कृषि
हाइड्रोपोनिक्स – जानने के लिए सब कुछ
हाइड्रोपोनिक्स क्या है
हाइड्रोपोनिक्स एक पौधों की खेती की विधि है जो पौधों को मिट्टी के बजाय पानी में उगाती है। यह “मिट्टी रहित” खेती की विधियों का एक हिस्सा है, जिसमें एक्वापोनिक्स और एयरोपोनिक्स शामिल हैं।
अधिकांश समय, खेती पौधे की जड़ों को पानी में की जाती है, लेकिन यह कभी-कभी अन्य सब्सट्रेट्स जैसे कि जेल या एक निष्क्रिय माध्यम जैसे कि पर्लाइट, ग्रेवेल आदि में भी की जा सकती है।
चूंकि मिट्टी नहीं है, इसलिए पौधों को खनिज तत्वों की पोषण करने के लिए पानी में घुलनशील होना आवश्यक है। कई मामलों में, हाइड्रोपोनिक्स खेती बराबर है इनडोर खेती के, जिसमें प्रकाश की व्यवस्था की जाती है कृत्रिम प्रकाश से। हालांकि, हाइड्रोपोनिक्स बाहर भी संभव है, क्योंकि यह “मुफ्त” सूरज की रोशनी प्रदान करता है, लेकिन इसके साथ ही संक्रमण का खतरा भी बढ़ जाता है (नीचे देखें)।
हाइड्रोपोनिक बाजार का आकार 2023 में लगभग $5 बिलियन तक बढ़ गया है, और 2030 तक 12.4% की वार्षिक वृद्धि दर से बढ़ने की उम्मीद है。
हाइड्रोपोनिक्स का विज्ञान
हाइड्रोपोनिक सिस्टम के साथ अधिकांश पौधों को उगाया जा सकता है, लेकिन कुछ को अपनी जड़ों को स्थिर करने के लिए एक सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि निष्क्रिय सब्सट्रेट्स जैसे कि नारियल का रेशा, वर्मिकुलाइट (एक सिलिकेट रॉक), और पर्लाइट (एक अमोर्फस ज्वालामुखी ग्लास) का उपयोग किया जाता है।
स्रोत: क्लाइमेट कंट्रोल
पोषक तत्व जैसे कि फॉस्फेट, पोटाश, और नाइट्रोजन (“एनपीके”), साथ ही साथ माइक्रोन्यूट्रिएंट्स, पानी में घुल जाते हैं, जिससे उर्वरकों का उपयोग लगभग 100% कुशल हो जाता है।
हाइड्रोपोनिक्स को 2 अलग-अलग प्रकार के डिज़ाइन में विभाजित किया जा सकता है: खुले और बंद सिस्टम।
खुले सिस्टम: पोषक तत्वों से भरे पानी को रिज़र्वायर से ग्रोथ चैंबर में प्रवाहित करने की आवश्यकता होती है।
बंद सिस्टम: जड़ों को सीधे पोषक तत्वों के समाधान में डुबो दिया जाता है, और इसलिए पंप की आवश्यकता नहीं होती है।
पैसिव सिस्टम, एक्टिव सिस्टम के विपरीत, हाइड्रोपोनिक सिस्टम हैं जिन्हें इलेक्ट्रिकल घटकों जैसे कि पंप, वेंटिलेशन, कृत्रिम प्रकाश, और टाइमर की आवश्यकता नहीं होती है।
हाइड्रोपोनिक्स के साथ क्या उगाया जा सकता है
हाइड्रोपोनिक्स का उपयोग कई अलग-अलग उच्च मूल्य वाले फसलों को उगाने के लिए किया जाता है। सबसे आम फसलें हैं: टमाटर, जड़ी-बूटियां, सलाद, और खीरा।
स्रोत: ग्रैंड व्यू रिसर्च
हाइड्रोपोनिक्स का एक और कम प्रसिद्ध लेकिन महत्वपूर्ण उपयोग छोटे या मध्यम पैमाने पर कैनबिस की खेती है। जबकि यह अभ्यास अधिकांश देशों में अवैध है, वाणिज्यिक सेटिंग में उचित लाइसेंस के साथ फसल की खेती की अनुमति देने वाले देशों की सूची बढ़ रही है – कनाडा इसका एक प्रमुख उदाहरण है।
