AGRON 111 · Lecture 10: खाद एवं उर्वरक, पोषक तत्व उपयोग दक्षता — पोषक तत्वों के स्रोत (कार्बनिक, अकार्बनिक एवं जैव-उर्वरक), उनका वर्गीकरण, निर्माण विधियाँ एवं फसल उत्पादन में भूमिका
व्याख्यान 10: खाद एवं उर्वरक, पोषक तत्व उपयोग दक्षता — पोषक तत्वों के स्रोत (कार्बनिक, अकार्बनिक एवं जैव-उर्वरक), उनका वर्गीकरण, निर्माण विधियाँ एवं फसल उत्पादन में भूमिका
(Manures and Fertilizers, Nutrient Use Efficiency: Sources of Nutrients – Inorganic, Organic & Biofertilizers; Classification, Characteristics, Preparation Methods & Role of Organic Manures)
श्री कर्ण नरेंद्र कृषि विश्वविद्यालय (SKNAU), जोबनेर एवं ICAR 5th Deans’ Committee के आधिकारिक पाठ्यक्रम पर आधारित संपूर्ण डिजिटल पाठ्यपुस्तक अध्याय
01 अध्ययन के प्रमुख उद्देश्य (Learning Objectives)
इस 2 क्रेडिट घंटे (2 Credit Hours) के विस्तृत व्याख्यान के अध्ययन के पश्चात् विद्यार्थी निम्नलिखित दक्षताएँ प्राप्त करेंगे:
02 प्रस्तावना (Introduction)
पिछले व्याख्यानों (Lecture 08 एवं Lecture 09) में हमने अध्ययन किया कि पौधों को अपना जीवन-चक्र पूर्ण करने के लिए 17 आवश्यक पोषक तत्वों (Essential Plant Nutrients) की आवश्यकता होती है, जिन्हें पौधे मृदा विलयन (Soil Solution) से विशिष्ट आयनिक रूपों (Ionic forms) में सक्रिय एवं निष्क्रिय अवशोषण द्वारा ग्रहण करते हैं। परंतु जब किसी खेत में निरंतर सघन फसल उत्पादन (Intensive Cropping) किया जाता है, तो प्रत्येक फसल कटाई के साथ मृदा से भारी मात्रा में नत्रजन (N), फास्फोरस (P), पोटाश (K), गंधक (S) एवं सूक्ष्म पोषक तत्वों का निष्कासन (Nutrient Mining/Depletion) होता है।
मृदा की उर्वरता (Soil Fertility) एवं उत्पादकता (Soil Productivity) को दीर्घकाल तक बनाए रखने के लिए यह अनिवार्य है कि फसल द्वारा निष्कासित पोषक तत्वों की पूर्ति बाह्य स्रोतों से की जाए। सस्य विज्ञान (Agronomy) में पोषक तत्वों की आपूर्ति के लिए मुख्यतः तीन स्रोत प्रयुक्त किए जाते हैं: (1) कार्बनिक खाद (Organic Manures), (2) अकार्बनिक या रासायनिक उर्वरक (Inorganic/Chemical Fertilizers), तथा (3) जैव-उर्वरक (Biofertilizers)। इसके साथ ही, दिए गए पोषक तत्वों का कितना भाग वास्तव में फसल द्वारा ग्रहण किया जाता है—इसे पोषक तत्व उपयोग दक्षता (Nutrient Use Efficiency – NUE) कहते हैं, जो आधुनिक टिकाऊ कृषि (Sustainable Agriculture) का सबसे महत्वपूर्ण स्तंभ है।
03 विस्तृत अध्ययन सामग्री (Complete Study Material)
3.1 पोषक तत्वों के स्रोत एवं कार्बनिक खाद का वर्गीकरण (Sources of Nutrients & Classification of Organic Manures)
पौधों को पोषक तत्व प्रदान करने वाले वे सभी पदार्थ जो पादप (Plant) या जंतु (Animal) अवशेषों के सूक्ष्मजैविक विघटन (Microbial decomposition) से प्राप्त होते हैं, कार्बनिक खाद (Organic Manures) कहलाते हैं। शब्द ‘Manure’ की उत्पत्ति फ्रेंच शब्द ‘Manoeuvrer’ से हुई है, जिसका अर्थ है ‘मृदा के साथ कार्य करना या हाथ से जोतना’ (To work with soil by hand)।
• खाद (Manures): पादप एवं जंतु अपशिष्टों (यथा गोबर, मूत्र, फसल अवशेष, खलियाँ, हड्डी का चूरा) से प्राप्त वे कार्बनिक पदार्थ जिनमें पादप पोषक तत्व अपेक्षाकृत कम सांद्रता में तथा जटिल कार्बनिक रूप (Complex organic form) में पाए जाते हैं, जो मृदा में खनिजीकरण (Mineralization) के पश्चात् धीरे-धीरे पौधों को उपलब्ध होते हैं तथा मृदा की भौतिक दशा सुधारते हैं।
• उर्वरक (Fertilizers): कारखानों में कृत्रिम या औद्योगिक रूप से निर्मित वे अकार्बनिक (अपवाद: यूरिया एवं कैल्शियम सायनामाइड जो सिंथेटिक कार्बनिक हैं) रसायन जिनमें एक या अधिक पादप पोषक तत्व निश्चित एवं उच्च सांद्रता (High & definite analysis) में पाए जाते हैं तथा जो जल या साइट्रिक अम्ल में घुलकर पौधों को तुरंत उपलब्ध होते हैं।
कार्बनिक खादों का विस्तृत वर्गीकरण (Classification of Organic Manures)
पोषक तत्वों की सांद्रता (Nutrient concentration) एवं आयतन के आधार पर कार्बनिक खादों को दो मुख्य वर्गों में बाँटा जाता है:
(A) स्थूल कार्बनिक खाद (Bulky Organic Manures): इनमें पोषक तत्वों की मात्रा बहुत कम (सामान्यतः 0.5% से 3% तक) होती है तथा कार्बनिक पदार्थ (Organic Matter/Humus) की मात्रा अधिक होती है, इसलिए इन्हें खेत में अधिक मात्रा (10 से 25 टन/हेक्टेयर) में डाला जाता है। इसके प्रमुख उदाहरण हैं:
- गोबर की खाद (Farm Yard Manure – FYM): यह पशुशाला (Cattle shed) के ठोस अपशिष्ट (गोबर/Dung), द्रव अपशिष्ट (मूत्र/Urine) तथा बिछावन एवं चारे के बचे डंठलों (Litter/Bedding material) का पूर्णतः सड़ा हुआ मिश्रण है। अच्छी तरह सड़ी हुई FYM में औसतन 0.5% N, 0.2% P2O5 तथा 0.5% K2O पाया जाता है। ताजे गोबर में लगभग 70–80% नमी होती है तथा पशु मूत्र में लगभग 1.0% N, नगण्य P2O5 (Traces) एवं 1.35% K2O होता है।
- कम्पोस्ट (Compost): फसल अवशेष, खरपतवार, सूखी पत्तियाँ, गन्ने की खोई, घर का कचरा आदि को सूक्ष्मजीवों (जीवाणु, कवक, एक्टिनोमाइसिटीज) की सहायता से गड्ढों में सड़ाकर बनाई गई खाद कम्पोस्ट कहलाती है। यह दो प्रकार की होती है:
- फार्म/ग्रामीण कम्पोस्ट (Farm/Rural Compost): कृषि अवशेषों एवं गोबर के घोल से निर्मित; इसमें औसतन 0.5% N, 0.15% P2O5 तथा 0.5% K2O होता है।
- शहरी कम्पोस्ट (Town/Urban Compost): नगरपालिका के कचरे एवं मानव विष्ठा (Night soil) से निर्मित; इसमें 1.4% N, 1.0% P2O5 तथा 1.4% K2O पाया जाता है।
- वर्मीकम्पोस्ट (Vermicompost / केंचुआ खाद): केंचुओं (Earthworms) तथा सूक्ष्मजीवों की संयुक्त जैव-यांत्रिक क्रिया द्वारा कार्बनिक कचरे के पाचन से प्राप्त दानेदार खाद (Vermicast) को वर्मीकम्पोस्ट कहते हैं। इसमें साधारण FYM की तुलना में 3 से 5 गुना अधिक पोषक तत्व होते हैं: 1.5–3.0% N, 1.0–1.5% P2O5 तथा 1.5–2.0% K2O। इसके अतिरिक्त इसमें पादप वृद्धि हार्मोन (Auxins, Cytokinins, Gibberellins), एंजाइम तथा लाभदायक एक्टिनोमाइसिटीज प्रचुर मात्रा में होते हैं।
- मानव विष्ठा या पोंड्रेट (Night Soil / Poudrette): मानव मल-मूत्र को ‘नाइट सॉइल’ कहा जाता है, जिसमें 5.5% N, 4.0% P2O5 तथा 2.0% K2O होता है। इसे राख, चारकोल या सूखी मिट्टी के साथ मिलाकर निर्जलीकरण (Dehydration) करने पर जो गंधरहित चूर्ण बनता है, उसे पोंड्रेट (Poudrette) कहते हैं (जिसमें 1.32% N, 2.8% P2O5, 4.1% K2O होता है)।
- वाहित मल एवं अवपंक (Sewage and Sludge): शहरों की नालियों से निकलने वाले गंदे पानी के द्रव भाग को सीवेज (Sewage) तथा उसमें नीचे बैठने वाले ठोस अवसाद को स्लज (Sludge) कहते हैं। सक्रियित स्लज (Activated Sludge) में 3.0–6.0% N, 2.0% P2O5 तथा 1.0% K2O होता है।
- भेड़ एवं बकरी की मेंगनी तथा पेनिंग (Sheep & Goat Manure and Penning): भेड़-बकरियों की मेंगनी में गोबर की अपेक्षा अधिक पोषक तत्व (3.0% N, 1.0% P2O5 तथा 2.0% K2O) होते हैं। खाली खेत में रात के समय भेड़-बकरियों के झुंड को बैठाने की परंपरागत प्रथा को पेनिंग (Sheep/Goat Penning) कहते हैं, जिससे उनका मल-मूत्र सीधे खेत में मिल जाता है।
- मुर्गी की खाद (Poultry Manure): पक्षियों के मल और मूत्र एक साथ उत्सर्जित होते हैं (जिसमें यूरिक अम्ल/Uric acid प्रचुर होता है)। इसका किण्वन बहुत तेजी से होता है। इसमें 3.03% N, 2.63% P2O5 तथा 1.40% K2O पाया जाता है।
- हरी खाद (Green Manure): सनई (Crotalaria juncea), ढैंचा (Sesbania aculeata), लोबिया या ग्वार जैसी दलहनी फसलों को फूल आने की अवस्था (Flowering stage) पर हरी अवस्था में ही मृदा में पलट देना हरी खाद कहलाता है (इसका विस्तृत अध्ययन Lecture 12 में किया जाएगा)।
(B) सांद्रित कार्बनिक खाद (Concentrated Organic Manures): ये वे कार्बनिक पदार्थ हैं जिनमें स्थूल खादों की तुलना में पोषक तत्वों (विशेषकर नत्रजन एवं फास्फोरस) की मात्रा काफी अधिक (2.5% से 14% तक) होती है। इनका C:N अनुपात कम (सामान्यतः 10:1 से 15:1) होता है, इसलिए ये मृदा में अपेक्षाकृत शीघ्र विघटित होकर पोषक तत्व उपलब्ध कराते हैं। इन्हें दो उप-वर्गों में बाँटा जाता है:
- तिलहनी खलियाँ (Oilcakes): तिलहनी बीजों से तेल निकालने के बाद बचने वाले ठोस अवशेष को खली (Oilcake) कहते हैं। ये दो प्रकार की होती हैं:
- खाद्य खलियाँ (Edible Oilcakes — जो पशु आहार तथा खाद दोनों में प्रयुक्त होती हैं):
- मूंगफली की खली (Groundnut cake): सभी खलियों में सर्वाधिक नत्रजन (7.3% N), 1.5% P2O5, 1.3% K2O।
- छिलका रहित कुसुम की खली (Decorticated Safflower cake): 7.9% N, 2.2% P2O5, 1.9% K2O।
- तिल की खली (Sesamum cake): 6.2% N, 2.0% P2O5, 1.2% K2O।
- सरसों की खली (Mustard/Rapeseed cake): 5.2% N, 1.8% P2O5, 1.2% K2O।
- अलसी की खली (Linseed cake): 4.9% N, 1.4% P2O5, 1.3% K2O।
- नारियल की खली (Coconut cake): 3.0% N, 1.9% P2O5, 1.8% K2O।
- अखाद्य खलियाँ (Non-Edible Oilcakes — जिनमें कड़वे या विषैले एल्केलॉइड होने के कारण पशु नहीं खाते, केवल खाद के रूप में प्रयुक्त):
- नीम की खली (Neem cake): 5.2% N, 1.0% P2O5, 1.4% K2O (इसमें Azadirachtin एवं Nimbin नामक टर्पेनॉइड पाए जाते हैं जो मृदा में नाइट्रीकरण अवरोधक / Nitrification Inhibitor तथा दीमक व सूत्रकृमि नाशक का कार्य करते हैं)।
- अरंडी की खली (Castor cake): 4.3% N, 1.8% P2O5, 1.3% K2O (इसमें Ricin नामक विषैला तत्व होता है)।
- करंज की खली (Karanj / Pongamia cake): 3.9% N, 0.9% P2O5, 1.2% K2O (इसमें Karanjin होता है जो नाइट्रीकरण मंदक है)।
- महुआ की खली (Mahua cake): 2.5% N, 0.8% P2O5, 1.8% K2O। विशेष: महुआ की खली में सैपोनिन (Saponin) नामक विषैला एल्केलॉइड तथा उच्च C:N अनुपात होता है, जिसके कारण इसका खनिजीकरण बहुत धीमा होता है; अतः इसे बुवाई से कम-से-कम 2 माह पूर्व खेत में डालना चाहिए।
- खाद्य खलियाँ (Edible Oilcakes — जो पशु आहार तथा खाद दोनों में प्रयुक्त होती हैं):
