बाबिलोन के लटकते बगीचे से लेकर आधुनिक घरों तक: हाइड्रोपोनिक्स भूमि की कमी में फसलों की खेती में मदद करता है

भूमि एक सीमित संसाधन है और वैश्विक खाद्य मांग हमेशा बढ़ती हुई रेखा पर रहती है, इसलिए कृषि‑प्रौद्योगिकीविद् लगातार ऐसी खेती के तरीकों की तलाश में रहे हैं जो मिट्टी की आवश्यकता न रखें। 

हाइड्रोपोनिक्स एक ऐसा तरीका है जिसमें पौधों को मिट्टी के बजाय जल‑आधारित पोषक समाधान से उगाया जाता है। मिट्टी के विकल्प में एग्रीगेट सब्सट्रेट या विभिन्न प्रकार के उगाने वाले माध्यम शामिल हो सकते हैं, जैसे:

• वर्मिक्युलाइट
• नारियल कोइर
• पर्लाइट

यह बहुमुखी खेती विधि शौकियों, छोटे किसानों और व्यावसायिक उद्यमों में लोकप्रिय हो गई है। इस मांग ही इसका बाजार आकार को लगभग US$7 बिलियन से बढ़ाकर 2025 तक अनुमानित US$12 बिलियन से अधिक करने की ओर ले जा रही है। 

हाइड्रोपोनिक्स एयरोपोनिक्स से कैसे अलग है?

एयरोपोनिक्स जल‑आधारित पोषक समाधान के मुकाबले हवा का उपयोग करता है जो हाइड्रोपोनिक्स में उपयोग होता है। इसके कार्य सिद्धांत में गहराई से जाने से पहले, इन दो विधियों के बीच अंतर को विस्तृत रूप से समझना आवश्यक है। 

एयरोपोनिक्स में, पौधे कभी भी पानी से पोषक नहीं लेते। यह पौधों की जड़ों पर छिड़के जाने वाले पोषक‑समृद्ध धुंध से पोषक प्राप्त करता है। हाइड्रोपोनिक्स – दूसरी ओर – पूरी तरह से पानी का उपयोग करता है। यहाँ, उगाने वाले पौधों को लगातार पानी में लटकाते हैं या उन्हें अंतराल वाले जल प्रवाह से पोषित करते हैं। 

एयरोपोनिक्स खेती तकनीकें मौसम‑नियंत्रित बंद वातावरण का उपयोग करती हैं जहाँ पौधे हाइड्रोपोनिक्स में पोषक समाधान वाले कंटेनरों में उगते हैं। 

परिणाम के संदर्भ में, एयरोपोनिक्स और हाइड्रोपोनिक्स दोनों पर्यावरण के लिए सुरक्षित हैं क्योंकि वे रासायनिक उर्वरकों या कीटनाशकों का शून्य उपयोग करते हैं। हालांकि, जल‑सीमित क्षेत्रों में खेती करने के लिए, एयरोपोनिक्स को हाइड्रोपोनिक्स की तुलना में कम पानी की आवश्यकता होती है। 

इनके अंतर और समानताओं के साथ, हाइड्रोपोनिक्स और एयरोपोनिक्स दोनों ही लोकप्रियता हासिल कर रहे हैं। और आज, हम देखते हैं कि हाइड्रोपोनिक्स ने वर्षों में कैसे गति प्राप्त की है। 

एयरोपोनिक्स के बारे में सब कुछ जानने के लिए यहाँ क्लिक करें।

हाइड्रोपोनिक्स का विज्ञान

हम हाइड्रोपोनिक प्रणालियों को उनके निर्माण के दृष्टिकोण से देख सकते हैं। व्यापक रूप से, दो श्रेणियाँ हैं: खुले सिस्टम और बंद सिस्टम। 

हम हाइड्रोपोनिक्स को सहायक माध्यमों के उपयोग के संदर्भ में भी देख सकते हैं। यहाँ, श्रेणियाँ एग्रीगेट या नॉन‑एग्रीगेट सिस्टम होंगी। 