कैनबिस की खेती के लिए संचालित कई व्यावसायिक फार्म अमेरिकी राज्यों में कैनबिस की खेती कानूनी है, ग्रीनहाउस में खेती को पसंद करते हैं। यहां, हाइड्रोपोनिक विधियों का उपयोग मिट्टी के साथ संभव होने की तुलना में अधिक संगत परिणाम उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
हाइड्रोपोनिक्स के फायदे
नियंत्रण
हाइड्रोपोनिक्स का मुख्य लाभ यह है कि यह तकनीक प्रदान करती है नियंत्रण का स्तर। यह विशेष रूप से तब सच है जब इसे इनडोर खेती के साथ जोड़ा जाता है, मिट्टी या यहां तक कि ग्रीनहाउस में खेती की तुलना में। यह कई फायदे प्रदान करता है व्यावसायिक खेती के लिए।
यह अधिक संगत परिणाम उत्पन्न कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक कैनबिस पौधे की रासायनिक संरचना जो बाद में फार्मास्यूटिकल्स के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली है। यह अनुसंधान और विकास प्रयासों को अनुमति देता है идеल परिस्थितियों को खोजने के लिए, जिससे उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद का उत्पादन होता है।
यह समय के नियंत्रण को भी परिणामस्वरूप प्राप्त करने में मदद कर सकता है एक बहुत ही संगत और स्थिर उत्पादन। यह उत्पादों के लिए बहुत मूल्यवान है जिनकी मांग अपेक्षाकृत स्थिर है, लेकिन मौसमी उत्पादन में उतार-चढ़ाव होता है, जैसे कि टमाटर या बेरीज।
प्रत्येक क्षमता को जोड़कर, नियंत्रण का स्तर संभव हो सकता है वृद्धि की गति, स्वाद, गंध, या अंतिम पौधे उत्पाद की उपस्थिति को अनुकूलित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, जो एक मूल्य प्रीमियम को आकर्षित करने की संभावना है।
अंत में, यह फसलों की निगरानी करने और किसी भी समस्या का पता लगाने में मदद कर सकता है जल्द से जल्द।
स्थान
आदर्श परिस्थितियों के कारण, अन्य परिस्थितियों की तुलना में प्रति वर्ग मीटर अधिक फसलें उगाई जा सकती हैं। यह शहरी खेती के लिए एक अच्छा विकल्प बनाता है, जैसा कि हमारे लेख “शहरी कृषि को बढ़ाने से कई लाभ मिल सकते हैं” में चर्चा की गई है। यह स्थानीय रूप से खाद्य पदार्थों को उगाने की अनुमति देता है, भले ही भूमि और स्थान स्थानीय रूप से अधिक महंगे हों।
यह भविष्य के चंद्रमा या मंगल ग्रह के आधारों जैसे प्रतिकूल वातावरण में एक अत्यंत मूल्यवान खेती की विधि होगी, जहां परिवहन की लागत बहुत अधिक होगी और स्थानीय रूप से उगाए गए खाद्य पदार्थों की आपूर्ति बहुत मूल्यवान होगी।
पोषक तत्वों की मांग और अपशिष्ट
जैसा कि उल्लेख किया गया है, पोषक तत्व पानी में होते हैं और पौधे की वृद्धि के दौरान पानी में अवशोषित हो जाते हैं, जिससे प्रणाली में पोषक तत्वों की हानि नहीं होती है।
स्रोत: अनस्प्लैश