- प्राणीजन्य सांद्रित कार्बनिक खाद (Animal-based Concentrated Organic Manures):
- सूखा रक्त चूर्ण (Dried Blood / Blood Meal): बूचड़खानों से प्राप्त रक्त को सुखाकर एवं पीसकर बनाया जाता है। इसमें 10–12% N, 1–2% P2O5 तथा 1.0% K2O होता है।
- मछली की खाद (Fish Manure / Fish Meal): अखाद्य मछलियों एवं मछली प्रसंस्करण अपशिष्टों से निर्मित; इसमें 4–10% N, 3–9% P2O5 तथा 0.3–1.5% K2O होता है।
- सींग एवं खुर का चूरा (Horn and Hoof Meal): इसमें 13% तक नत्रजन (N) पाई जाती है।
- हड्डी का चूरा (Bone Meal): यह मुख्यतः फास्फोरस एवं कैल्शियम का कार्बनिक स्रोत है:
- कच्ची हड्डी का चूरा (Raw Bone Meal): 3–4% N तथा 20–25% कुल P2O5 (जिसमें से 8% साइट्रिक अम्ल में घुलनशील होता है)।
- भाप से उपचारित हड्डी का चूरा (Steamed Bone Meal): उच्च दाब की भाप से वसा एवं जिलेटिन निकालने के बाद प्राप्त चूरा; इसमें 1–2% N तथा 25–30% कुल P2O5 (16% साइट्रिक अम्ल में घुलनशील) होता है। यह अम्लीय मृदाओं (Acidic soils) के लिए अत्यंत उपयुक्त है।
3.2 कार्बनिक खाद (FYM एवं कम्पोस्ट) तैयार करने की वैज्ञानिक विधियाँ (Scientific Methods of Preparation of Organic Manures)
भारत के ग्रामीण क्षेत्रों में किसान प्रायः गोबर और कचरे को खुले ढेर (Open heap) के रूप में रखते हैं, जिससे तेज धूप और वर्षा के कारण अमोनिया गैस के वाष्पीकरण (Volatilization) और निक्षालन (Leaching) द्वारा 50% से अधिक नत्रजन नष्ट हो जाती है। वैज्ञानिक विधियों से खाद बनाने पर उच्च गुणवत्ता वाली खाद प्राप्त होती है:
(1) गोबर की खाद (FYM) बनाने की संशोधित ट्रेंच विधि (Improved Trench Method by Dr. C.N. Acharya)
- खोजकर्ता: डॉ. सी.एन. आचार्य (Dr. C.N. Acharya)।
- गड्ढे (Trench) का आकार: 6.0 से 7.5 मीटर लंबा, 1.5 से 2.0 मीटर चौड़ा तथा 1.0 मीटर गहरा।
- प्रक्रिया (Procedure):
- पशुशाला में प्रति पशु प्रतिदिन लगभग 3 किग्रा सूखा बिछावन (Litter — भूसा, बुरादा, सूखी पत्तियाँ) बिछाया जाता है ताकि पशु का मूत्र सोख लिया जाए।
- प्रतिदिन सुबह गोबर तथा मूत्र-युक्त बिछावन को इकट्ठा करके ट्रेंच के एक सिरे से खंड-वार (Section-by-section, लगभग 0.9 मीटर लंबाई में) भरना शुरू करते हैं।
- जब एक खंड भूमि की सतह से 45–60 सेमी (1.5–2 फीट) ऊपर गुंबद (Dome shape) के रूप में भर जाता है, तो उसके ऊपर गोबर और मिट्टी के गारे (Slurry) का लेप लगाकर बंद कर देते हैं और अगला खंड भरना शुरू करते हैं।
- रासायनिक संरक्षक (Chemical Preservatives): गोबर की खाद से अमोनिया (NH3) के वाष्पीकरण द्वारा होने वाले नत्रजन ह्रास को रोकने और फास्फोरस की मात्रा बढ़ाने के लिए जिप्सम (Gypsum – CaSO4·2H2O) या सिंगल सुपर फास्फेट (SSP @ 15–25 kg प्रति टन खाद) मिलाया जाता है। SSP में उपस्थित मोनो-कैल्शियम फास्फेट और जिप्सम अस्थिर अमोनियम कार्बोनेट को स्थिर अमोनियम सल्फेट में बदल देते हैं।
- तैयार होने की अवधि: भराई के 4 से 5 माह बाद उच्च गुणवत्ता की भुरभुरी खाद तैयार हो जाती है।
(2) कम्पोस्ट निर्माण की इंदौर विधि (Indore Method of Composting)
- विकसितकर्ता: सर अल्बर्ट हॉवर्ड (Sir Albert Howard) एवं वाई.डी. वाड (Y.D. Wad) द्वारा 1924–1931 के दौरान इंस्टीट्यूट ऑफ प्लांट इंडस्ट्री, इंदौर (मध्य प्रदेश) में विकसित।
- प्रकृति: यह पूर्णतः वायवीय विधि (Aerobic Method) है, जिसमें सूक्ष्मजीवों को ऑक्सीजन उपलब्ध कराने के लिए समय-समय पर पलटाई (Turning) की जाती है।
- गड्ढे का आकार: 3 मीटर (या आवश्यकतानुसार) लंबा × 1.5–2.0 मीटर चौड़ा × 1.0 मीटर गहरा (अधिक वर्षा वाले क्षेत्रों में गड्ढे के स्थान पर भूमि के ऊपर ढेर/Heap बनाया जाता है)।
- भराई की परतें (Layering):
- प्रथम परत: वानस्पतिक कचरे, फसल अवशेष एवं सूखी पत्तियों की 15 सेमी (6 इंच) मोटी परत।
- द्वितीय परत: पशु गोबर एवं मूत्र से भीगे बिछावन की 5 सेमी (2 इंच) मोटी परत। इसके ऊपर लकड़ी की राख (Wood ash) तथा पानी छिड़का जाता है ताकि नमी 50–60% बनी रहे।
- इसी क्रम में 15 सेमी कचरा और 5 सेमी गोबर की परतें तब तक बिछाई जाती हैं जब तक ढेर भूमि से 45 सेमी ऊपर न आ जाए।
- पलटाई का समय (Schedule of Turnings — अत्यंत महत्वपूर्ण): वायवीय अपघटन बनाए रखने के लिए कुल 3 बार पलटाई की जाती है:
- प्रथम पलटाई: गड्ढा भरने के 15 दिन बाद।
- द्वितीय पलटाई: प्रथम पलटाई के 15 दिन बाद (अर्थात् भराई से 30 दिन बाद)।
- तृतीय पलटाई: द्वितीय पलटाई के 1 माह बाद (अर्थात् भराई से 60 दिन / 2 माह बाद)।
- तैयार होने की अवधि: 3 से 4 माह में गहरे भूरे रंग की गंधहीन कम्पोस्ट तैयार हो जाती है।
(3) कम्पोस्ट निर्माण की बैंगलोर विधि (Bangalore Method / Hot Fermentation Method)
- विकसितकर्ता: डॉ. सी.एन. आचार्य (Dr. C.N. Acharya) द्वारा 1939 में भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc), बेंगलुरु में विकसित।
- प्रकृति: यह प्रारंभ में वायवीय तथा बाद में पूर्णतः अवायवीय विधि (Anaerobic Method) है। इसमें कोई पलटाई (No turning) नहीं की जाती, जिससे श्रम और पानी दोनों की बचत होती है। यह राजस्थान जैसे शुष्क एवं अर्द्ध-शुष्क क्षेत्रों (Arid & Semi-arid regions) के लिए सर्वोत्तम विधि है।
- प्रक्रिया:
- गड्ढे (1 मीटर गहरे) में पहले 15 सेमी मोटी फसल अवशेष/कचरे की परत और उसके ऊपर 5 सेमी गोबर या मानव विष्ठा (Night soil) की परत बिछाई जाती है।
- इस प्रकार परत-दर-परत गड्ढे को भूमि तल से 50 सेमी ऊपर तक भरने के बाद 7 दिनों तक खुला छोड़ते हैं ताकि प्रारंभिक वायवीय ताप-रागी जीवाणुओं (Thermophilic bacteria) की क्रिया से तापमान 60°C–70°C तक पहुँच जाए (जिससे खरपतवार के बीज और रोगजनक नष्ट हो जाते हैं)।
- 7 दिन बाद पूरे ढेर को 2.5 से 5.0 सेमी मोटी मिट्टी और गोबर के लेप (Mud plaster) से पूर्णतः बंद (Seal) कर दिया जाता है ताकि हवा का प्रवेश रुक जाए और अवायवीय किण्वन (Anaerobic fermentation) हो सके।
- तैयार होने की अवधि: इसमें समय थोड़ा अधिक (4 से 6 माह) लगता है, परंतु इंदौर विधि की तुलना में नत्रजन व कार्बनिक पदार्थ की हानि बहुत कम होती है और अधिक खाद प्राप्त होती है।
(4) नाडेप कम्पोस्ट विधि (NADEP Method of Composting)
- विकसितकर्ता: महाराष्ट्र के यवतमाल जिले के गांधीवादी कृषक श्री नारायण देवराव पांढरीपांडे (Narayan Deorao Pandharipande — लोकप्रिय नाम ‘नाडेप काका’)।
- मुख्य विशेषता: इस विधि में मात्र 1 किग्रा गोबर से 30 से 40 किग्रा उच्च कोटि की कम्पोस्ट तैयार की जा सकती है। यह भूमि के ऊपर बने छिद्रयुक्त ईंट के टैंक (Perforated brick tank) में बिना किसी पलटाई के वायवीय विघटन (Aerobic decomposition) पर आधारित है।
- टैंक का मानक आकार (Standard Tank Dimensions):
- आंतरिक माप: 10 फीट लंबा × 6 फीट चौड़ा × 3 फीट ऊँचा (या 3.0 m × 1.8 m × 0.9 m)।
- दीवार की मोटाई 9 इंच होती है तथा चारों दीवारों में हवा के संचार (Aeration) के लिए हर तीसरी ईंट के बाद 7 इंच चौड़े जालीदार छेद (Honeycomb holes) छोड़े जाते हैं।
- एक टैंक को भरने के लिए आवश्यक सामग्री:
- कृषि अवशेष / वानस्पतिक कचरा (Dry & green farm waste): 1400 – 1500 kg
- ताजा गोबर (Fresh cattle dung): 90 – 100 kg (केवल घोल/Slurry के रूप में जामन के लिए)
- छनी हुई भुरभुरी खेत की मिट्टी (Fine sieved soil): 1750 kg (नमी धारण करने और अमोनिया को अधिशोषित करने हेतु)
- पानी (Water): 1500 – 2000 लीटर (ऋतु अनुसार)
- प्रक्रिया एवं अवधि: टैंक को एक या दो दिन में ही परत-दर-परत (पहले 6 इंच कचरा → उस पर 4–5 किग्रा गोबर का 125 लीटर पानी में घोल → उसके ऊपर 2 इंच छनी मिट्टी) भरकर ऊपर से गोबर-मिट्टी से लीप दिया जाता है। 15–20 दिन बाद जब सामग्री दबकर 8–9 इंच नीचे बैठ जाती है, तो एक बार पुनः दूसरी भराई (Second topping) कर सील कर देते हैं। टैंक के छिद्रों से थोड़ा-थोड़ा पानी छिड़ककर नमी बनाए रखते हैं। 90 से 120 दिन (3–4 माह) में लगभग 3 से 3.5 टन तैयार खाद (0.5–1.5% N, 0.5–0.9% P2O5, 1.2–1.4% K2O) प्राप्त होती है।
(5) वर्मीकम्पोस्टिंग (Vermicomposting / केंचुआ खाद उत्पादन)
- उपयुक्त केंचुआ प्रजातियाँ (Earthworm Species): वर्मीकम्पोस्टिंग के लिए मिट्टी खोदने वाले (Burrowing / Endogeic) केंचुए उपयुक्त नहीं होते, बल्कि सतह पर रहकर कार्बनिक कचरा खाने वाले एपिजिक केंचुए (Epigeic / Surface-dwelling red worms) प्रयुक्त किए जाते हैं, जो कुल आहार में 90% कार्बनिक कचरा और मात्र 10% मिट्टी खाते हैं:
- Eisenia fetida (रेड विगलर / Red Wiggler या टाइगर वर्म): विश्व एवं भारत (राजस्थान सहित) में सर्वाधिक प्रचलित प्रजाति, जो तापमान के उतार-चढ़ाव को अच्छी तरह सहन करती है।
- Eudrilus eugeniae (अफ्रीकन नाइट क्रॉलर / African Night Crawler): दक्षिण भारत एवं उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के लिए अत्यंत उपयुक्त।
- Perionyx excavatus (भारतीय नीला केंचुआ / Indian Blue Worm): भारतीय मूल की प्रजाति।
- निर्माण की प्रक्रिया एवं अनुकूल परिस्थितियाँ:
- पूर्व-पाचन (Pre-digestion / Thermophilic stage): ताजे गोबर एवं फसल अवशेषों को सीधे केंचुओं को नहीं दिया जाता क्योंकि ताजे गोबर के किण्वन से उच्च ताप (60°C) उत्पन्न होता है जिससे केंचुए मर सकते हैं। अतः कचरे और गोबर को पहले 15–20 दिन तक आंशिक रूप से सड़ाकर ठंडा किया जाता है।
- बेड का आकार (Vermibed Size): छायादार स्थान (Shed) के नीचे 10–12 फीट लंबा × 3 फीट चौड़ा × 1.5–2.0 फीट ऊँचा बेड बनाया जाता है।
- केंचुए छोड़ने की दर: लगभग 1000 से 1500 वयस्क केंचुए (लगभग 1–1.5 किग्रा) प्रति वर्ग मीटर (या प्रति क्विंटल कचरे पर 1 किग्रा केंचुए)।
- अनुकूल नमी एवं तापमान: बेड में 50–60% नमी, 20°C से 30°C तापमान तथा pH 6.5 से 7.5 आदर्श होता है।
- तैयार होने की अवधि: 45 से 60 दिनों में चाय की पत्ती जैसी काली, दानेदार, गंधहीन खाद तैयार हो जाती है। कटाई से 3–4 दिन पूर्व पानी देना बंद कर देते हैं जिससे केंचुए नमी की तलाश में नीचे की परत में चले जाते हैं और ऊपर की तैयार खाद को छानकर अलग कर लिया जाता है।