अंत में, विद्युत घटकों के उपयोग के आधार पर, हाइड्रोपोनिक्स पासिव या एक्टिव सिस्टम हो सकते हैं। अब, आइए देखें कि इन भेदों का क्या अर्थ है।

खुले & बंद सिस्टम

एक खुला हाइड्रोपोनिक सिस्टम एक रिज़र्वायर, ग्रो चेम्बर और ट्यूबों को शामिल करता है। खुले सिस्टम के उदाहरणों में न्यूट्रिएंट फिल्म टेक्नीक, एब एंड फ्लो आदि शामिल हैं। 

एक खुले सिस्टम की मूल कार्य संरचना में पोषक समाधान को रिज़र्वायर से ग्रो चेम्बर तक और फिर ट्यूबों के माध्यम से वापस रिज़र्वायर में प्रवाहित होना आवश्यक है। 

बंद हाइड्रोपोनिक सिस्टम, जो डीप वाटर कल्चर या क्रैटकी मेथड जैसी विधियों पर काम करते हैं, पोषक रिज़र्वायर को दोनों रिज़र्वायर और ग्रो चेम्बर के रूप में उपयोग करते हैं। लटकती जड़ें बिना पंपों की आवश्यकता के पोषक समाधान में प्रवेश करती हैं, क्योंकि समाधान रिज़र्वायर से बाहर नहीं जाता। 

एग्रीगेट & नॉन‑एग्रीगेट सिस्टम

एग्रीगेट सिस्टम मिट्टी के बजाय एग्रीगेट को सहायक माध्यम के रूप में उपयोग करते हैं, जबकि नॉन‑एग्रीगेट सिस्टम रॉक वूल या पूल नूडल्स को अपने सहायक माध्यम के रूप में उपयोग करते हैं। एब एंड फ्लो और विक सिस्टम एग्रीगेट प्रकार के उदाहरण हैं, जबकि नॉन‑एग्रीगेट सिस्टम न्यूट्रिएंट फिल्म टेक्नीक या क्रैटकी विधियों का पालन करते हैं। 

पासिव और एक्टिव सिस्टम

पासिव और एक्टिव हाइड्रोपोनिक सिस्टम में अंतर यह है कि पहला प्रकार किसी भी चलने वाले या मोटरयुक्त भागों को शामिल नहीं करता और इसलिए विद्युत घटकों से स्वतंत्र होता है। 

दूसरी ओर, एक्टिव सिस्टम विद्युत घटकों पर निर्भर करता है, जैसे पंप, एयरेटर और टाइमर। ये घटक पौधों को समय पर पोषक प्रदान करने को सुनिश्चित करते हैं। 

हाइड्रोपोनिक्स में प्रौद्योगिकी की भूमिका

कृषि विधियों ने दशकों से अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों का सफलतापूर्वक उपयोग किया है। हाइड्रोपोनिक्स भी इसका अपवाद नहीं है। 

एआई‑आधारित प्रौद्योगिकियाँ

उदाहरण के लिए, हाइड्रोपोनिक्स कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करके मौजूदा पर्यावरणीय स्थितियों, जैसे प्रकाश स्तर, आर्द्रता और पोषक स्तर, को सटीक रूप से मॉनिटर करता है। AI प्रत्येक पौधे की किस्म के लिए व्यक्तिगत विकास योजनाएँ बनाकर निवेश को अनुकूलित करने और लागत घटाने में भी मदद करता है। 

एलईडी लाइटिंग

एलईडी लाइट्स हाइड्रोपोनिक्स में एक और महत्वपूर्ण तकनीकी हस्तक्षेप हैं। ये लाइट्स अन्य प्रकाश स्रोतों की तुलना में बहुत कम ऊर्जा खपत करती हैं, कम गर्मी उत्पन्न करती हैं और अधिक समय तक चलती हैं। 

