मृदा पारिस्थितिकी विज्ञानी फ्रांसेस्का कोट्रूफ़ो, पीएच.डी. वायुमंडलीय कार्बन को फँसाने में मिट्टी की भूमिका होती है।
Rodale Institute25 सितंबर को प्रकाशित जलवायु परिवर्तन श्वेत पत्र, "पुनर्योजी कृषि और मृदा कार्बन समाधान" अपडेट किया जाएगा। अधिक जानने के लिए, पर जाएँ रोडेलइंस्टीट्यूट.org/Climate2020.
हम रोडेल को अपडेट करने की प्रक्रिया में हैं संस्थान का पुनर्योजी कृषि और जलवायु परिवर्तन मृदा कार्बन अनुक्रम पर नए विज्ञान को प्रतिबिंबित करने के लिए श्वेत पत्र और हमें पता था कि हमें आपसे बात करने की आवश्यकता है। क्या आप बता सकते हैं कि आपकी टीम का हालिया काम किस तरह से बदल रहा है जिस तरह से हम सभी को मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों के बारे में सोचना चाहिए?
मेरी राय में, मृदा कार्बन के लिए बहुत सी समस्याएं हैं, इस तथ्य से आती हैं कि इसे एक चीज़ के रूप में देखा गया है, जब वास्तव में मृदा कार्बन के कई अलग-अलग रूप हैं। हम दो बड़े कार्यात्मक पूलों में उन विभिन्न रूपों को सरल कर सकते हैं: कार्बनिक पदार्थ (पीओएम) और खनिज से जुड़े कार्बनिक पदार्थ (एमओएम)।
हम चाहते हैं कि मृदा कार्बनिक पदार्थ दो कार्य करें: उत्पादकता को बनाए रखने के लिए खनिज पोषक तत्वों को तोड़ने और प्रदान करने के लिए, और दीर्घकालिक कार्बन भंडारण और अन्य पारिस्थितिकी तंत्र सेवाएं प्रदान करने के लिए। पौधे की वृद्धि को समर्थन देने के लिए मिट्टी के कुछ कार्बनिक पदार्थों की आवश्यकता होती है, यह आपके नियमित बिलों का भुगतान करने के लिए चेकिंग खाते का उपयोग करने जैसा है। उसी तरह जिस तरह हम अपने सारे पैसे नहीं बचा सकते हैं - हमें जीवित रहने के लिए इसका कुछ उपयोग करने की आवश्यकता है - हम यह भी उम्मीद नहीं कर सकते कि सभी मिट्टी कार्बनिक पदार्थ मिट्टी में लंबे समय तक रहना चाहिए। मिट्टी के कुछ कार्बनिक पदार्थों को मिट्टी के स्वस्थ होने और पौधों के बढ़ने के लिए काम करना पड़ता है। मेरा मानना है, और मेरी प्रयोगशाला इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए अनुसंधान कर रही है, कि यह विघटन काफी हद तक पार्टिकुलेट ऑर्गेनिक पदार्थ, या पीओएम से आता है, जिसे हम इसे कहते हैं, जिसे आप जड़ों से विशेष रूप से विघटित रेशेदार पौधे के अवशेषों के रूप में कल्पना कर सकते हैं। चूंकि पोम संरक्षित नहीं है, जब तक समुच्चय में घटित नहीं होता है, यह तेजी से बदल जाता है। सूक्ष्मजीव अपने बायोमास को विकसित करने के लिए POM का उपयोग नहीं करते हैं, बल्कि वे POM कार्बन को CO2 के रूप में वायुमंडल में भेजते हैं, लेकिन POM के नाइट्रोजन का उपयोग पौधों द्वारा उनकी वृद्धि के लिए किया जाता है।
साथ ही, जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए हमें कार्बन को अधिक समय तक स्टोर करने के लिए मिट्टी की आवश्यकता होती है। यह लंबी अवधि के कार्बन स्टोर में बचत खाते की तरह, दुबला समय के लिए है। लंबे समय तक कार्बन भंडारण आमतौर पर माइक्रोबियल रूप से संसाधित और खनिजों से जुड़ा होता है, जो इसे अपघटन से बचाता है, जिससे यह मिट्टी में लगातार बना रहता है और गड़बड़ी की आशंका भी कम होती है। यह खनिज से जुड़ा कार्बनिक पदार्थ या MAOM है।
बैंक खाता रूपक इन दो कार्बनिक पदार्थ पूलों को समझने में मददगार है, एक त्वरित उपयोग के लिए और एक दीर्घकालिक भंडारण के लिए। कार्बनिक पदार्थ और कार्बन भंडारण के आसपास आपके क्षेत्र में हाल के अन्य निष्कर्ष क्या हुए हैं?