3.3 फसल उत्पादन एवं मृदा स्वास्थ्य में कार्बनिक खादों की भूमिका (Role of Organic Manures in Crop Production)
कार्बनिक खादों को “मृदा का जीवन रक्त” (Life blood of soil) कहा जाता है। रासायनिक उर्वरकों के विपरीत, कार्बनिक खाद मृदा के भौतिक, रासायनिक एवं जैविक—तीनों गुणों में समग्र सुधार करती हैं:
- मृदा के भौतिक गुणों में सुधार (Improvement in Soil Physical Properties):
- ह्यूमस (Humus) मृदा कणों को आपस में बाँधकर दानेदार संरचना (Crumb / Granular structure) का निर्माण करता है।
- बलुई मृदाओं (Sandy soils — जैसे पश्चिमी राजस्थान की मरुस्थलीय मृदाएँ) की जल धारण क्षमता (Water Holding Capacity – WHC) बढ़ाता है तथा भारी चिकनी मृदाओं (Clay soils) में जल निकास व वायु संचार (Aeration) सुधारता है।
- मृदा का स्थूल घनत्व (Bulk Density) घटाता है, पपड़ी बनने (Crusting) को रोकता है तथा भू-परिष्करण (Tillage) को सुगम बनाता है।
- मृदा का रंग गहरा करके सौर विकिरण अवशोषण एवं मृदा तापमान को संतुलित रखता है तथा जल एवं वायु अपरदन (Erosion) को कम करता है।
- मृदा के रासायनिक गुणों में सुधार (Improvement in Soil Chemical Properties):
- यह पौधों को सभी मुख्य (N, P, K), द्वितीयक (Ca, Mg, S) एवं सूक्ष्म पोषक तत्व (Zn, Fe, Mn, Cu, B, Mo) संतुलित रूप में प्रदान करता है।
- ह्यूमस का धनायन विनिमय क्षमता (Cation Exchange Capacity – CEC) अत्यंत उच्च (150 से 300 cmol(p+)/kg) होती है, जिससे मृदा में NH4+, K+, Ca2+, Mg2+ आयनों का निक्षालन रुकता है।
- यह मृदा की उभयप्रतिरोधी क्षमता (Buffering Capacity) को बढ़ाता है, जिससे मृदा के pH में अचानक परिवर्तन नहीं होता तथा लवणीय एवं क्षारीय मृदाओं (Saline-alkali soils) का सुधार होता है।
- विघटन के दौरान बनने वाले कार्बनिक अम्ल (Fulvic acid, Humic acid) अघुलनशील फास्फोरस को घुलनशील बनाते हैं तथा सूक्ष्म पोषक तत्वों के साथ कीलेट (Natural Chelates) बनाकर उनकी उपलब्धता बढ़ाते हैं।
- मृदा के जैविक गुणों में सुधार (Improvement in Soil Biological Properties):
- कार्बनिक खाद मृदा में रहने वाले लाभदायक सूक्ष्मजीवों (Azotobacter, Rhizobium, PSB, कवक, एक्टिनोमाइसिटीज) तथा केंचुओं के लिए भोजन एवं ऊर्जा (Carbon source) प्रदान करती है।
- सूक्ष्मजैविक क्रियाओं से एंजाइम (Dehydrogenase, Phosphatase, Urease) तथा पादप वृद्धि नियामक (Plant Growth Promoting Substances – Auxins, Vitamins) स्रावित होते हैं जो जड़ों के विकास को तीव्र करते हैं।
3.4 अकार्बनिक (रासायनिक) उर्वरक: वर्गीकरण एवं विशेषताएँ (Inorganic Fertilizers: Classification & Characteristics)
रासायनिक उर्वरकों को उनमें उपस्थित पोषक तत्वों की संख्या, सांद्रता तथा रासायनिक प्रकृति के आधार पर निम्न प्रकार वर्गीकृत किया जाता है:
(A) पोषक तत्वों की संख्या के आधार पर वर्गीकरण
- एकल उर्वरक (Straight Fertilizers): वे उर्वरक जो केवल एक प्राथमिक मुख्य पोषक तत्व (N या P या K में से कोई एक) प्रदान करते हैं। उदाहरण: यूरिया (केवल N), सिंगल सुपर फास्फेट (मुख्य प्राथमिक तत्व केवल P), म्यूरिएट ऑफ पोटाश (केवल K)।
- जटिल उर्वरक (Complex Fertilizers): रासायनिक अभिक्रिया द्वारा निर्मित वे दानेदार उर्वरक जिनमें दो या तीन प्राथमिक पोषक तत्व (N, P, K) रासायनिक रूप से जुड़े होते हैं। उदाहरण:
- अपूर्ण जटिल उर्वरक (Incomplete Complex — 2 प्राथमिक तत्व): डाई-अमोनियम फास्फेट (DAP: 18% N + 46% P2O5), अमोनियम फास्फेट सल्फेट (20:20:0:13), नाइट्रोफास्फेट।
- पूर्ण जटिल उर्वरक (Complete Complex — तीनों N, P, K): इफ्को NPK ग्रेड (10:26:26, 12:32:16, 19:19:19, 17:17:17)।
- मिश्रित उर्वरक (Mixed Fertilizers / Fertilizer Mixtures): दो या अधिक एकल उर्वरकों को भौतिक या यांत्रिक रूप से (Without chemical reaction) मिलाकर तैयार किए गए मिश्रण।
(B) पोषक तत्वों की सांद्रता के आधार पर वर्गीकरण
- निम्न विश्लेषणात्मक उर्वरक (Low Analysis Fertilizers): जिनमें प्राथमिक पोषक तत्वों (N + P2O5 + K2O) का कुल योग 25% से कम (<25%) होता है। उदाहरण: सिंगल सुपर फास्फेट (SSP – 16% P2O5), सोडियम नाइट्रेट (16% N), अमोनियम सल्फेट (20.6% N)।
- उच्च विश्लेषणात्मक उर्वरक (High Analysis Fertilizers): जिनमें प्राथमिक पोषक तत्वों का कुल योग 25% से अधिक (>25%) होता है। उदाहरण: यूरिया (46% N), निर्जल अमोनिया (Anhydrous ammonia – 82% N), DAP (18% N + 46% P2O5 = 64%), MOP (60% K2O)।
(C) मुख्य पोषक तत्व के आधार पर रासायनिक उर्वरकों का विस्तृत वर्गीकरण
1. नत्रजनधारी उर्वरक (Nitrogenous Fertilizers): नत्रजन के रासायनिक रूप के आधार पर इन्हें 4 उप-समूहों में बाँटा जाता है:
- (i) नाइट्रेट उर्वरक (Nitrate Fertilizers — NO3− रूप):
- इनमें नत्रजन नाइट्रेट (NO3−) के रूप में होती है जो अत्यधिक घुलनशील व गतिशील (Mobile) होती है। इनका निक्षालन (Leaching) एवं विनाइट्रीकरण (Denitrification) तेजी से होता है, अतः इन्हें खड़ी फसल में टॉप ड्रेसिंग (Top dressing) के रूप में दिया जाता है। प्रकृति से ये मृदा पर क्षारीय प्रभाव (Basic residual effect) छोड़ते हैं।
- उदाहरण: सोडियम नाइट्रेट (Sodium Nitrate / Chilean Saltpetre – NaNO3: 16% N), कैल्शियम नाइट्रेट [Ca(NO3)2: 15.5% N + 19.5% Ca], पोटेशियम नाइट्रेट (KNO3: 13% N + 44% K2O)।
- (ii) अमोनियाकल उर्वरक (Ammoniacal Fertilizers — NH4+ रूप):
- इनमें नत्रजन अमोनियम धनायन (NH4+) के रूप में होती है। यह मृदा के ऋणावेशित क्ले एवं ह्यूमस कोलाइड्स (Micelles) पर अधिशोषित हो जाती है, इसलिए इसका निक्षालन (Leaching) नहीं होता।
- धान (Paddy/Rice), आलू एवं जूट जैसी फसलें सीधे NH4+ रूप में नत्रजन ग्रहण करती हैं; अतः जलमग्न धान के खेत के लिए अमोनियाकल उर्वरक सर्वश्रेष्ठ हैं। मृदा पर इनका प्रभाव अम्लीय (Acidic residual effect) होता है।
- उदाहरण:
- अमोनियम सल्फेट [(NH4)2SO4]: 20.6% N तथा 24% सल्फर (S)। तुल्यांक अम्लीयता = 110।
- अमोनियम क्लोराइड (NH4Cl): 25–26% N। तुल्यांक अम्लीयता = 128 (ठोस उर्वरकों में सर्वाधिक अम्लीय)।
- निर्जल अमोनिया (Anhydrous Ammonia – NH3 द्रव/गैस): 82% N (विश्व में सर्वाधिक नत्रजन प्रतिशत वाला उर्वरक; तुल्यांक अम्लीयता = 148)।
- (iii) नाइट्रेट एवं अमोनियाकल दोनों रूप वाले उर्वरक (Nitrate and Ammoniacal Fertilizers):
- इनमें नत्रजन का आधा भाग NO3− (तत्काल उपलब्ध) तथा आधा भाग NH4+ (दीर्घकालीन उपलब्ध) रूप में होता है।
- उदाहरण:
- अमोनियम नाइट्रेट (NH4NO3): 33–34% N (16.5% NO3-N + 16.5% NH4-N)। यह अत्यधिक आर्द्रताग्राही (Hygroscopic) एवं विस्फोटक प्रकृति का होता है।
- कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट (CAN — ‘किसान खाद’): 25% N (12.5% NO3-N + 12.5% NH4-N) तथा 8.1% Ca। इसे अमोनियम नाइट्रेट में चूना पत्थर/डोलोमाइट मिलाकर बनाया जाता है। मृदा पर इसका प्रभाव पूर्णतः उदासीन (Neutral Fertilizer) होता है, इसलिए इसे “किसान खाद” कहा जाता है।
- अमोनियम सल्फेट नाइट्रेट (ASN): 26% N (19.5% NH4-N + 6.5% NO3-N) तथा 12.1% S।
- (iv) एमाइड उर्वरक (Amide Fertilizers — कार्बनिक नत्रजन उर्वरक):
- ये रासायनिक रूप से संश्लेषित कार्बनिक उर्वरक (Synthetic Organic Fertilizers) हैं जिनमें नत्रजन एमाइड (–NH2) समूह में होती है।
- उदाहरण:
- यूरिया [CO(NH2)2 — Carbamide]: 46% N (ठोस उर्वरकों में सर्वाधिक नत्रजन; तुल्यांक अम्लीयता = 80)। मृदा में डालने पर यह यूरिएज एंजाइम (Urease enzyme) की उपस्थिति में जल-अपघटित होकर पहले अमोनियम कार्बोनेट बनाता है, जो बाद में Nitrosomonas द्वारा नाइट्राइट (NO2−) और Nitrobacter द्वारा नाइट्रेट (NO3−) में बदल जाता है।
बायूरेट विषाक्तता (Biuret Toxicity): यूरिया निर्माण के दौरान यदि तापमान 140°C–170°C से अधिक हो जाए तो दो यूरिया अणु जुड़कर बायूरेट (Biuret – NH2-CO-NH-CO-NH2) बनाते हैं जो पत्तियों के लिए विषैला होता है। भारतीय मानक (FCO 1985) के अनुसार सामान्य यूरिया में बायूरेट की मात्रा 1.5% से अधिक नहीं होनी चाहिए, जबकि पर्णीय छिड़काव (Foliar spray, विशेषतः नींबू वर्गीय फलों में) हेतु बायूरेट 0.5% से कम होना चाहिए। - कैल्शियम सायनामाइड (CaCN2): 21% N (क्षारीय प्रभाव; खरपतवारनाशी व निष्पत्रक के रूप में भी उपयोगी)।
- यूरिया [CO(NH2)2 — Carbamide]: 46% N (ठोस उर्वरकों में सर्वाधिक नत्रजन; तुल्यांक अम्लीयता = 80)। मृदा में डालने पर यह यूरिएज एंजाइम (Urease enzyme) की उपस्थिति में जल-अपघटित होकर पहले अमोनियम कार्बोनेट बनाता है, जो बाद में Nitrosomonas द्वारा नाइट्राइट (NO2−) और Nitrobacter द्वारा नाइट्रेट (NO3−) में बदल जाता है।
2. फास्फोरसधारी उर्वरक (Phosphatic Fertilizers): घुलनशीलता (Solubility) के आधार पर इन्हें 3 वर्गों में बाँटा जाता है:
- (i) जल में घुलनशील फास्फोरस उर्वरक (Water-Soluble Phosphatic Fertilizers — Monocalcium Phosphate / Ammonium Phosphate युक्त):
- इनमें फास्फोरस मोनोकैल्शियम फास्फेट [Ca(H2PO4)2] या अमोनियम फास्फेट के रूप में होता है जो जल में पूर्णतः घुलनशील है। ये उदासीन से क्षारीय मृदाओं (Neutral to Alkaline soils — जैसे राजस्थान की मृदाएँ) तथा कम अवधि वाली फसलों के लिए सर्वोत्तम हैं।
- उदाहरण:
- सिंगल सुपर फास्फेट (SSP): 16% P2O5 + 11–12% सल्फर (S) + 19.5–21% कैल्शियम (Ca)। यह विश्व का प्रथम निर्मित रासायनिक उर्वरक है (1842 में J.B. Lawes द्वारा रॉक फास्फेट एवं H2SO4 की क्रिया से बनाया गया)। इसमें लगभग 50% भार जिप्सम (CaSO4) का होता है, इसलिए यह तिलहनी एवं दलहनी फसलों के लिए वरदान है।
- डबल सुपर फास्फेट (DSP): 32% P2O5।
- ट्रिपल सुपर फास्फेट (TSP): 46–48% P2O5 (रॉक फास्फेट + फास्फोरिक अम्ल H3PO4 से निर्मित)।