यह उर्वरकों का उपयोग फसलों को उगाने के लिए लगभग आदर्श बनाता है। पारंपरिक कृषि में खुले क्षेत्रों में उर्वरकों का अत्यधिक उपयोग कई समस्याओं का कारण बनता है। इनमें मिट्टी के पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुंचाना शामिल है मिट्टी के पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुंचाने से लेकर विषाक्त शैवाल के प्रसार और ताजे पानी के शरीरों के यूट्रोफिकेशन तक।
स्रोत: ब्रिटानिका
पानी का उपयोग
विपरीत दिखने के बावजूद, हाइड्रोपोनिक्स पारंपरिक खेती की विधियों की तुलना में बहुत कम पानी का उपयोग करता है, चाहे वह खुले क्षेत्रों में या ग्रीनहाउस में हो।
यह इसलिए है क्योंकि पानी का वाष्पीकरण न्यूनतम है क्योंकि हवा के साथ न्यूनतम संपर्क है, और मिट्टी में नहीं रिसता है। मूल रूप से, पानी बंद प्रणाली के भीतर रहता है।
परिणामस्वरूप, हाइड्रोपोनिक्स पारंपरिक खेती की विधियों की तुलना में बहुत कम पानी का उपयोग कर सकता है। तो यह पानी की कमी वाले क्षेत्रों या पानी के लिए अत्यधिक भूखे फसलों जैसे पत्तेदार साग के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हो सकता है।
श्रम तीव्रता
चूंकि पौधे एक नियंत्रित और कस्टम-डिज़ाइन वातावरण में उगाए जाते हैं, इसलिए वे श्रम लागत को अनुकूलित करने के लिए डिज़ाइन किए जा सकते हैं। स्वचालन अधिकांश पारंपरिक खेती के काम को बदल सकता है, और मिट्टी के बिना पहले से ही पॉट में उगाए जा रहे पौधे फसल काटने, साफ करने और पैकेजिंग के लिए समय बचा सकते हैं।
हाइड्रोपोनिक्स के नुकसान
लागत
हाइड्रोपोनिक्स की मुख्य सीमा इसकी लागत है। क्योंकि यह विशिष्ट सुविधाओं और अक्सर पंप, वेंटिलेशन आदि की आवश्यकता होती है, यह पारंपरिक खेती की विधियों की तुलना में बहुत अधिक महंगा है।
यह समस्या और भी बढ़ जाती है जब ठंडे जलवायु में अतिरिक्त हार्डवेयर जैसे कि जलवायु नियंत्रण और कृत्रिम प्रकाश की आवश्यकता होती है – प्रत्येक केवल खेती के संचालन की ऊर्जा लागत को बढ़ाता है।
इस सीमा के कारण, अधिकांश व्यावसायिक फार्म जो हाइड्रोपोनिक्स पर निर्भर करते हैं, उच्च मूल्य वाली फसलों जैसे कि फल, बेरी, पत्तेदार साग, कैनबिस आदि पर केंद्रित होते हैं ताकि वे अपने निवेश पर अधिकतम रिटर्न प्राप्त कर सकें।
अब तक, यह मुद्दा हाइड्रोपोनिक्स, एक्वापोनिक्स और एयरोपोनिक्स सहित वर्टिकल फार्मिंग के व्यापक अपनाने को बाधित करता रहा है।
लचीलापन
हाइड्रोपोनिक सिस्टम, डिज़ाइन द्वारा, खुले क्षेत्रों में फसलों की तुलना में अधिक कृत्रिम हैं। इसका मतलब है कि वे प्रत्येक चीज़ पर निर्भर हैं जो सुचारू रूप से चलती है:
- भागों और घटकों की आपूर्ति श्रृंखला।
- बिजली की आपूर्ति।
- इलेक्ट्रॉनिक जुड़े सिस्टम उन्नत संचालन के लिए।
- कुशल श्रम जो आवश्यक निगरानी और रखरखाव को कुशलता से कर सकता है।