एलईडी लाइट्स आवश्यकता‑आधारित डिजाइन के लिए भी अनुकूल हैं। वे तीव्रता और क्षेत्र‑आधारित फोकस दोनों के संदर्भ में सही प्रकार की रोशनी प्रदान करने में प्रभावी सिद्ध होती हैं, जिससे स्वस्थ जड़ विकास और बेहतर पौधे स्वास्थ्य प्राप्त होता है। 

सेंसर‑आधारित स्वचालित उगाने वाली प्रणालियाँ

हालांकि, हाइड्रोपोनिक्स में अब तक का सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी विकास स्वचालित उगाने वाली प्रणालियाँ रही हैं।

इन सिस्टम को इनडोर या आउटडोर स्थापित किया जा सकता है। इन्हें दूरस्थ रूप से, यहां तक कि स्मार्टफ़ोन के माध्यम से भी नियंत्रित किया जा सकता है। इन सेंसर‑आधारित सिस्टमों का उद्देश्य तापमान, आर्द्रता, प्रकाश, pH स्तर और पोषक मात्रा जैसे पर्यावरणीय पैरामीटरों को ट्रैक करना और आवश्यकता पड़ने पर समायोजित करना है। 

इन कारकों के सहायक अनुकूलन के अलावा, वे पोषक आपूर्ति को सही खनिज और जैविक यौगिकों के मिश्रण को बनाए रखने में भी मदद करते हैं। लेकिन किसी भी उभरते हुए अनुप्रयोग क्षेत्र की तरह, जो प्रत्येक दिन विस्तार कर रहा है, हाइड्रोपोनिक्स भी समृद्ध शैक्षणिक और अनुप्रयुक्त अनुसंधान के मार्ग पर चल रहा है। 

हाइड्रोपोनिक्स: यह कैसे उत्पन्न हुआ?

शोधकर्ताओं ने प्राचीन काल से विभिन्न रूपों में हाइड्रोपोनिक्स के समान बिना मिट्टी वाली खेती तकनीकों की पहचान की है। उदाहरण के लिए, इसे बाबिलोन के लटकते बगीचे (600 ई.पू.), एज़्टेक के फ्लोटिंग गार्डन्स (10वीं सदी) और चीनी चावल के खेतों (13वीं सदी) में समानताएँ या अवशेष मिलते हैं। 

हालांकि, कैलिफ़ोर्निया के प्रोफेसर डॉ. विलियम एफ. गेरिक को पहली बार हाइड्रोपोनिक्स शब्द का उपयोग करने का श्रेय दिया जाता है। यह प्रयोगशाला तकनीक के रूप में विकसित हुआ और धीरे‑धीरे आज की व्यावसायिक रूप ले गया। 

व्यावसायिक रूप से इसे बड़े पैमाने पर लागू करने का बड़ा श्रेय संयुक्त राज्य सेना को जाता है, जिसने द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान अकार्बनिक प्रशांत द्वीपों पर तैनात सैनिकों के लिए ताज़ा भोजन उगाने हेतु हाइड्रोपोनिक्स का उपयोग किया। 

तब से, हाइड्रोपोनिक्स को संयुक्त राज्य, यूरोप, अफ्रीका और एशिया में कई कंपनियों द्वारा व्यावसायिक रूप से लागू किया जा रहा है। 

परिवर्तनकारी हाइड्रोपोनिक्स समाधान वाली व्यावसायिक कंपनियाँ

1. Grow Generation

Grow Generation हाइड्रोपोनिक्स उत्पाद समाधान के प्रमुख प्रदाताओं में से एक है। यह पूर्ण हाइड्रोपोनिक सिस्टम के साथ-साथ अलग-अलग घटक भी प्रदान करता है, जिसमें एयर और वाटर पंप, जल ठंडा करने और गर्म करने वाले उपकरण, फिटिंग्स, ग्रो ट्रे और स्टैंड, नेट पॉट और कप, रिज़र्वायर और टैंक, ड्रिप सिस्टम, और जल फ़िल्ट्रेशन एवं उपचार के समाधान शामिल हैं। 