- डाई-अमोनियम फास्फेट (DAP – (NH4)2HPO4): 18% N तथा 46% P2O5।
- मोनो-अमोनियम फास्फेट (MAP – NH4H2PO4): 11–12% N तथा 48–61% P2O5।
- (ii) साइट्रिक अम्ल (2% Citric Acid) में घुलनशील फास्फोरस उर्वरक:
- इनमें फास्फोरस डाई-कैल्शियम फास्फेट (CaHPO4) के रूप में होता है जो जल में अघुलनशील परंतु दुर्बल अम्ल (2% Citric acid) में घुलनशील होता है। ये हल्की अम्लीय मृदाओं (Acidic soils) तथा लंबी अवधि की फसलों (जैसे गन्ना) के लिए उपयुक्त हैं क्योंकि इनमें फास्फोरस का Fe व Al द्वारा स्थिरीकरण (Fixation) कम होता है।
- उदाहरण: बेसिक स्लैग (Basic Slag: 14–18% P2O5 — स्टील उद्योग का उप-उत्पाद), डाई-कैल्शियम फास्फेट (DCP: 34–39% P2O5)।
- (iii) जल एवं साइट्रिक अम्ल दोनों में अघुलनशील फास्फोरस उर्वरक (Insoluble Phosphatic Fertilizers):
- इनमें फास्फोरस ट्राई-कैल्शियम फास्फेट [Ca3(PO4)2] के रूप में होता है जो केवल प्रबल खनिज अम्लों में घुलता है। इनका प्रयोग केवल तीव्र अम्लीय मृदाओं (Strongly acidic soils, pH < 5.5) तथा रोपण फसलों (चाय, कॉफी, रबर) में बारीक चूर्ण के रूप में किया जाता है।
- उदाहरण: रॉक फास्फेट (Rock Phosphate / झामरकोटड़ा, उदयपुर: 20–40% P2O5), कच्ची हड्डी का चूरा (Raw Bone Meal: 20–25% P2O5), भाप से उपचारित हड्डी का चूरा (Steamed Bone Meal: 22–30% P2O5)।
3. पोटाशधारी उर्वरक (Potassic Fertilizers): इन्हें मुख्यतः दो समूहों में बाँटा जाता है:
- (i) क्लोराइड युक्त पोटाश उर्वरक — म्यूरिएट ऑफ पोटाश (Muriate of Potash – MOP / KCl):
- इसमें 58–60% K2O (तथा लगभग 47% क्लोरीन Cl−) पाया जाता है। यह सबसे सस्ता, जल में पूर्णतः घुलनशील और सर्वाधिक प्रचलित पोटाश उर्वरक है।
- (ii) क्लोराइड-रहित पोटाश उर्वरक — सल्फेट ऑफ पोटाश (Sulphate of Potash – SOP / K2SO4):
- इसमें 48–50% K2O तथा 17.5% सल्फर (S) होता है।
- विशेष सस्य महत्व: तम्बाकू (Tobacco), आलू (Potato), अंगूर (Grapes) एवं चुकंदर (Sugarbeet) जैसी फसलों में MOP (KCl) का प्रयोग नहीं किया जाता, क्योंकि क्लोराइड आयन (Cl−) तम्बाकू की पत्तियों की ज्वलनशीलता (Burning quality) नष्ट कर देता है तथा आलू में स्टार्च (Starch) संश्लेषण को घटाकर कंदों को पनीला बना देता है। अतः इन फसलों में सदैव सल्फेट ऑफ पोटाश (K2SO4) का प्रयोग किया जाता है।
3.5 जैव-उर्वरक (Biofertilizers / Microbial Inoculants): वर्गीकरण एवं अनुप्रयोग
जैव-उर्वरक वे जीवित या सुप्त सूक्ष्मजीवों (जीवाणु, नील-हरित शैवाल या कवक) के वाहक-आधारित या तरल संवर्धन (Carrier-based or liquid preparations containing efficient strains of living microorganisms) हैं, जिन्हें बीज, पौध की जड़ों या मृदा में अनुप्रयोग करने पर वे वायुमंडलीय नत्रजन का जैविक स्थिरीकरण (Biological Nitrogen Fixation – BNF) करते हैं अथवा मृदा में अघुलनशील फास्फोरस, पोटाश व जिंक को घुलनशील बनाकर पौधों को उपलब्ध कराते हैं। ध्यान दें: जैव-उर्वरक स्वयं पोषक तत्व नहीं होते, बल्कि पोषक तत्व उपलब्ध कराने वाले जीवित सूक्ष्मजीव होते हैं।
जैव-उर्वरकों का वैज्ञानिक वर्गीकरण (Classification of Biofertilizers)
- नत्रजन स्थिरीकरण करने वाले जैव-उर्वरक (Nitrogen-Fixing Biofertilizers — Diazotrophs):
- (A) सहजीवी नत्रजन स्थिरीकारक (Symbiotic N-Fixers):
- Rhizobium (राइजोबियम): यह दलहनी फसलों (Legumes) की जड़ों में ग्रंथियाँ (Root nodules) बनाकर सहजीवी रूप से वायुमंडलीय N2 को अमोनिया में बदलता है (50–150 kg N/ha/वर्ष)। ग्रंथियों का गुलाबी रंग लेग-हीमोग्लोबिन (Leg-haemoglobin) वर्णक के कारण होता है, जो ऑक्सीजन अपमार्जक (Oxygen scavenger) के रूप में कार्य करके नाइट्रोजिनेज एंजाइम (Nitrogenase enzyme — Mo-Fe प्रोटीन) को निष्क्रिय होने से बचाता है।
प्रमुख फसल-विशिष्ट प्रजातियाँ (Cross-Inoculation Groups):- Rhizobium leguminosarum — मटर (Pea), मसूर (Lentil), खेसारी (Lathyrus)
- Mesorhizobium ciceri — चना (Chickpea)
- Bradyrhizobium japonicum — सोयाबीन (Soybean), मूंगफली, लोबिया
- Sinorhizobium meliloti — रिजका (Lucerne/Alfalfa), मेथी (Fenugreek), सेंजी
- Rhizobium trifolii — बरसीम (Berseem/Clover)
- Rhizobium phaseoli — राजमा (French bean)
- Azolla (एजोला — जलीय फर्न): एजोला (Azolla pinnata) की पत्तियों की गुहिकाओं में सहजीवी नील-हरित शैवाल Anabaena azollae पाया जाता है। यह धान (Lowland Rice) के खेत में 30–60 kg N/ha स्थिरीकृत करता है (एजोला में शुष्क भार के आधार पर 4–5% N होती है)।
- Frankia (फ्रैंकिया — एक्टिनोमाइसिटीज): गैर-दलहनी वृक्षों (Non-leguminous trees जैसे Casuarina, Alnus) में सहजीवी ग्रंथियाँ बनाता है।
- Rhizobium (राइजोबियम): यह दलहनी फसलों (Legumes) की जड़ों में ग्रंथियाँ (Root nodules) बनाकर सहजीवी रूप से वायुमंडलीय N2 को अमोनिया में बदलता है (50–150 kg N/ha/वर्ष)। ग्रंथियों का गुलाबी रंग लेग-हीमोग्लोबिन (Leg-haemoglobin) वर्णक के कारण होता है, जो ऑक्सीजन अपमार्जक (Oxygen scavenger) के रूप में कार्य करके नाइट्रोजिनेज एंजाइम (Nitrogenase enzyme — Mo-Fe प्रोटीन) को निष्क्रिय होने से बचाता है।
- (B) सहचारी सहजीवी नत्रजन स्थिरीकारक (Associative Symbiotic N-Fixers):
- Azospirillum (एजोस्पिरिलम — A. lipoferum, A. brasilense): यह जड़ों की सतह व कॉर्टेक्स (Rhizoplane/Endorhizosphere) के साथ जुड़कर रहता है परंतु ग्रंथियाँ नहीं बनाता। यह C4 अनाज फसलों — ज्वार (Sorghum), बाजरा (Pearl millet), मक्का (Maize) एवं घास कुल की फसलों के लिए सर्वश्रेष्ठ है (20–40 kg N/ha)।
- (C) मुक्तजीवी / असहजीवी नत्रजन स्थिरीकारक (Free-Living / Non-Symbiotic N-Fixers):
- Azotobacter (एजोटोबैक्टर — A. chroococcum): वायवीय (Aerobic), मुक्तजीवी जीवाणु। यह गेहूँ, सरसों, कपास, सब्जियों, आलू एवं मक्का जैसी गैर-दलहनी फसलों में 15–30 kg N/ha स्थिर करता है तथा Azotobacterin जैसे कवक-रोधी पदार्थ भी स्रावित करता है।
- नील-हरित शैवाल (Blue-Green Algae – BGA / Cyanobacteria): प्रकाश-संश्लेषी मुक्तजीवी सूक्ष्मजीव (जैसे Nostoc, Anabaena, Aulosira, Tolypothrix) जिनमें विशेष कोशिकाएँ हेटरोसिस्ट (Heterocysts) पाई जाती हैं जहाँ N2 स्थिरीकरण होता है। यह धान के खेत में 20–30 kg N/ha स्थिर करता है।
- Gluconacetobacter diazotrophicus (पूर्व नाम Acetobacter): यह गन्ना (Sugarcane) तथा शकरकंद जैसी शर्करा-युक्त फसलों के तने व जड़ों के अंदर (Endophytic) रहकर 50–150 kg N/ha स्थिर करता है।
- (A) सहजीवी नत्रजन स्थिरीकारक (Symbiotic N-Fixers):
- फास्फोरस घुलनशील एवं गतिशील करने वाले जैव-उर्वरक (Phosphorus Biofertilizers):
- (A) फास्फोरस घुलनशील सूक्ष्मजीव (Phosphate Solubilizing Microorganisms – PSM / PSB): ये मृदा में कार्बनिक अम्ल (Citric, Lactic, Gluconic, Succinic acid) तथा Phosphatase / Phytase एंजाइम स्रावित करके अघुलनशील ट्राई-कैल्शियम फास्फेट को घुलनशील H2PO4− रूप में बदल देते हैं (30–50 kg P2O5/ha के समतुल्य लाभ)।
- जीवाणु (Bacteria – PSB): Bacillus megaterium var. phosphaticum, Bacillus polymyxa, Pseudomonas striata।
- कवक (Fungi): Aspergillus awamori, Penicillium digitatum।
- (B) फास्फोरस गतिशील करने वाले जैव-उर्वरक (Phosphate Mobilizing Biofertilizers — Mycorrhiza / VAM):
- VAM (Vesicular-Arbuscular Mycorrhiza / AM Fungi — जैसे Glomus, Gigaspora): यह उच्च पादपों की जड़ों और कवक के बीच सहजीवी संबंध (Endomycorrhiza) है। कवक के तंतु (Hyphae) जड़ों के अवशोषण क्षेत्र को कई गुना बढ़ाकर दूरस्थ मृदा से फास्फोरस (P), जिंक (Zn), कॉपर (Cu) तथा जल को सोखकर पौधे की जड़ों तक पहुँचाते हैं और पौधे को सूखे (Drought) के प्रति सहनशील बनाते हैं।
- (A) फास्फोरस घुलनशील सूक्ष्मजीव (Phosphate Solubilizing Microorganisms – PSM / PSB): ये मृदा में कार्बनिक अम्ल (Citric, Lactic, Gluconic, Succinic acid) तथा Phosphatase / Phytase एंजाइम स्रावित करके अघुलनशील ट्राई-कैल्शियम फास्फेट को घुलनशील H2PO4− रूप में बदल देते हैं (30–50 kg P2O5/ha के समतुल्य लाभ)।
- पोटाश एवं जिंक घुलनशील जैव-उर्वरक (K & Zn Solubilizers):
- पोटाश घुलनशील जीवाणु (KSB): Frateuria aurantia, Bacillus mucilaginosus।
- जिंक घुलनशील जीवाणु (ZSB): Bacillus subtilis, Thiobacillus thiooxidans।
जैव-उर्वरक से बीज उपचार की मानक विधि (Standard Seed Treatment Procedure)
एक हेक्टेयर के बीज के उपचार के लिए सामान्यतः 3 पैकेट (200 ग्राम प्रति पैकेट = कुल 600 ग्राम वाहक-आधारित कल्चर अथवा 250 ml तरल कल्चर) पर्याप्त होता है। पहले 1 लीटर पानी में 50–100 ग्राम गुड़ (Jaggery — जो चिपकाने वाले पदार्थ/Sticker और सूक्ष्मजीवों के प्रारंभिक पोषण का कार्य करता है) को उबालकर ठंडा करते हैं। इस ठंडे घोल में जैव-उर्वरक कल्चर मिलाकर बीजों पर समान रूप से परत चढ़ाते हैं और छाया में (In shade, कभी भी सीधी धूप में नहीं) 30 मिनट सुखाकर तुरंत बुवाई कर देते हैं। यदि बीज को कवकनाशी और कीटनाशी से भी उपचारित करना हो, तो हमेशा FIR क्रम (Fungicide → Insecticide → Rhizobium/Biofertilizer) अपनाया जाता है।
3.6 पोषक तत्व उपयोग दक्षता (Nutrient Use Efficiency – NUE): अवधारणा, कारण एवं सुधार के उपाय
फसल में दिए गए पोषक तत्व की प्रति इकाई मात्रा (kg nutrient applied) के सापेक्ष फसल द्वारा अवशोषित पोषक तत्व की मात्रा या आर्थिक उपज (Grain yield) में होने वाली वृद्धि को पोषक तत्व उपयोग दक्षता (Nutrient Use Efficiency – NUE) कहते हैं। सरल शब्दों में, दिए गए उर्वरक का वह प्रतिशत भाग जो वास्तव में पौधे द्वारा उपयोग किया जाता है, NUE कहलाता है।
भारत में विभिन्न पोषक तत्वों की औसत उपयोग दक्षता (Average NUE of Nutrients in India)
- नत्रजन (Nitrogen – N): 30 – 50% (धान की जलमग्न मृदा में मात्र 30–35%, सिंचित गेहूँ में 45–50%)।