हालांकि इन जोखिमों को कम करने के तरीके हैं, जैसे कि प्रणाली की विफलता या बड़े इन्वेंट्री (जो सेटअप लागत को बढ़ाते हैं), या स्थानीय ऊर्जा की आपूर्ति नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन के माध्यम से, हाइड्रोपोनिक्स कभी भी खुले क्षेत्र में बारिश से सिंचित फसल के रूप में लचीला नहीं होगा।
जलजनित रोग और शैवाल संदूषण
पथोजेन
मिट्टी को हटाने से मिट्टी से संबंधित रोगों के जोखिम भी हट जाते हैं, लेकिन यह भी एक पूरे पारिस्थितिकी तंत्र को हटा देता है जो पौधों की बीमारियों से बचाता है। दूसरी ओर, लगातार परिचालित पानी जलजनित रोगों के प्रसार के लिए एक वेक्टर हो सकता है, जिसका अर्थ है कि प्रतिकूल घटनाएं हाइड्रोपोनिक सिस्टम में तेजी से हो सकती हैं।
हाइड्रोपोनिक्स रोगों के लिए सबसे आम दो जीव पाइथियम और फाइटोफ्थोरा हैं, दोनों फंगल रोग हैं। पाइथियम सभी पौधों पर हमला कर सकता है, जबकि फाइटोफ्थोरा मुख्य रूप से फूल वाली फसलों को प्रभावित करता है।
इन समस्याओं को दूर करने के लिए, किसान नियमित रूप से निर्धारित सफाई और स्वच्छता अभ्यास और फिल्टर का उपयोग करते हैं, जो जलजनित पौधे रोगों के जोखिम को काफी कम कर सकते हैं। इस पर निर्माण, नियमित परीक्षण और निगरानी भी बहुत फायदेमंद हैं जल्द से जल्द संदूषण के शुरुआती संकेतों का पता लगाने में。
बड़े स्थापना के लिए कई समानांतर और असंबंधित हाइड्रोपोनिक्स सिस्टम भी अनुशंसित हैं ताकि व्यापक संदूषण से बचा जा सके। पानी के पीएच को नियंत्रित करने से फंगल विकास को कम करने में मदद मिल सकती है।
शैवाल
हाइड्रोपोनिक सिस्टम को प्रभावित करने वाला एक और दूषक शैवाल है। जबकि पानी में पौधों के विकास के लिए एक आदर्श मिश्रण है, यह मिश्रण एक ही समय में एकल-कोशिका शैवाल के लिए एक आदर्श वातावरण है।
यदि मौजूद है, तो शैवाल एक चिपचिपी और कठिन से साफ करने वाली परत बनाता है सतहों पर और यहां तक कि पानी के फिल्टर या छोटे ट्यूबों को भी अवरुद्ध कर सकता है।
हाइड्रोपोनिक सिस्टम में शैवाल की तरह, शैवाल फसलों से पोषक तत्वों को वंचित कर देता है, जिससे विकास और पौधे की सेहत कम हो जाती है।
इसके अलावा, शैवाल पानी में ऑक्सीजन की सांद्रता को कम कर देता है। पहला प्रभाव यह है कि यह पौधों की जड़ों और विकास को नुकसान पहुंचा सकता है। दूसरी समस्या यह है कि यह फंगल रोगों जैसे पाइथियम के विकास में मदद करता है।
शैवाल के विकास को नियंत्रित करने के कई तरीके हैं, फिल्टर का उपयोग करके पानी को साफ करने से लेकर पानी को यूवी प्रकाश में उजागर करने के लिए (यूवी लैंप का उपयोग सार्वजनिक उपयोगिताओं में पीने के पानी को साफ करने के लिए किया जाता है)।
हाइड्रोपोनिक्स में नवाचार
एलईडी प्रकाश
