नाइट्रेट रिसता है, तो पीएच में स्थायी कमी हो सकती है। मिट्टी के कार्बनिक पदार्थ भी पौधों को सूक्ष्म पोषक तत्व आयरन, जिंक और मैंगनीज उपलब्ध कराने में मदद करते हैं जो उच्च पीएच स्तरों पर दबे होते हैं। जबकि मिट्टी के कार्बनिक पदार्थ पानी में उच्च बाइकार्बोनेट के प्रभावों को खत्म नहीं कर सकते हैं, लेकिन यह मदद कर सकते हैं। दुर्भाग्य से, कुछ खाद, विशेष रूप से खाद स्रोतों से, सोडियम या लवण में उच्च हो सकते हैं या उनका पीएच उच्च हो सकता है। जाहिर है, ये मददगार नहीं हैं।

दूसरा विकल्प यह है कि मिट्टी में प्रयोग करने से पहले पानी को बाइकार्बोनेट से मुक्त कर दिया जाए।

जल उपचार:
पानी को साफ करने का एक तरीका यह है कि इसे रिवर्स ऑस्मोसिस फ़िल्टर से गुजारा जाए। रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) पानी से दूषित पदार्थों, खनिजों और बाइकार्बोनेट को हटाता है। हालाँकि, इसमें कुछ कमियाँ हैं। सिस्टम महंगे हैं और उन्हें रखरखाव की आवश्यकता होती है। आरओ इतने सारे खनिजों और बाइकार्बोनेट को हटा देता है कि पीएच को संतुलित करने के लिए कुछ को वापस जोड़ना पड़ता है। इसके अतिरिक्त, वे बहुत अधिक मात्रा में अपशिष्ट जल उत्पन्न करते हैं। हमारी रसोई आरओ इकाई फ़िल्टर किए गए पानी की तुलना में चार गुना अधिक मात्रा में अपशिष्ट जल उत्पन्न करती है।

उच्च क्षारीयता वाले पानी के लिए एक अधिक सामान्य उपचार सिंचाई लाइनों में पहुँचाने से पहले उसमें एसिड मिलाना है। एसिड H+ आयन छोड़ता है, जो बाइकार्बोनेट के साथ मिलकर इसे कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में तोड़ देता है। मिश्रण में एसिड की मात्रा को समायोजित करके, सिंचाई के पानी में बाइकार्बोनेट की मात्रा को समायोजित किया जा सकता है और pH को वांछित सीमा तक कम किया जा सकता है।

वाणिज्यिक किसान, ग्रीनहाउस उत्पादक और यहां तक ​​कि गोल्फ कोर्स संचालक भी बड़े पैमाने पर एसिड इंजेक्शन उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं। ये सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, फॉस्फोरिक एसिड या "एन-पीहुरिक" एसिड (यूरिया सल्फेट) इंजेक्ट कर सकते हैं। इन सभी को संभालना खतरनाक है (कुछ बेहद खतरनाक हैं), और इनमें से कोई भी जैविक उपयोग के लिए प्रमाणित नहीं है।

जैविक उपयोग के लिए प्रमाणित सबसे कम खर्चीला एसिड निर्जल और गैर-सिंथेटिक साइट्रिक एसिड है। साइट्रिक एसिड एक कमजोर एसिड है और सावधानियों के साथ इसे संभालना सुरक्षित है। यह एक सफेद क्रिस्टल है और नींबू का स्वाद प्रदान करने के लिए खाद्य योजक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह बड़े पैमाने पर संचालन में उपयोग के लिए बहुत महंगा हो सकता है, लेकिन यह एक बड़े बगीचे के लिए काम करता है। 25 किलोग्राम का एक बैग गर्मियों में लगभग 3 महीने तक चलेगा।