- फास्फोरस (Phosphorus – P): 15 – 20% (मृदा स्थिरीकरण/Fixation के कारण प्रथम फसल को मात्र 15–20% मिलता है)।
- पोटाश (Potassium – K): 60 – 80% (प्रमुख पोषक तत्वों में सर्वाधिक)।
- सल्फर (Sulphur – S): 8 – 12%।
- सूक्ष्म पोषक तत्व (Micronutrients — Zn, Fe, Cu, Mn): मात्र 2 – 5%।
पोषक तत्व उपयोग दक्षता कम होने के मुख्य कारण (Causes of Low NUE / Pathways of Nutrient Loss)
- निक्षालन हानि (Leaching Loss): नाइट्रेट (NO3−) ऋणायन होने के कारण मृदा कणों पर अधिशोषित नहीं होता और भारी सिंचाई या वर्षा के जल के साथ जड़ क्षेत्र से नीचे चला जाता है (बलुई मृदाओं में सर्वाधिक)।
- अमोनिया वाष्पीकरण (Ammonia Volatilization): क्षारीय व चूनायुक्त मृदाओं (pH > 7.5 — जैसे राजस्थान की मृदाएँ) तथा उच्च तापमान पर सतह पर बिखेरी गई यूरिया अमोनिया गैस (NH3↑) बनकर वायुमंडल में उड़ जाती है।
- विनाइट्रीकरण (Denitrification): जलमग्न (Waterlogged / Anaerobic) दशाओं में Pseudomonas, Bacillus तथा Paracoccus जीवाणु नाइट्रेट (NO3−) को अपचयित करके नाइट्रस ऑक्साइड (N2O↑) एवं नाइट्रोजन गैस (N2↑) के रूप में वायुमंडल में उड़ा देते हैं।
- फास्फोरस एवं पोटाश का स्थिरीकरण (Nutrient Fixation / Immobilization): अम्लीय मृदाओं (pH < 5.5) में घुलनशील फास्फोरस लोहे (Fe) और एल्युमीनियम (Al) के साथ क्रिया करके अघुलनशील Fe/Al-phosphate बना लेता है, जबकि क्षारीय व चूनायुक्त मृदाओं (pH > 7.5) में कैल्शियम (Ca) के साथ क्रिया करके अघुलनशील ट्राई-कैल्शियम फास्फेट [Ca3(PO4)2] में बदल जाता है।
- असंतुलित एवं अनुचित समय/विधि से उर्वरक प्रयोग: फसल की मांग के बिना एक ही बार में सारा नत्रजन डाल देना या बीज से दूर छिटकवाँ विधि से फास्फोरस डालना।
पोषक तत्व उपयोग दक्षता (NUE) बढ़ाने के वैज्ञानिक उपाय (Agronomic Strategies to Improve NUE)
- 4R पोषक तत्व प्रबंधन सिद्धांत (4R Nutrient Stewardship):
- Right Source (सही स्रोत): मृदा एवं फसल के अनुसार सही उर्वरक का चयन (जैसे धान में अमोनियम सल्फेट/यूरिया, तिलहन में SSP, तम्बाकू/आलू में SOP)।
- Right Rate (सही मात्रा): मृदा स्वास्थ्य कार्ड (Soil Health Card – SHC) एवं STCR (Soil Test Crop Response) समीकरण के आधार पर संतुलित मात्रा।
- Right Time (सही समय): नत्रजन का 2 या 3 किस्तों में विभाजित प्रयोग (Split application — बुवाई पर, कल्ले फूटते समय तथा बाली निकलते समय) और LCC (Leaf Color Chart) व SPAD मीटर आधारित प्रयोग।
- Right Place (सही स्थान): फास्फोरस उर्वरकों को छिटकने के बजाय बीज के 3–5 सेमी नीचे व बगल में बैंड प्लेसमेंट (Band placement / Drilling) करना ताकि जड़ें आसानी से ग्रहण कर सकें और स्थिरीकरण कम हो। धान के अपचयित क्षेत्र (Reduced zone) में यूरिया सुपर ग्रेन्यूल्स (USG – 1 से 3 ग्राम की गोलियाँ) को 8–10 सेमी गहराई पर स्थापित करना।
- धीमी गति से नत्रजन छोड़ने वाले उर्वरक (Slow and Controlled-Release Nitrogen Fertilizers):
- लेपित यूरिया (Coated Urea): नीम-लेपित यूरिया (Neem Coated Urea – NCU), सल्फर-लेपित यूरिया (Sulphur Coated Urea – SCU: 33–38% N + 12–15% S), लाख-लेपित यूरिया (Lac-coated urea), पॉलीमर-लेपित यूरिया। (भारत सरकार ने मई 2015 से देश में उत्पादित 100% स्वदेशी व आयातित यूरिया को नीम-लेपित करना अनिवार्य कर दिया है, जिससे NUE में 10–15% वृद्धि होती है)।
- अल्प जल-घुलनशील सिंथेटिक यूरिया यौगिक: आइसोब्यूटिलिडीन डाई-यूरिया (IBDU — 32% N), क्रोटोनाइलिडीन डाई-यूरिया (CDU — 32% N), यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड (UF — 38–40% N)।
- नाइट्रीकरण अवरोधक (Nitrification Inhibitors): ये रसायन मृदा में Nitrosomonas जीवाणु की क्रिया को अस्थायी रूप से रोककर NH4+ को NO3− में बदलने की गति धीमी कर देते हैं, जिससे निक्षालन व विनाइट्रीकरण रुक जाता है:
- सिंथेटिक अवरोधक: N-Serve (Nitrapyrin), DCD (Dicyandiamide), AM (2-amino-4-chloro-6-methylpyrimidine), DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate)।
- प्राकृतिक/स्वदेशी अवरोधक: नीम की खली / नीम तेल (Neem cake / Neem oil — Meliacin / Azadirachtin) तथा करंज की खली (Karanj cake — Karanjin)।
- यूरिएज अवरोधक (Urease Inhibitors): ये मृदा में यूरिएज एंजाइम की गतिविधि को धीमा करके यूरिया से अमोनिया वाष्पीकरण (NH3 volatilization) को रोकते हैं। प्रमुख उदाहरण: NBPT [N-(n-butyl) thiophosphoric triamide], PPD (Phenyl phosphorodiamidate) तथा हाइड्रोक्विनोन (Hydroquinone)।
- पर्णीय छिड़काव एवं फर्टिगेशन (Foliar Application & Fertigation): सूक्ष्म पोषक तत्वों (0.5% ZnSO4 + 0.25% बुझा चूना; या 0.5% FeSO4) तथा जल-घुलनशील उर्वरकों (NPK 19:19:19, 0:52:34, 13:0:45) को ड्रिप सिंचाई (Fertigation) या पर्णीय छिड़काव द्वारा देने से NUE 80–90% तक पहुँच जाती है।
- एकीकृत पोषक तत्व प्रबंधन (Integrated Nutrient Management – INM): रासायनिक उर्वरकों को FYM/वर्मीकम्पोस्ट और जैव-उर्वरकों (Rhizobium, PSB) के साथ मिलाकर प्रयोग करने से पोषक तत्वों की उपलब्धता और NUE दोनों में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
04 वैज्ञानिक चित्र एवं संरचनात्मक आरेख (Scientific Diagrams)
05 विजुअल माइंड मैप (Visual Mind Map)
06 फ्लोचार्ट एवं वर्गीकरण वृक्ष (Flowcharts & Infographics)
07 तुलनात्मक एवं संदर्भ सारणियाँ (Comparison Tables)
सारणी 10.1: प्रमुख स्थूल एवं सांद्रित कार्बनिक खादों में पोषक तत्वों का औसत प्रतिशत संघटन (NPK Composition of Organic Manures)
| क्र.सं. | कार्बनिक खाद का नाम (Organic Manure) | वर्ग (Category) | नत्रजन (% N) | फास्फोरस (% P2O5) | पोटाश (% K2O) | विशेष सस्य वैज्ञानिक टिप्पणी (Key Agronomic Remark) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | गोबर की खाद (Farm Yard Manure – FYM) | स्थूल (Bulky) | 0.50% | 0.20% | 0.50% | C:N अनुपात ~20:1 से 30:1; बुवाई से 3–4 सप्ताह पूर्व प्रयोग |
| 2. | ग्रामीण कम्पोस्ट (Rural / Farm Compost) | स्थूल (Bulky) | 0.50% | 0.15% | 0.50% | फसल अवशेषों से इंदौर/बैंगलोर विधि द्वारा निर्मित |
| 3. | शहरी कम्पोस्ट (Town / Urban Compost) | स्थूल (Bulky) | 1.40% | 1.00% | 1.40% | शहरी कचरे एवं नाइट सॉइल के किण्वन से निर्मित |
| 4. | वर्मीकम्पोस्ट (Vermicompost) | स्थूल (Bulky) | 1.5–3.0% | 1.0–1.5% | 1.5–2.0% | Eisenia fetida द्वारा निर्मित; हार्मोन व एंजाइम से भरपूर |
| 5. | मानव विष्ठा (Night Soil) | स्थूल (Bulky) | 5.50% | 4.00% | 2.00% | निर्जलीकृत रूप ‘पोंड्रेट’ (Poudrette) कहलाता है |
| 6. | भेड़ एवं बकरी की खाद (Sheep & Goat Manure) | स्थूल (Bulky) | 3.00% | 1.00% | 2.00% | खेत में रात को झुंड बैठाना ‘पेनिंग’ (Penning) कहलाता है |
| 7. | मुर्गी की खाद (Poultry Manure) | स्थूल (Bulky) | 3.03% | 2.63% | 1.40% | यूरिक अम्ल की उपस्थिति के कारण तीव्र खनिजीकरण |
| 8. | मूंगफली की खली (Groundnut Cake) | सांद्रित (खाद्य खली) | 7.30% | 1.50% | 1.30% | सामान्य तिलहनी खलियों में सर्वाधिक नत्रजन प्रतिशत |
| 9. | सरसों की खली (Mustard Cake) | सांद्रित (खाद्य खली) | 5.20% | 1.80% | 1.20% | रबी फसलों एवं सब्जियों में व्यापक प्रयोग |
| 10. | नीम की खली (Neem Cake) | सांद्रित (अखाद्य खली) | 5.20% | 1.00% | 1.40% | Azadirachtin युक्त; प्राकृतिक नाइट्रीकरण अवरोधक व सूत्रकृमिनाशक |
| 11. | अरंडी की खली (Castor Cake) | सांद्रित (अखाद्य खली) | 4.30% | 1.80% | 1.30% | Ricin एल्केलॉइड युक्त; दीमक नियंत्रण में सहायक |
| 12. | महुआ की खली (Mahua Cake) | सांद्रित (अखाद्य खली) | 2.50% | 0.80% | 1.80% | Saponin युक्त; धीमा विघटन — बुवाई से 2 माह पूर्व डालें |
| 13. | रक्त चूर्ण (Dried Blood / Blood Meal) | सांद्रित (प्राणीजन्य) | 10.0–12.0% | 1.0–2.0% | 1.00% | शीघ्र प्रभावी कार्बनिक नत्रजन स्रोत |
| 14. | कच्ची हड्डी का चूरा (Raw Bone Meal) | सांद्रित (प्राणीजन्य) | 3.0–4.0% | 20.0–25.0% | — | अम्लीय मृदाओं एवं फल वृक्षों के लिए उत्कृष्ट P स्रोत |
| 15. | भाप उपचारित हड्डी का चूरा (Steamed Bone Meal) | सांद्रित (प्राणीजन्य) | 1.0–2.0% | 25.0–30.0% | — | 16% P2O5 साइट्रिक अम्ल में घुलनशील |
सारणी 10.2: प्रमुख रासायनिक उर्वरकों का पोषक तत्व संघटन, रासायनिक रूप एवं तुल्यांक अम्लीयता/क्षारीयता
| क्र.सं. | उर्वरक का नाम (Chemical Fertilizer) | रासायनिक सूत्र | % N | % P2O5 | % K2O | अन्य पोषक तत्व | तुल्यांक अम्लीयता / क्षारीयता (kg CaCO3/100 kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | निर्जल अमोनिया (Anhydrous Ammonia) | NH3 (द्रव/गैस) | 82.0% | 0 | 0 | — | 148 (अम्लीय — सर्वोच्च) |
| 2. | यूरिया (Urea / Carbamide) | CO(NH2)2 | 46.0% | 0 | 0 | एमाइड रूप | 80 (अम्लीय) |
| 3. | अमोनियम क्लोराइड (Ammonium Chloride) | NH4Cl | 25.0–26.0% | 0 | 0 | 66% Cl | 128 (ठोस में सर्वोच्च अम्लीय) |
| 4. | अमोनियम सल्फेट (Ammonium Sulphate) | (NH4)2SO4 | 20.6% | 0 | 0 | 24.0% S | 110 (अम्लीय) |
| 5. | अमोनियम नाइट्रेट (Ammonium Nitrate) | NH4NO3 | 33.0–34.0% | 0 | 0 | 50% NH4 + 50% NO3 | 60 (अम्लीय) |
| 6. | कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट (CAN — किसान खाद) | CaCO3·NH4NO3 | 25.0% | 0 | 0 | 8.1% Ca, 4.5% Mg | 0 (उदासीन / Neutral) |
| 7. | सोडियम नाइट्रेट (Chilean Saltpetre) | NaNO3 | 16.0% | 0 | 0 | 27% Na | 29 (क्षारीय तुल्यांक) |
| 8. | कैल्शियम सायनामाइड (Calcium Cyanamide) | CaCN2 | 21.0% | 0 | 0 | 38% Ca | 63 (क्षारीय तुल्यांक) |
| 9. | सिंगल सुपर फास्फेट (SSP) | Ca(H2PO4)2 + CaSO4 | 0 | 16.0% | 0 | 12% S + 19.5% Ca | 0 (उदासीन) |
| 10. | डबल सुपर फास्फेट (DSP) | Ca(H2PO4)2 | 0 | 32.0% | 0 | — | उदासीन |