एलईडी लाइट हाइड्रोपोनिक्स में एक महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकी है, जो पूरे अभ्यास को व्यावसायिक स्तर पर संभव बनाती है। यह इसलिए है क्योंकि ऐसी लाइटें पारंपरिक प्रकाश स्रोतों की तुलना में बहुत कम ऊर्जा की खपत करती हैं, लंबे समय तक चलती हैं और बहुत कम गर्मी उत्पन्न करती हैं।
इसके अलावा, पौधों के लिए photosynthesis में मददगार नहीं होने वाले दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम का उपयोग करने के लिए समर्पित एलईडी का उपयोग किया जा सकता है, जिससे कृत्रिम प्रकाश द्वारा खपत होने वाली बिजली को और कम किया जा सकता है।
स्रोत: एग्रिटेक्चर
आईओटी और सेंसर-आधारित स्वचालन
सेंसर और इलेक्ट्रॉनिक्स की लागत में कमी से तापमान, आर्द्रता, प्रकाश, पीएच स्तर और पोषक तत्वों की मात्रा की निरंतर निगरानी संभव हो गई है।
हालांकि अधिक उन्नत, यह सेंसर-आधारित खेती वास्तविक समय में विकास की स्थिति को ट्रैक और समायोजित करने में मदद करती है ताकि फसल की उपज को अनुकूलित किया जा सके, जो किसान के लिए लाभकारी हो सकता है।
एआई-आधारित प्रौद्योगिकी
जैसा कि उल्लेख किया गया है, हाइड्रोपोनिक्स को पानी की प्रणाली, रोगों, पोषक तत्वों के स्तर आदि की गहन निगरानी की आवश्यकता होती है। इस उद्देश्य से, एआई का उपयोग बढ़ते पर्यावरणीय परिस्थितियों को अनुकूलित करने में मदद करने के लिए किया जा रहा है, जिसमें प्रकाश के स्तर, आर्द्रता और पोषक तत्वों के स्तर शामिल हैं।
एआई भी निवेश को अनुकूलित करने और लागत को कम करने में मदद कर सकता है व्यक्तिगत विकास योजनाएं बनाकर प्रत्येक पौधे के प्रकार के लिए।
यह मशीन विजन या जैव रासायनिक परीक्षण का उपयोग करके मानव द्वारा पहले से ही पता लगाने से पहले ही रोगों की उपस्थिति के बारे में चेतावनी दे सकता है।
अंत में, स्वचालित खेती रोबोट के उदय के साथ, हम एक हाइड्रोपोनिक सिस्टम की कल्पना कर सकते हैं जहां पौधों को लगाना, काटना, काटना और बदलना पूरी तरह से स्वचालित तरीके से किया जा सकता है।
नई खेती नवाचार
हाइड्रोपोनिक खेती पौधों पर नियंत्रण का एक स्तर प्रदान करती है जो पारंपरिक खेती में असंभव है। यह नए तरीकों के लिए दरवाजा खोलता है फसल की उत्पादकता को बढ़ाने के लिए, प्रकाश या पोषक तत्वों की पहुंच को बढ़ाने से परे।
उदाहरण के लिए, हम अपने लेख “हाइड्रोपोनिक फसलों में विकास को बढ़ावा देने के लिए बिजली तैयार है” में एक ऐसा विकल्प अन्वेषण करते हैं। शोधकर्ताओं ने एक कस्टम कृत्रिम सब्सट्रेट, या “कंडक्टिव सoil / ईसॉइल” का उपयोग किया, जो सेल्युलोज (कागज का मुख्य घटक) और एक कंडक्टिव पॉलिमर पेडOT (पॉली (3,4-इथिलीनडायोक्सिथोफीन)) के मिश्रण से बना है।
इस तरह, वे बीज को निरंतर कम वोल्टेज के संपर्क में ला सकते थे, जिससे विकास दर में 50% की वृद्धि हुई।
स्रोत: पीएनएएस
यह हाइड्रोपोनिक सिस्टम के माध्यम से महत्वपूर्ण उत्पादकता लाभ प्रदान कर सकता है क्योंकि इसका नियंत्रण स्तर बढ़ जाता है।