2022‑12‑31 को समाप्त वित्तीय वर्ष के लिए, 31 दिसंबर 2022 को समाप्त वित्तीय वर्ष, GrowGeneration (GRWG ) ने US$278 मिलियन से अधिक की आय दर्ज की। सकल लाभ US$70 मिलियन से अधिक था। हालांकि, यह बिक्री आय 2021 के आंकड़ों की तुलना में काफी कम थी, जब इसने US$422 मिलियन की आय और US$118 मिलियन से अधिक का सकल लाभ दर्ज किया था।  

2. ScottsMiracle-Gro

ScottsMiracle‑Gro इस क्षेत्र में एक और सार्वजनिक खिलाड़ी है जो हाइड्रोपोनिक्स के क्षेत्र में कम से कम बारह ब्रांड प्रदान करता है। इसके कुछ ब्रांड हैं General Hydroponics, Botanicare, Vermicorp Organics, AeroGarden, Agrolux, MotherEarth, आदि। General Hydroponics पोषक, सप्लीमेंट, नियंत्रण और रखरखाव उत्पाद प्रदान करता है। यह व्यावसायिक उगाने वालों और शौकियों के लिए फ़ीड चार्ट भी प्रदान करता है ताकि वे सटीक रूप से तय कर सकें कि पौधों को क्या खिलाना है। हाइड्रोपोनिक्स में Scotts Miracle‑Gro की उपस्थिति चार दशकों से अधिक समय तक फैली हुई है। 

Scotts Miracle‑Gro ने पंजीकृत 2022 में US$3.9 बिलियन, 2021 में US$4.9 बिलियन, और 2020 में US$4.1 बिलियन से अधिक की शुद्ध बिक्री दर्ज की। इन तीन वर्षों में शुद्ध बिक्री के प्रतिशत के रूप में सार्वजनिक कंपनी का सकल मार्जिन क्रमशः 22.2%, 29.8% और 32.6% था। 

3. Hydrofarm Holdings

Hydrofarm Holdings एक और वैश्विक ब्रांड है जो हाइड्रोपोनिक्स उत्पादों की विस्तृत श्रृंखला के लिए जाना जाता है। इसके उत्पादों में पंप, प्रोग्रामेबल टाइमर, pH समाधान, जैविक बिना मिट्टी वाले मिश्रण और अधिक शामिल हैं। पिछले 45 वर्षों में, यह ब्रांड सभी प्रकार की इनडोर कृषि आवश्यकताओं के लिए एक ही जगह पर उपलब्ध समाधान बन गया है। 

Hydrofarm विशेष हाइड्रोपोनिक रिटेलरों जैसे Greencoast और Growers House; बगीचा केंद्र/रिटेल जैसे Nurseryland और Ace Hardware; ई‑कॉमर्स साझेदार जैसे Amazon (AMZN ) और Hydrobuilder; और ग्रीनहाउस/चैनल साझेदार जैसे BFG Supply Co., और Griffin के माध्यम से विभाजित ग्राहक आधार को बेचता है।

2022 में, Hydrofarm ने US$344 मिलियन से अधिक की शुद्ध बिक्री और US$29 मिलियन से अधिक का सकल लाभ दर्ज किया। 2021 में, इसकी बिक्री US$479 मिलियन से अधिक और सकल लाभ US$101 मिलियन से अधिक था।

वर्षों से हाइड्रोपोनिक्स समाधान बेचकर शानदार राजस्व उत्पन्न करने वाली ये सभी बड़े पैमाने की सार्वजनिक कंपनियां इस खेती तकनीक के मूल्य और व्यवहार्यता की गवाही देती हैं। निस्संदेह, इसके कई लाभ हैं। आइए उनमें से कुछ पर नज़र डालें।

हाइड्रोपोनिक्स: अवसर और चुनौतियाँ जिन्हें पार करना है

कोई भी खेती तकनीक जो भूमि और पानी जैसे सीमित संसाधनों की बचत करती है, वह ग्रह के स्वास्थ्य के लिए लाभदायक है। हाइड्रोपोनिक्स, अपने कई लाभों के साथ, इस दृष्टिकोण को दर्शाता है। 