| 11. | ट्रिपल सुपर फास्फेट (TSP) | Ca(H2PO4)2 | 0 | 46.0–48.0% | 0 | 13–14% Ca | उदासीन |
| 12. | डाई-अमोनियम फास्फेट (DAP) | (NH4)2HPO4 | 18.0% | 46.0% | 0 | जटिल उर्वरक | 77 (अम्लीय) |
| 13. | म्यूरिएट ऑफ पोटाश (MOP) | KCl | 0 | 0 | 60.0% | 47% Cl | 0 (उदासीन) |
| 14. | सल्फेट ऑफ पोटाश (SOP) | K2SO4 | 0 | 0 | 48.0–50.0% | 17.5% S | 0 (उदासीन; तम्बाकू/आलू हेतु) |
08 व्यावहारिक कृषि अनुप्रयोग — राजस्थान एवं भारतीय परिप्रेक्ष्य (Practical Applications)
श्री कर्ण नरेंद्र कृषि विश्वविद्यालय (SKNAU), जोबनेर तथा राजस्थान की शुष्क व अर्द्ध-शुष्क कृषि परिस्थितियों में खाद, उर्वरक एवं जैव-उर्वरकों के व्यावहारिक अनुप्रयोग के प्रमुख नियम निम्नलिखित हैं:
- राजस्थान की बलुई मृदाओं में बैंगलोर कम्पोस्ट एवं वर्मीकम्पोस्ट का महत्व: पश्चिमी एवं मध्य राजस्थान (जयपुर, जोबनेर, जोधपुर, सीकर, नागौर) की रेतीली दोमट मृदाओं में कार्बनिक कार्बन (Organic Carbon) 0.2% से 0.4% (अत्यंत न्यून) पाया जाता है। यहाँ कम वर्षा एवं उच्च ताप के कारण इंदौर विधि से खाद बनाने पर नमी जल्दी उड़ जाती है; अतः किसानों को बैंगलोर अवायवीय विधि या छप्पर के नीचे Eisenia fetida केंचुए द्वारा वर्मीकम्पोस्ट तैयार करने की सिफारिश की जाती है। बुवाई से 3 सप्ताह पूर्व 10 टन FYM या 3–4 टन वर्मीकम्पोस्ट/हेक्टेयर डालने से बाजरा, मूंग व गेहूँ में नमी संरक्षण क्षमता 25% तक बढ़ जाती है।
- सरसों एवं मूंगफली (तिलहनी फसलों) में DAP की तुलना में SSP की श्रेष्ठता: किसान प्रायः फास्फोरस की पूर्ति के लिए केवल DAP का प्रयोग करते हैं, जिसमें सल्फर (S) शून्य होता है। सरसों (Mustard) एवं मूंगफली में तेल संश्लेषण और ग्लूकोसिनोलेट निर्माण के लिए सल्फर और कैल्शियम अत्यंत आवश्यक हैं। अतः तिलहनी व दलहनी फसलों में फास्फोरस की पूर्ति सिंगल सुपर फास्फेट (SSP — 16% P2O5 + 12% S + 19.5% Ca) से करना अधिक लाभकारी एवं सस्ता होता है।
- चना एवं ग्वार में राइजोबियम + PSB सह-टीकाकरण (Dual Inoculation): राजस्थान की क्षारीय एवं चूनायुक्त मृदाओं (pH 7.8–8.5) में फास्फोरस कैल्शियम के साथ बंधकर अघुलनशील हो जाता है। जब चना (Mesorhizobium ciceri) या मूंग/ग्वार के बीजों को राइजोबियम + PSB (Bacillus megaterium) दोनों कल्चर (प्रत्येक 5–10 ग्राम/किग्रा बीज) से उपचारित किया जाता है, तो PSB अघुलनशील फास्फोरस को घोलकर जड़ों को देता है जिससे राइजोबियम की ग्रंथियाँ (Nodulation) अधिक बनती हैं और उपज में 12–18% की वृद्धि होती है।
- दीमक-प्रभावित क्षेत्रों में कच्ची गोबर खाद का निषेध एवं नीम/अरंडी खली का प्रयोग: शुष्क क्षेत्रों में कभी भी अधकच्ची (Undecomposed) गोबर की खाद खेत में नहीं डालनी चाहिए क्योंकि यह दीमक (Termites — Odontotermes obesus) को आकर्षित करती है। हमेशा पूर्ण सड़ी खाद या 5 क्विंटल/हेक्टेयर नीम की खली / अरंडी की खली का प्रयोग करना चाहिए।
09 महत्वपूर्ण सूत्र एवं हल किए गए संख्यात्मक प्रश्न (Formulas & Worked Numericals)
(A) पोषक तत्व रूपांतरण एवं उर्वरक गणना के मानक सूत्र (Standard Conversion & Fertilizer Formulas)
• % K = % K2O × 0.8300 | % K2O = % K × 1.20
प्रमुख एकल उर्वरकों के गुणांक (Conversion Factors): 1 kg N = 2.174 kg यूरिया (100/46) = 4.85 kg अमोनियम सल्फेट (100/20.6) | 1 kg P2O5 = 6.25 kg SSP (100/16) = 2.174 kg DAP (100/46) | 1 kg K2O = 1.667 kg MOP (100/60)।
(B) पोषक तत्व उपयोग दक्षता (NUE) के 4 प्रमुख सूचकांक (Indices of NUE)
संकेत (Where): YF = उर्वरक उपचारित प्लॉट की दाना उपज (kg/ha); Y0 = बिना उर्वरक वाले नियंत्रित प्लॉट (Control plot) की दाना उपज (kg/ha); UF = उर्वरक प्लॉट में पौधे द्वारा कुल पोषक तत्व अवशोषण (Total nutrient uptake in kg/ha); U0 = नियंत्रित प्लॉट में कुल पोषक तत्व अवशोषण (kg/ha); F = प्रयोग किए गए पोषक तत्व की मात्रा (Rate of nutrient applied in kg/ha)।
(C) परीक्षा उपयोगी हल किए गए संख्यात्मक प्रश्न (Solved Numerical Examples)
एक किसान को 1 हेक्टेयर सिंचित गेहूँ की फसल में 120 kg N : 60 kg P2O5 : 40 kg K2O प्रति हेक्टेयर की सिफारिश की गई है। यदि उसके पास DAP (18% N, 46% P2O5), यूरिया (46% N) तथा MOP (60% K2O) उपलब्ध हैं, तो प्रत्येक उर्वरक की आवश्यक मात्रा की गणना कीजिए।
चरणबद्ध हल (Step-by-Step Solution):
• चरण 1 (पहले हमेशा जटिल उर्वरक DAP से फास्फोरस की पूर्ति करें):
आवश्यक P2O5 = 60 kg/ha। चूँकि DAP में 46% P2O5 होता है:
आवश्यक DAP की मात्रा = (60 × 100) ÷ 46 = 130.43 kg DAP/ha।
• चरण 2 (130.43 kg DAP से स्वतः प्राप्त नत्रजन की गणना करें):
DAP में 18% N भी होता है, अतः 130.43 kg DAP से प्राप्त नत्रजन = (130.43 × 18) ÷ 100 = 23.48 kg N/ha।
• चरण 3 (शेष नत्रजन की यूरिया से पूर्ति करें):
शेष आवश्यक नत्रजन = 120 − 23.48 = 96.52 kg N/ha।
चूँकि यूरिया में 46% N होता है, अतः आवश्यक यूरिया की मात्रा = (96.52 × 100) ÷ 46 = 209.83 kg (लगभग 210 kg) यूरिया/ha।
• चरण 4 (पोटाश की MOP से पूर्ति करें):
आवश्यक K2O = 40 kg/ha। चूँकि MOP में 60% K2O होता है:
आवश्यक MOP की मात्रा = (40 × 100) ÷ 60 = 66.67 kg MOP/ha।
अंतिम उत्तर: किसान को प्रति हेक्टेयर 130.43 kg DAP, 209.83 kg यूरिया तथा 66.67 kg MOP की आवश्यकता होगी।
गेहूँ के एक प्रयोगात्मक खेत में बिना नत्रजन वाले नियंत्रित प्लॉट (Control plot) से 2200 kg/ha दाना उपज मिली और फसल ने मृदा से 35 kg N/ha अवशोषित किया। जब दूसरे प्लॉट में 100 kg N/ha दिया गया, तो दाना उपज बढ़कर 4400 kg/ha हो गई तथा फसल द्वारा कुल नत्रजन अवशोषण 80 kg N/ha रहा। नत्रजन की (i) सस्य वैज्ञानिक दक्षता (AE), (ii) आभासी पुनर्प्राप्ति दक्षता (ARE), तथा (iii) कार्यिकीय दक्षता (PE) ज्ञात कीजिए।
चरणबद्ध हल:
दिया गया है: Y0 = 2200 kg/ha, YF = 4400 kg/ha, U0 = 35 kg N/ha, UF = 80 kg N/ha, तथा F = 100 kg N/ha।
• (i) सस्य वैज्ञानिक दक्षता (AE) = (YF − Y0) ÷ F = (4400 − 2200) ÷ 100 = 2200 ÷ 100 = 22.0 kg grain / kg N applied।
• (ii) आभासी पुनर्प्राप्ति दक्षता (ARE %) = [ (UF − U0) ÷ F ] × 100 = [ (80 − 35) ÷ 100 ] × 100 = 45.0%।
• (iii) कार्यिकीय दक्षता (PE) = (YF − Y0) ÷ (UF − U0) = (4400 − 2200) ÷ (80 − 35) = 2200 ÷ 45 = 48.89 kg grain / kg N absorbed।
10 त्वरित पुनरावलोकन (Quick Revision Bullet Points)
🌱 कार्बनिक खाद व कम्पोस्ट
- FYM: 0.5% N, 0.2% P2O5, 0.5% K2O। ट्रेंच विधि: डॉ. सी.एन. आचार्य।
- इंदौर विधि: हॉवर्ड एवं वाड (वायवीय, 3 पलटाई: 15, 30 व 60 दिन पर)।
- बैंगलोर विधि: डॉ. सी.एन. आचार्य (अवायवीय, पलटाई रहित, शुष्क क्षेत्र हेतु)।
- नाडेप विधि: नारायण देवराव पांढरीपांडे (10’×6’×3′ छिद्रयुक्त ईंट टैंक)।
- वर्मीकम्पोस्ट: Eisenia fetida (रेड विगलर); 1.5–3% N।
- खलियाँ: मूंगफली में सर्वाधिक N (7.3%); महुआ में सैपोनिन (Saponin)।
🧪 रासायनिक उर्वरक तथ्य
- प्रथम निर्मित उर्वरक: SSP (1842, J.B. Lawes; 16% P2O5 + 12% S + 19.5% Ca)।
- सर्वाधिक N%: निर्जल अमोनिया (82% N); ठोस में यूरिया (46% N)।
- किसान खाद (CAN): 25% N (उदासीन उर्वरक)।
- सर्वाधिक अम्लीय ठोस उर्वरक: अमोनियम क्लोराइड (तुल्यांक अम्लीयता = 128)।
- यूरिया में बायूरेट सीमा: सामान्य ≤1.5%; पर्णीय छिड़काव ≤0.5%।
- आलू व तम्बाकू में पोटाश: सदैव SOP (K2SO4), कभी भी MOP नहीं।
🦠 जैव-उर्वरक (Biofertilizers)
- दलहन (सहजीवी): Rhizobium (लेग-हीमोग्लोबिन + Mo-Fe नाइट्रोजिनेज)।
- धान (जलमग्न): Azolla pinnata (Anabaena azollae) एवं BGA।
- बाजरा, ज्वार, मक्का (C4): Azospirillum (सहचारी सहजीवी)।
- गेहूँ, सरसों, कपास, सब्जियाँ: Azotobacter chroococcum (मुक्तजीवी)।
- गन्ना: Gluconacetobacter diazotrophicus।
- फास्फोरस: PSB (घुलनशील करता है), VAM/Mycorrhiza (गतिशील करता है)।
📈 पोषक तत्व उपयोग दक्षता (NUE)
- औसत NUE: K (60–80%) > N (30–50%) > P (15–20%) > S (8–12%) > सूक्ष्म (2–5%)।
- नाइट्रीकरण अवरोधक: N-Serve (Nitrapyrin), DCD, AM, नीम व करंज खली।
- यूरिएज अवरोधक: NBPT, PPD, Hydroquinone।
- धीमे घुलने वाले उर्वरक: नीम-लेपित यूरिया, SCU, IBDU, CDU, UF।
- धान के अपचयित क्षेत्र में: अमोनियम सल्फेट या यूरिया सुपर ग्रेन्यूल (USG)।
11 भाग A: बहुविकल्पीय प्रश्न (20 Exam-Oriented MCQs)
- (A) 1.5% N, 1.0% P2O5, 1.5% K2O
- (B) 0.5% N, 0.2% P2O5, 0.5% K2O
- (C) 0.2% N, 0.5% P2O5, 0.2% K2O
- (D) 2.5% N, 1.5% P2O5, 2.0% K2O
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: मानक रूप से सड़ी हुई गोबर की खाद (FYM) में औसतन 0.5% नत्रजन, 0.2% फास्फोरस तथा 0.5% पोटाश पाया जाता है।
- (A) नीम की खली (Neem cake)
- (B) महुआ की खली (Mahua cake)
- (C) मूंगफली की खली (Groundnut cake)
- (D) सरसों की खली (Mustard cake)
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: मूंगफली की खली एक खाद्य खली है जिसमें सामान्य खलियों में सर्वाधिक 7.3% N, 1.5% P2O5 तथा 1.3% K2O पाया जाता है (छिलका रहित कुसुम खली में 7.9% N होता है)।
- (A) सर अल्बर्ट हॉवर्ड एवं वाड (Sir Albert Howard & Wad)
- (B) डॉ. सी.एन. आचार्य (Dr. C.N. Acharya)
- (C) नारायण देवराव पांढरीपांडे (N.D. Pandharipande)
- (D) जे.बी. लॉज (J.B. Lawes)
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: डॉ. सी.एन. आचार्य ने 1939 में भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc), बेंगलुरु में अवायवीय कम्पोस्ट निर्माण की बैंगलोर विधि तथा FYM की संशोधित ट्रेंच विधि विकसित की थी।
- (A) इसमें नत्रजन अत्यधिक (15%) होती है
- (B) इसमें ‘सैपोनिन’ (Saponin) नामक एल्केलॉइड और उच्च C:N अनुपात होने से इसका खनिजीकरण बहुत धीमा होता है
- (C) यह जल में तुरंत घुल जाती है
- (D) इसमें फास्फोरस की विषाक्तता होती है