हाइड्रोपोनिक्स स्थापना बनाना
हाइड्रोपोनिक स्थापना बनाने की योजना बनाते समय, पहला प्रश्न यह होना चाहिए – हाइड्रोपोनिक्स को अन्य खेती की विधियों पर क्यों चुनें? कई कारण हो सकते हैं:
- पानी या प्रदूषण को कम करना।
- नई खेती विधियों के साथ प्रयोग करना।
- घरेलू उपभोग या शैक्षिक उपकरण के लिए।
- उच्च गुणवत्ता वाली फसलों को बड़े पैमाने पर उगाना।
उत्तर के आधार पर, विभिन्न हाइड्रोपोनिक सिस्टम चुने जा सकते हैं।
व्यावसायिक संचालन को उपलब्ध संसाधनों के साथ सेटअप लागत को संतुलित करना होगा, जबकि संचालन लागत को कम करने की कोशिश कर रहा है। स्थानीय बाजारों और मार्जिन पर विचार करना बहुत महत्वपूर्ण होगा। स्वचालन का स्तर और उपयोग की जाने वाली प्रौद्योगिकी की परिपक्वता पर भी विचार किया जाना चाहिए।
घर का बना छोटा पैमाने पर सिस्टम को निर्माताओं और उपयोगकर्ताओं की तकनीकी कौशल के अनुसार अनुकूलित किया जाना चाहिए, क्योंकि एक “अनुकूलित” लेकिन बहुत जटिल डिज़ाइन शायद काम नहीं करेगा। ऑफ-द-शेल्फ घटक शायद उस मामले में एक बेहतर विकल्प होगा।
एक विशिष्ट समस्या को हल करने के लिए एक प्रणाली, जैसे कि पानी की कमी, को उस मापदंड पर ध्यान केंद्रित करना होगा, खासकर यदि यह अन्य तत्वों को कम अनुकूलित बनाता है।
हाइड्रोपोनिक्स एक बड़े प्रणाली का हिस्सा, जैसे कि एक्वापोनिक्स के साथ संयुक्त, को अन्य चरणों और घटकों के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
निष्कर्ष
हाइड्रोपोनिक्स एक शक्तिशाली दृष्टिकोण है खेती प्रणालियों के, जो विकास की स्थिति पर असाधारण स्तर का नियंत्रण प्रदान करता है। ये आमतौर पर बहुत कुशल प्रणालियां हैं, जो उर्वरकों और पानी का अनुकूलित उपयोग करती हैं। यह इसे व्यावसायिक स्तर पर कठिनाई से उगाई जाने वाली फसलों या उच्च मूल्य वाले उत्पादों के लिए एक आदर्श व्यावसायिक स्तर की खेती की विधि बनाता है, जहां समय, स्वाद, रचना, दिखावा या अन्य गुणात्मक मापदंड एक बहुत अधिक मूल्य को सही ठहरा सकते हैं।
इसकी घनत्व और उच्च उत्पादकता के कारण, यह घरेलू स्तर पर खाद्य उत्पादन या शहरी खेती के लिए एक अच्छी प्रणाली है, जहां स्थान अक्सर एक सीमा होती है।
यह एक पारंपरिक खेती या बागवानी की तुलना में एक बहुत अधिक जटिल प्रणाली है। यह इसे अधिक महंगा, अधिक तकनीकी स्थापित करने और बनाए रखने के लिए बनाता है, और विशिष्ट समस्याओं जैसे कि शैवाल संदूषण और जलजनित रोगों के प्रति अधिक संवेदनशील बनाता है जिन्हें विशिष्ट समाधानों के माध्यम से प्रबंधित किया जाना चाहिए।
कुल मिलाकर, जबकि यह खुले क्षेत्रों में फसलों की तुलना में लागत प्रभावी नहीं हो सकता है, हाइड्रोपोनिक्स सpecific समस्याओं या उच्च गुणवत्ता वाले स्थानीय उत्पादों को उगाने के लिए एक अच्छा समाधान हो सकता है।