मृदा वैज्ञानिकों ने मूल रूप से सोचा था कि यदि आप मिट्टी में अधिक जटिल या बहुत रेशेदार पौधे के अवशेष डालते हैं, तो आपके पास कार्बन का एक निर्माण होगा। लेकिन पिछले 10 वर्षों में, बहुत सारे अनुसंधान, मेरी टीम द्वारा भाग में प्रेरित किए गए माइक्रोबियल दक्षता मैट्रिक्स स्थिरीकरण पर कागज, इस तथ्य की ओर इशारा करते हुए कि, वास्तव में, मिट्टी में बने रहने वाले कार्बन का अधिकांश भाग खनिजों से जुड़े सरल यौगिकों से बना होता है और यह अक्सर माइक्रोबियल होता है, पौधे नहीं, उत्पत्ति। इस खनिज से जुड़े कार्बन बिल्डअप को करने के लिए, आपको मिट्टी में पुनरावर्ती पौधे सामग्री डालने की आवश्यकता नहीं है, इसके बजाय आप यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि रूट एक्सयूडेट्स और लैबाइल प्लांट सामग्री जैसी चीजें हैं, जो रोगाणुओं को तेजी से खाती हैं और बनाने के लिए उपयोग करती हैं उनके बायोमास। ये घुलनशील पौधों की सामग्री और माइक्रोबियल यौगिक खनिज सतहों पर चिपक सकते हैं, जिससे एमएओएम में दीर्घकालिक कार्बन भंडारण होता है।
समस्या यह है कि हम खराब बच्चों की तरह कृषि मृदाओं का इलाज करते हैं- मुझे उम्मीद है कि यह किसी के लिए अपमानजनक नहीं है - हम उर्वरकों और कीटनाशकों जैसे निरंतर बाहरी इनपुट देते हैं, जो आपके बच्चे को लगातार पैसे प्रदान करने और कभी 'काम पर जाने' के लिए नहीं है। हम मिट्टी में रोगाणुओं को काम करने के लिए नहीं डालते हैं और हम नाइट्रोजन उर्वरकों को जोड़कर उनके काम को भी शार्टकट करते हैं। ये इनपुट वास्तव में मिट्टी समुदाय और इसकी जैव विविधता को नष्ट करते हैं। कुछ रोगाणु जो जीवित रहने का प्रबंधन करते हैं, वे ऐसा इसलिए करते हैं क्योंकि वे अपने चयापचय के लिए उर्वरक नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं, लेकिन इस प्रक्रिया में वे वातावरण में नाइट्रस ऑक्साइड छोड़ते हैं, जो एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है। इसके अतिरिक्त, वार्षिक फसलों की खेती करके और फसलों की पैदावार को बढ़ाकर, जड़ की वृद्धि को कम करते हुए, हमने नए POM की आपूर्ति करने के लिए दोनों मूल अवशेषों के इनपुट को कम कर दिया है, लेकिन पौधे के घुलनशील और भुरभुरी घटकों के इनपुट को भी जड़ से निकाल दिया जाता है, जैसे कि अंततः MAOM उत्पन्न करें। ऐसा करने में हमारे पास जाँच खाता है - पोम - और कृषि मिट्टी अब एमएओएम के अधिकांश भाग के लिए बनाई गई है। बार-बार ऐसा करते हुए, हमने इस MAOM पूल का उपयोग करना भी शुरू कर दिया है, बचत खाता जो कि कई वर्षों में स्थिर होना चाहिए था। नतीजतन, प्राकृतिक मिट्टी की तुलना में कृषि मिट्टी अब सभी मिट्टी कार्बनिक पदार्थों से खराब हो गई है।
यह जानने के बाद, किसान कैसे मिट्टी को रोक सकते हैं और इसके बदले उन्हें पुन: उत्पन्न कर सकते हैं? कार्बनिक पदार्थों के इन पूलों को क्या बनाता है?