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: महुआ की खली (2.5% N) में सैपोनिन होता है जो सूक्ष्मजैविक नाइट्रीकरण को धीमा करता है, इसलिए इसे बुवाई से 6–8 सप्ताह पूर्व डाला जाता है।
- (A) Pheretima posthuma
- (B) Eisenia fetida
- (C) Lumbricus terrestris
- (D) Drawida willsi
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: Eisenia fetida (Red wiggler) एक सतह पर रहने वाली एपिजिक (Epigeic) प्रजाति है जो 90% कार्बनिक कचरा खाती है और तापमान के उतार-चढ़ाव को सहन कर लेती है।
- (A) यूरिया (Urea)
- (B) अमोनियम सल्फेट (Ammonium Sulphate)
- (C) कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट (CAN)
- (D) डाई-अमोनियम फास्फेट (DAP)
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: CAN में 25% N (12.5% NH4+ एवं 12.5% NO3−) तथा कैल्शियम कार्बोनेट होता है, जिससे मृदा के pH पर इसका प्रभाव उदासीन (तुल्यांक अम्लीयता = 0) रहता है।
- (A) 0.1%
- (B) 1.5%
- (C) 3.5%
- (D) 5.0%
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: मृदा में प्रयोग हेतु यूरिया में बायूरेट की अधिकतम सीमा 1.5% है, जबकि पर्णीय छिड़काव (Foliar spray) के लिए यह 0.5% से अधिक नहीं होनी चाहिए।
- (A) KCl में पोटाश कम होता है
- (B) KCl का क्लोराइड (Cl−) आयन तम्बाकू की ज्वलनशीलता और आलू में स्टार्च की मात्रा को घटा देता है
- (C) KCl जल में अघुलनशील है
- (D) K2SO4 में नत्रजन अधिक होती है
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: क्लोराइड संवेदनशील फसलों (तम्बाकू, आलू, अंगूर) में Cl− आयन गुणवत्ता बिगाड़ता है, अतः इनमें क्लोराइड-रहित सल्फेट ऑफ पोटाश (SOP: 48–50% K2O + 17.5% S) दिया जाता है।
- (A) 46% P2O5, 0% S, 18% Ca
- (B) 16% P2O5, 12% S, 19.5% Ca
- (C) 32% P2O5, 24% S, 10% Ca
- (D) 20% P2O5, 20% S, 0% Ca
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: SSP में 16% जल-घुलनशील P2O5 के साथ-साथ 11–12% सल्फर और 19.5–21% कैल्शियम पाया जाता है।
- (A) सिंगल सुपर फास्फेट (SSP)
- (B) डाई-अमोनियम फास्फेट (DAP)
- (C) बेसिक स्लैग एवं डाई-कैल्शियम फास्फेट (Basic Slag & DCP)
- (D) रॉक फास्फेट (Rock Phosphate)
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: SSP व DAP जल-घुलनशील हैं, रॉक फास्फेट जल व साइट्रिक अम्ल दोनों में अघुलनशील है, जबकि बेसिक स्लैग (14–18% P2O5) और DCP साइट्रिक अम्ल में घुलनशील हैं।
- (A) यूरिया (80)
- (B) अमोनियम सल्फेट (110)
- (C) अमोनियम क्लोराइड (128)
- (D) डीएपी (77)
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: सभी उर्वरकों में सर्वोच्च तुल्यांक अम्लीयता निर्जल अमोनिया (148 — गैस/द्रव) की होती है, परंतु ठोस उर्वरकों में अमोनियम क्लोराइड (NH4Cl) की तुल्यांक अम्लीयता सर्वाधिक (128 kg CaCO3/100 kg उर्वरक) होती है।
- (A) Rhizobium leguminosarum
- (B) Azospirillum lipoferum
- (C) Anabaena azollae
- (D) Frateuria aurantia
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: Azospirillum एक सहचारी सहजीवी जीवाणु है जो ज्वार, बाजरा एवं मक्का की जड़ों के साथ सहचर्य बनाकर 20–40 kg N/ha स्थिर करता है।
- (A) Bacillus polymyxa
- (B) Pseudomonas striata
- (C) VAM / माइकोराइजा (Glomus)
- (D) Aspergillus awamori
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: Bacillus, Pseudomonas और Aspergillus फास्फेट घुलनशील सूक्ष्मजीव (PSB/PSM) हैं, जबकि VAM (Vesicular-Arbuscular Mycorrhiza) एक सहजीवी कवक है जो फास्फोरस और जिंक को गतिशील (Mobilize) करता है।
- (A) Anabaena azollae
- (B) Azotobacter chroococcum
- (C) Sinorhizobium meliloti
- (D) Frankia
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: एजोला की पत्तियों की पृष्ठीय गुहिकाओं में Anabaena azollae नामक सायनोबैक्टीरिया सहजीवी रूप से रहकर धान के खेत में 30–60 kg N/ha स्थिर करता है।
- (A) N-Serve (Nitrapyrin) एवं DCD
- (B) जिप्सम (Gypsum)
- (C) म्यूरिएट ऑफ पोटाश
- (D) बोरेक्स (Borax)
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: N-Serve (2-chloro-6-(trichloromethyl) pyridine) तथा DCD (Dicyandiamide) Nitrosomonas जीवाणु की क्रिया को रोककर नाइट्रीकरण की दर धीमी करते हैं।
- (A) नत्रजन (Nitrogen)
- (B) फास्फोरस (Phosphorus)
- (C) पोटाश (Potassium)
- (D) उपरोक्त सभी की समान होती है
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: प्राथमिक पोषक तत्वों में पोटाश की उपयोग दक्षता सर्वाधिक (60–80%), नत्रजन की मध्यम (30–50%) तथा फास्फोरस की मृदा में उच्च स्थिरीकरण (Fixation) के कारण सबसे कम (15–20%) होती है।
- (A) इसमें कोई पलटाई नहीं की जाती
- (B) भराई के 15, 30 तथा 60 दिन बाद (कुल 3 पलटाई)
- (C) प्रतिदिन पलटाई की जाती है
- (D) केवल 90 दिन बाद एक पलटाई
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: इंदौर विधि वायवीय है जिसमें वायु संचार बनाए रखने हेतु भराई के 15 दिन, 30 दिन तथा 60 दिन बाद कुल तीन बार पलटाई की जाती है।
- (A) 46 kg
- (B) 50 kg
- (C) 100 kg
- (D) 200 kg
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: उर्वरक मात्रा = (आवश्यक पोषक तत्व × 100) ÷ पोषक तत्व % = (46 × 100) ÷ 46 = 100 kg यूरिया।
- (A) Gluconacetobacter diazotrophicus (Acetobacter)
- (B) Rhizobium trifolii
- (C) Bacillus megaterium
- (D) Nitrosomonas
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: Acetobacter diazotrophicus शर्करा-समृद्ध फसलों जैसे गन्ने के ऊतकों के भीतर रहकर उच्च शर्करा व अम्लीय pH पर भी 50–150 kg N/ha स्थिर करता है।
- (A) 2.29
- (B) 0.4364 (या 0.44)
- (C) 0.83
- (D) 1.20
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें
व्याख्या: % P = % P2O5 × 0.4364 तथा % P2O5 = % P × 2.29। जबकि पोटाश के लिए % K = % K2O × 0.83 तथा % K2O = % K × 1.20 होता है।
12 भाग B: रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए (10 Fill in the Blanks)
- विश्व में सर्वप्रथम रासायनिक उर्वरक के रूप में सन् 1842 में जे.बी. लॉज द्वारा __________ का निर्माण किया गया था।
- रासायनिक रूप से यूरिया एवं कैल्शियम सायनामाइड __________ (समूह) के संश्लेषित कार्बनिक नत्रजन उर्वरक हैं।
- गोबर की खाद (FYM) से अमोनिया के वाष्पीकरण द्वारा नत्रजन के ह्रास को रोकने के लिए __________ या सिंगल सुपर फास्फेट को रासायनिक संरक्षक (Preservative) के रूप में मिलाया जाता है।
- मानव विष्ठा (Night soil) को राख व मिट्टी के साथ सुखाकर बनाए गए गंधहीन चूर्ण को __________ कहते हैं।
- दलहनी फसलों की जड़ ग्रंथियों में पाया जाने वाला गुलाबी वर्णक __________ है, जो नाइट्रोजिनेज एंजाइम को ऑक्सीजन से बचाता है।
- नाडेप (NADEP) कम्पोस्ट विधि का विकास महाराष्ट्र के गांधीवादी कृषक __________ द्वारा किया गया था।
- रबी चारे की मुख्य फसल बरसीम (Berseem) के बीज उपचार हेतु राइजोबियम की __________ प्रजाति का प्रयोग किया जाता है।
- मृदा में यूरिएज एंजाइम की क्रिया को रोककर अमोनिया वाष्पीकरण घटाने वाला प्रमुख रसायन __________ (NBPT / PPD) है।
- दिए गए प्रति किलोग्राम पोषक तत्व से दाना उपज में होने वाली वृद्धि को __________ दक्षता (Agronomic Efficiency) कहते हैं।
- पोटाश को मृदा में घुलनशील बनाने वाले प्रमुख जीवाणु (KSB) का वैज्ञानिक नाम __________ है।
✔ सभी 10 रिक्त स्थानों के सही उत्तर देखें
13 भाग C एवं D: अति लघु एवं लघु उत्तरीय प्रश्न (Very Short & Short Answer Questions)
भाग C: 10 अति लघु उत्तरीय प्रश्न (1–2 अंक | उत्तर सीमा: 20–30 शब्द)
- उच्च विश्लेषणात्मक उर्वरक (High Analysis Fertilizers) किसे कहते हैं?
उत्तर: वे रासायनिक उर्वरक जिनमें प्राथमिक पादप पोषक तत्वों (N + P2O5 + K2O) की कुल सांद्रता 25% से अधिक होती है, उच्च विश्लेषणात्मक उर्वरक कहलाते हैं; जैसे यूरिया (46% N), DAP (18:46) एवं MOP (60% K2O)। - जटिल उर्वरक (Complex Fertilizers) एवं मिश्रित उर्वरक (Mixed Fertilizers) में एक मुख्य अंतर लिखिए।
उत्तर: जटिल उर्वरक (जैसे DAP, NPK 12:32:16) में दो या तीन प्राथमिक पोषक तत्व रासायनिक अभिक्रिया द्वारा एक ही दाने में जुड़े होते हैं, जबकि मिश्रित उर्वरक एकल उर्वरकों का भौतिक/यांत्रिक मिश्रण मात्र होते हैं। - बायूरेट (Biuret) क्या है और यह कैसे बनता है?
उत्तर: यूरिया निर्माण के दौरान दाने बनाते समय यदि तापमान 140°C–170°C से अधिक हो जाए, तो दो यूरिया अणु आपस में जुड़कर अमोनिया मुक्त करते हैं और ‘बायूरेट’ नामक पादप-विषैला यौगिक बनता है। - पेनिंग (Sheep/Goat Penning) से आप क्या समझते हैं?
उत्तर: फसल कटाई के बाद खाली खेत में रात्रि के समय भेड़ या बकरियों के झुंड को बैठाने की परंपरागत विधि को ‘पेनिंग’ कहते हैं, जिससे उनका पोषक-समृद्ध मल-मूत्र सीधे खेत की मिट्टी में मिल जाता है। - तुल्यांक अम्लीयता (Equivalent Acidity) की परिभाषा लिखिए।
उत्तर: किसी अम्लीय उर्वरक के 100 किलोग्राम प्रयोग से मृदा में उत्पन्न होने वाली अम्लीयता को उदासीन करने के लिए जितने किलोग्राम शुद्ध कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) की आवश्यकता होती है, उसे उस उर्वरक की तुल्यांक अम्लीयता कहते हैं। - किन्हीं दो अखाद्य तिलहनी खलियों (Non-edible oilcakes) के नाम एवं उनका नत्रजन प्रतिशत लिखिए।
उत्तर: (1) नीम की खली (5.2% N), तथा (2) अरंडी की खली (Castor cake – 4.3% N)। इनमें विषैले एल्केलॉइड होने के कारण इन्हें पशुओं को नहीं खिलाया जाता। - FIR बीज उपचार क्रम (FIR Sequence) क्या है?
उत्तर: जब बीज को रासायनिक दवाओं और जैव-उर्वरक दोनों से उपचारित करना हो, तो पहले F (Fungicide/कवकनाशी), फिर I (Insecticide/कीटनाशी) और अंत में बुवाई से ठीक पहले R (Rhizobium/जैव-उर्वरक) से उपचारित किया जाता है। - नीम-लेपित यूरिया (Neem Coated Urea) का मुख्य लाभ क्या है?