उदाहरण के लिए, हाइड्रोपोनिक्स के साथ, उगाने वाले पारंपरिक कृषि की तुलना में तीन से दस गुना अधिक भोजन उत्पादन कर सकते हैं। पौधे को बढ़ने में भी बहुत कम समय लगता है। इसे जड़ी‑बूटी नाशकों या कीटनाशकों की आवश्यकता नहीं होती, क्योंकि हाइड्रोपोनिक्स‑उगाए गए फसलों को खरपतवार और कीटों से महत्वपूर्ण सुरक्षा मिलती है। 

अध्ययन दर्शाते हैं कि यह विधि पारंपरिक कृषि की तुलना में 20 गुना कम पानी का उपयोग करती है। इसके अलावा, क्योंकि यह एक बंद और नियंत्रित प्रणाली में होता है, इसलिए प्रदूषण की संभावना बहुत कम होती है। हालांकि, हाइड्रोपोनिक्स को अपनी पूरी क्षमता तक पहुँचने के लिए कई चुनौतियों को पार करना होगा। 

पहले, प्रारंभिक सेट‑अप लागत को कम होना चाहिए, जो भूमि पर खेती शुरू करने की लागत से अधिक है। और क्योंकि इसमें मिट्टी नहीं होती, जो पारंपरिक खेती में एक प्राकृतिक बाधा के रूप में कार्य करती है, जल के माध्यम से रोगों के पूरे सिस्टम में तेज़ी से फैलने की संभावना रहती है। 

इसे लगातार जल में मौजूद सूक्ष्मजीवों, जैसे बैक्टीरिया और फफूंद, की जाँच भी करनी होगी, जो पानी को दूषित कर सकते हैं। 

भौतिक निगरानी के अलावा, हाइड्रोपोनिक्स को पोषक स्तर बनाए रखने के लिए संसाधन‑गहन हस्तक्षेपों की आवश्यकता होती है, जिसके लिए उचित सिंचाई और प्रकाश तकनीकों पर प्रशिक्षण और शिक्षा आवश्यक है। 

हाइड्रोपोनिक्स: भविष्य की राह

वर्षों से, हाइड्रोपोनिक्स सतत खेती के लिए एक वास्तविक समाधान के रूप में उभरा है, और इसका विस्तारशील दायरा भविष्य को आशाजनक बनाता है। उदाहरण के लिए, कई पोषक समाधान घटक नमक से प्राप्त होते हैं। 

हालांकि, जब ये घटक उपलब्ध नहीं होते, तो उगाने वालों के पास उन्हें अधिक सामान्यतः मिलने वाले जैविक उर्वरकों, जैसे पशु मल या पक्षी गुआनो, से बदलने का पर्याप्त अवसर होता है। पोषक में मछली का आटा, लकड़ी या अनाज के टुकड़े, या समुद्री शैवाल भी शामिल हो सकते हैं। 

इसी तरह, कई सब्सट्रेट विकल्प उपलब्ध हैं, जैसे पर्लाइट, प्यूमिस, वर्मिक्युलाइट, चावल की भूसी, लकड़ी का रेशा, ऊन, और रॉक वूल, जो उगाने वालों को विविध विकल्प प्रदान करते हैं। 

सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि हाइड्रोपोनिक्स विभिन्न फसलों और पौधों की उत्पादन में मदद कर सकता है, जिससे यह घर में खेती और बड़े पैमाने की कृषि दोनों के लिए उपयुक्त बनता है, जिसमें हरी पत्तेदार सब्जियां, सब्जियां, फल और सुगंधित पौधे शामिल हैं। 

आने वाले वर्षों में, उचित सिंचाई, पौधों की जीवविज्ञान, आनुवंशिकी, और प्रकाश व वायु नियंत्रण तकनीक के ज्ञान के साथ, हम हाइड्रोपोनिक्स को भूमि‑आधारित खेती का एक व्यवहार्य पूरक बना सकते हैं। 

वर्टिकल फार्मिंग और उसके वैश्विक प्रभाव के बारे में सब कुछ जानने के लिए यहाँ क्लिक करें।