यह बहुत स्पष्ट हो रहा है कि मिट्टी को पुन: बनाने के लिए, हमारे पास निरंतर और विविध इनपुट्स होने चाहिए, और यह ज्यादातर जीवित जड़ों से आता है। जड़ें दो काम करती हैं: वे अपने घुलनशील घटकों के साथ रोगाणुओं को खिलाते हैं, जड़ को बाहर निकालते हैं, और अन्य प्रयोगशाला जड़ यौगिक जो रोगाणुओं को सक्रिय और स्वस्थ और कुशलतापूर्वक बायोमास का उत्पादन करते रहते हैं जो फिर खनिजों पर अटक सकते हैं। दूसरी ओर, जड़ के ऊतक अपेक्षाकृत रेशेदार होते हैं, और वे कार्बनिक पदार्थ का निर्माण कर सकते हैं, जो मिट्टी की संरचना, पानी की अवधारण और नाइट्रोजन की रिहाई को बढ़ावा देता है क्योंकि यह टूट जाता है।
वास्तव में, समझने के लिए दूसरी महत्वपूर्ण बात यह है कि कार्बन अकेले परिचालित नहीं होता है। कार्बन को संग्रहित करने के लिए, हमें नाइट्रोजन का अधिकार प्राप्त करना होगा। हम निषेचन से बाहरी नाइट्रोजन आदानों को कम करना चाहते हैं, क्योंकि सिंथेटिक नाइट्रोजन बैक्टीरिया को प्रोत्साहित करती है जो नाइट्रोजन को जल्दी से बदल देती है और इसे खो देती है। इसके बजाय, हमें सिस्टम द्वारा उत्पादित नाइट्रोजन इनपुट को बढ़ाने की आवश्यकता है, और इसके लिए हमें गहरी जीवित जड़ों और फलियों के साथ एक प्रणाली की आवश्यकता है, जो नाइट्रोजन को स्वाभाविक रूप से लाती है। जब आप नाइट्रोजन को व्यवस्थित रूप से जोड़ते हैं, तो आप रोगाणुओं को काम पर लगाते हैं। जब नाइट्रोजन कार्बनिक पदार्थ में आता है कि रोगाणुओं को चालू करने के लिए काम करना चाहिए, तो वे इसे अधिक कुशलता से करते हैं, वे अधिक बायोमास का उत्पादन करते हैं जो कार्बन भंडारण में सहायक होता है, और साथ ही वे पौधे के उपयोग के लिए नाइट्रोजन को रीसायकल करते हैं।
कार्बन फार्मिंग और मृदा कार्बन सीक्वेस्ट्रेशन शुरू करने से पहले क्या कोई बड़ी मिसिंग लिंक हैं? या किसानों को इस काम को करने में आत्मविश्वास महसूस करने के लिए विज्ञान काफी मजबूत है?
मुझे लगता है कि हम अब काफी कुछ जान चुके हैं कि हम गलत नहीं होंगे। हम बेहतर कर सकते हैं, और मैं विशेष रूप से इस कार्बन-नाइट्रोजन संबंध के बारे में बहुत उत्सुक हूं और कुशलता से नाइट्रोजन का उपयोग कैसे करना है ताकि आप कार्बन को स्टोर कर सकें, उत्पादकता बनाए रख सकें और नाइट्रोजन उत्सर्जन और जल प्रणाली के नुकसान को कम कर सकें। लेकिन कुल मिलाकर, मूल विचार स्पष्ट हैं, जो सिस्टम पुनर्जनन बनाता है, के स्तंभ ज्ञात हैं। मेरा मानना है कि हमें एक प्रणाली के रूप में मिट्टी के बारे में सोचना चाहिए और विचार करना चाहिए कि विविध नीचे के इनपुटों के साथ फसल के घुमाव, गहरी जड़ें वाले बारहमासी, फसलों को कवर करने, और मिट्टी की गड़बड़ी को कम करने से मिट्टी के रोगाणुओं को ईंधन में मदद मिलती है जो दोनों पोषक तत्वों को रीसायकल करते हैं और खनिज से जुड़े होते हैं कार्बन।
इसके अतिरिक्त, मृदा कार्बन लेखांकन अभी भी बहुत चुनौतीपूर्ण है और ध्वनि विज्ञान के आधार पर और प्रत्येक खेत की स्थितियों और प्रबंधन की समझ के आधार पर इसे मापा, सत्यापित और मॉनिटर किया जाना चाहिए। यह कड़ी मेहनत है जिसमें धैर्य और निवेश की आवश्यकता होती है, लेकिन यह बहुत, बहुत महत्वपूर्ण है और यह किया जा सकता है।
अच्छी खबर यह है कि मूलभूत विज्ञान है, और हम लगातार इस पर निर्माण कर रहे हैं। हम पहले से ही पर्याप्त जानते हैं कि हम यह बता सकते हैं कि हमें क्या करना है, और हम उन तरीकों का अध्ययन कर रहे हैं जिनसे हम इन मिट्टी के कार्बन स्टॉक के माप और प्रबंधन में सुधार कर सकते हैं। मृदा कार्बन अनुक्रम में अभी बहुत रुचि है। कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी में, हम बड़े निगमों और बहुत सारे किसानों के साथ साझेदारी में एक एकीकृत वैज्ञानिक दृष्टिकोण का उपयोग कर रहे हैं, और मैं बहुत आशावादी हूं कि हम इसे प्राप्त कर सकते हैं। लेकिन यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि कार्बन खेती जलवायु परिवर्तन का एक रजत बुलेट समाधान नहीं है। इसे जीवाश्म ईंधन उत्सर्जन में आक्रामक कटौती के साथ अपनाया जाना चाहिए।
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