उत्तर: नीम के तेल में उपस्थित ट्राइटरपेन्स (Azadirachtin, Nimbin) मृदा में नाइट्रीकरण की दर को धीमा कर देते हैं, जिससे नत्रजन का निक्षालन व वाष्पीकरण रुकता है और NUE में 10–15% की वृद्धि होती है। - आभासी पुनर्प्राप्ति दक्षता (Apparent Recovery Efficiency – ARE) का सूत्र लिखिए।
उत्तर: ARE (%) = [ (उर्वरक प्लॉट में पोषक अवशोषण UF − नियंत्रित प्लॉट में अवशोषण U0) ÷ दिया गया पोषक तत्व F ] × 100। - फास्फेट घुलनशील जीवाणु (PSB) के दो प्रमुख वंश/प्रजातियों के नाम लिखिए।
उत्तर: (1) Bacillus megaterium var. phosphaticum (या Bacillus polymyxa), तथा (2) Pseudomonas striata।
भाग D: 8 लघु उत्तरीय प्रश्न (3–5 अंक | Collapsible Model Answers)
✔ आदर्श उत्तर देखें
रोकथाम के उपाय: (1) पक्की फर्श वाली पशुशाला में प्रति पशु 3 kg सूखा बिछावन बिछाना; (2) डॉ. सी.एन. आचार्य की ट्रेंच विधि (6m × 1.5m × 1m) में खंड-वार खाद भरना और ऊपर से गोबर-मिट्टी का लेप लगाना; (3) रासायनिक संरक्षक के रूप में जिप्सम या SSP (15–25 kg/टन) मिलाना जो अस्थिर अमोनियम कार्बोनेट को स्थिर अमोनियम सल्फेट में बदल देता है।
✔ आदर्श उत्तर देखें
• टैंक का आकार: भूमि के ऊपर 10 फीट लंबा × 6 फीट चौड़ा × 3 फीट ऊँचा छिद्रयुक्त ईंट का टैंक (9 इंच मोटी दीवार जिसमें हर तीसरी ईंट के बाद 7 इंच के जालीदार छेद होते हैं)।
• आवश्यक सामग्री (एक भराई हेतु): (1) कृषि कचरा/वानस्पतिक अवशेष: 1400–1500 kg; (2) ताजा गोबर: 90–100 kg; (3) छनी हुई खेत की मिट्टी: 1750 kg; (4) पानी: 1500–2000 लीटर। 90–120 दिनों में 3 से 3.5 टन उत्तम खाद तैयार होती है।
✔ आदर्श उत्तर देखें
✔ आदर्श उत्तर देखें
2. साइट्रिक अम्ल (2%) में घुलनशील (Citric acid-soluble — Dicalcium phosphate): हल्की अम्लीय मृदा तथा गन्ने जैसी दीर्घकालीन फसलों हेतु; जैसे बेसिक स्लैग (14–18% P2O5), DCP (34–39% P2O5)।
3. जल एवं साइट्रिक अम्ल दोनों में अघुलनशील (Insoluble — Tricalcium phosphate): केवल तीव्र अम्लीय मृदाओं (pH < 5.5) एवं रोपण फसलों हेतु; जैसे रॉक फास्फेट (20–40% P2O5) एवं बोन मील (20–30% P2O5)।
✔ आदर्श उत्तर देखें
• मटर समूह (मटर, मसूर, खेसारी): Rhizobium leguminosarum
• चना समूह (Chickpea): Mesorhizobium ciceri
• सोयाबीन समूह: Bradyrhizobium japonicum
• रिजका/मेथी समूह (Lucerne, Fenugreek): Sinorhizobium meliloti
• बरसीम समूह (Clover/Berseem): Rhizobium trifolii
• राजमा समूह (Phaseolus): Rhizobium phaseoli
✔ आदर्श उत्तर देखें
1. Right Source (सही स्रोत): फसल एवं मृदा pH के अनुरूप उर्वरक चुनना (जैसे तिलहन में सल्फर युक्त SSP, आलू में SOP)।
2. Right Rate (सही मात्रा): मृदा परीक्षण (Soil Test) एवं फसल की आवश्यकता के अनुसार संतुलित मात्रा देना।
3. Right Time (सही समय): नत्रजन को फसल की क्रांतिक मांग अवस्थाओं पर 2–3 किस्तों (Split doses) में देना।
4. Right Place (सही स्थान): फास्फोरस को बीज के नीचे नाई/पौरा या सीड-कम-फर्टिलाइजर ड्रिल द्वारा जड़ क्षेत्र में स्थापित (Band placement) करना।
✔ आदर्श उत्तर देखें
• धीमे घुलने वाले उर्वरक: इनमें या तो यूरिया के दानों पर जल-रोधी आवरण चढ़ाया जाता है (नीम-लेपित यूरिया, सल्फर-लेपित यूरिया SCU, लाख-लेपित यूरिया) या रासायनिक रूप से अल्प घुलनशील यौगिक बनाए जाते हैं (IBDU, CDU, Urea-Formaldehyde)।
✔ आदर्श उत्तर देखें
14 भाग E एवं F: अंतर स्पष्ट कीजिए एवं वैज्ञानिक कारण बताइए
भाग E: 4 महत्वपूर्ण तुलनात्मक अंतर (Differentiate Between)
1. कार्बनिक खाद (Organic Manures) बनाम रासायनिक उर्वरक (Chemical Fertilizers)
| तुलना का आधार | कार्बनिक खाद (Organic Manures) | रासायनिक उर्वरक (Chemical Fertilizers) |
|---|---|---|
| 1. उत्पत्ति एवं प्रकृति | पादप एवं जंतु अवशेषों के जैविक विघटन से प्राप्त प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ। | कारखानों में रासायनिक संश्लेषण द्वारा निर्मित अकार्बनिक लवण (यूरिया को छोड़कर)। |
| 2. पोषक तत्वों की सांद्रता | पोषक तत्व कम मात्रा में होते हैं (जैसे FYM में मात्र 0.5% N), अतः अधिक मात्रा (10–25 टन/ha) चाहिए। | पोषक तत्व उच्च एवं निश्चित सांद्रता में होते हैं (जैसे यूरिया में 46% N), कम मात्रा में प्रयुक्त। |
| 3. पोषक तत्वों की संख्या | सभी आवश्यक मुख्य, द्वितीयक एवं सूक्ष्म पोषक तत्व संतुलित रूप में पाए जाते हैं। | केवल 1, 2 या अधिकतम 3 निर्दिष्ट पोषक तत्व ही प्रदान करते हैं। |
| 4. उपलब्धता की गति | खनिजीकरण के बाद धीरे-धीरे (Slow release) पूरी फसल अवधि में उपलब्ध होते हैं; अवशिष्ट प्रभाव (Residual effect) 2–3 सीजन रहता है। | जल में घुलकर तुरंत उपलब्ध होते हैं; निक्षालन व वाष्पीकरण हानि अधिक होती है। |
| 5. मृदा की भौतिक व जैविक दशा | मृदा संरचना, जल धारण क्षमता (WHC), CEC एवं सूक्ष्मजैविक क्रियाशीलता को सुधारते हैं। | ह्यूमस प्रदान नहीं करते; निरंतर एकाकी प्रयोग से मृदा कठोर, अम्लीय या लवणीय हो सकती है। |
2. कम्पोस्ट निर्माण की इंदौर विधि (Indore Method) बनाम बैंगलोर विधि (Bangalore Method)
| तुलना का आधार | इंदौर विधि (Indore Method) | बैंगलोर विधि (Bangalore Method) |
|---|---|---|
| 1. खोजकर्ता एवं वर्ष | सर अल्बर्ट हॉवर्ड एवं वाई.डी. वाड (1924–1931, इंदौर)। | डॉ. सी.एन. आचार्य (1939, IISc बेंगलुरु)। |
| 2. विघटन की प्रकृति | पूर्णतः वायवीय (Aerobic) अपघटन। | प्रारंभ में 7 दिन वायवीय, तत्पश्चात् पूर्णतः अवायवीय (Anaerobic) अपघटन। |
| 3. पलटाई (Turning) एवं श्रम | 15, 30 व 60 दिन पर 3 बार पलटाई आवश्यक; श्रम व पानी की अधिक खपत। | कोई पलटाई नहीं की जाती (मिट्टी से सील कर देते हैं); श्रम व पानी की बचत। |
| 4. नत्रजन एवं कार्बनिक पदार्थ संरक्षण | बार-बार पलटाई से CO2 व NH3 के रूप में कुछ हानि होती है। | नत्रजन एवं कार्बनिक पदार्थ का संरक्षण अधिक होता है और खाद की रिकवरी ज्यादा मिलती है। |
| 5. तैयार होने की अवधि एवं उपयुक्तता | 3 से 4 माह; पर्याप्त जल उपलब्धता वाले क्षेत्रों हेतु उपयुक्त। | 4 से 6 माह; राजस्थान जैसे शुष्क एवं कम वर्षा वाले क्षेत्रों के लिए सर्वश्रेष्ठ। |
3. स्थूल कार्बनिक खाद (Bulky Organic Manures) बनाम सांद्रित कार्बनिक खाद (Concentrated Organic Manures)
| तुलना का आधार | स्थूल कार्बनिक खाद (Bulky Organic Manures) | सांद्रित कार्बनिक खाद (Concentrated Organic Manures) |
|---|---|---|
| 1. पोषक तत्व सांद्रता | पोषक तत्वों का प्रतिशत कम (0.5% से 3% N) तथा आयतन (Bulk) अधिक होता है। | पोषक तत्वों का प्रतिशत अधिक (2.5% से 13% N या 20–30% P2O5) तथा आयतन कम होता है। |
| 2. C:N अनुपात एवं विघटन | C:N अनुपात अपेक्षाकृत चौड़ा (20:1 से 30:1); धीमा खनिजीकरण। | C:N अनुपात संकीर्ण (10:1 से 15:1, महुआ खली को छोड़कर); अपेक्षाकृत शीघ्र खनिजीकरण। |
| 3. प्रयोग की मात्रा एवं उदाहरण | 10–25 टन/हेक्टेयर; उदाहरण: FYM, कम्पोस्ट, वर्मीकम्पोस्ट, हरी खाद। | 0.5–2.5 टन/हेक्टेयर; उदाहरण: मूंगफली/नीम/सरसों की खली, बोन मील, ब्लड मील। |
4. म्यूरिएट ऑफ पोटाश (MOP / KCl) बनाम सल्फेट ऑफ पोटाश (SOP / K2SO4)
| तुलना का आधार | म्यूरिएट ऑफ पोटाश (MOP — KCl) | सल्फेट ऑफ पोटाश (SOP — K2SO4) |
|---|---|---|
| 1. पोषक तत्व संघटन | 58–60% K2O तथा ~47% क्लोरीन (Cl−)। | 48–50% K2O तथा 17.5% सल्फर (S); क्लोराइड-रहित। |
| 2. फसल अनुकूलता एवं गुणवत्ता प्रभाव | अनाज व सामान्य फसलों हेतु उपयुक्त, परंतु तम्बाकू, आलू, अंगूर व चुकंदर में गुणवत्ता घटाता है। | तम्बाकू (ज्वलनशीलता सुधारने), आलू (स्टार्च बढ़ाने) एवं फलों के लिए सर्वोत्तम पोटाश स्रोत। |
भाग F: 5 वैज्ञानिक कारण स्पष्ट कीजिए (Explain Why / Short Notes)
- बीज को राइजोबियम कल्चर से उपचारित करने के बाद हमेशा छाया में ही क्यों सुखाया जाता है?
कारण: राइजोबियम और अन्य जैव-उर्वरकों में जीवित जीवाणु कोशिकाएँ होती हैं। यदि उपचारित बीज को सीधी धूप में सुखाया जाए, तो सूर्य की पराबैंगनी किरणों (UV rays) और उच्च ताप व निर्जलीकरण से जीवित जीवाणु मर जाते हैं और टीकाकरण निष्फल हो जाता है। - क्षारीय व चूनायुक्त मृदाओं (pH > 7.5) में यूरिया को सतह पर छिटकने से नत्रजन की भारी हानि क्यों होती है?
कारण: उच्च pH एवं CaCO3 की उपस्थिति में यूरिया के जल-अपघटन से बना अमोनियम आयन (NH4+) OH− आयन से क्रिया करके अस्थिर अमोनिया गैस (NH3↑) में बदल जाता है और वाष्पीकरण (Volatilization) द्वारा वायुमंडल में उड़ जाता है। - वर्मीकम्पोस्ट बेड में ताजा गोबर सीधे क्यों नहीं डाला जाता?
कारण: ताजे गोबर में तीव्र सूक्ष्मजैविक किण्वन (Thermophilic fermentation) होने से बेड का तापमान 60°C–70°C तक बढ़ जाता है और मिथेन व अमोनिया गैस बनती है, जिससे केंचुए (जो केवल 20°C–30°C सहन कर सकते हैं) मर जाते हैं। इसलिए गोबर को 15–20 दिन ठंडा करके डाला जाता है। - फास्फोरस उर्वरकों को खड़ी फसल में टॉप ड्रेसिंग के बजाय बुवाई के समय बैंड प्लेसमेंट द्वारा क्यों दिया जाता है?
कारण: मृदा में फास्फोरस (H2PO4−) अत्यधिक अगतिशील (Immobile) होता है और मृदा कणों के संपर्क में आते ही Fe, Al या Ca के साथ स्थिर हो जाता है। इसे बुवाई के समय बीज के 3–5 सेमी नीचे जड़ क्षेत्र में रखने (Band placement) से प्रारंभिक जड़ विकास तेज होता है और स्थिरीकरण न्यूनतम रहता है। - तिलहनी फसलों (सरसों, मूंगफली) में फास्फोरस के लिए DAP से बेहतर SSP क्यों माना जाता है?
कारण: SSP में 16% फास्फोरस के अतिरिक्त 12% सल्फर (S — जो तेल संश्लेषण तथा सल्फर-युक्त अमीनो अम्ल सिस्टीन व मिथियोनीन के लिए अनिवार्य है) तथा 19.5% कैल्शियम (जो मूंगफली में पेगिंग व दाना भराव के लिए आवश्यक है) मुफ्त प्राप्त होता है, जबकि DAP में सल्फर व कैल्शियम शून्य होते हैं।
15 भाग G: दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (5 Long Answer Questions — 8 to 15 Marks)
✔ दीर्घ उत्तर की रूपरेखा (Model Answer Framework) देखें
2. वर्गीकरण:
• (A) स्थूल कार्बनिक खाद (Bulky Organic Manures): FYM (0.5:0.2:0.5), ग्रामीण व शहरी कम्पोस्ट (1.4:1.0:1.4), वर्मीकम्पोस्ट (1.5–3% N), नाइट सॉइल (5.5% N), सीवेज व स्लज, भेड़-बकरी खाद (3% N), मुर्गी खाद (3.03% N) एवं हरी खाद।
• (B) सांद्रित कार्बनिक खाद (Concentrated Organic Manures): खाद्य खलियाँ (मूंगफली 7.3% N, सरसों 5.2% N, तिल 6.2% N), अखाद्य खलियाँ (नीम 5.2% N, अरंडी 4.3% N, करंज 3.9% N, महुआ 2.5% N) तथा प्राणीजन्य खाद (Blood meal 10–12% N, Bone meal 20–30% P2O5, Fish meal 4–10% N)।
3. फसल उत्पादन में भूमिका: (i) भौतिक गुण सुधार (दानेदार संरचना, जल धारण क्षमता, कम स्थूल घनत्व); (ii) रासायनिक गुण सुधार (संतुलित सूक्ष्म पोषक तत्व, उच्च CEC 150–300 cmol/kg, उभयप्रतिरोधी क्षमता, कीलेट निर्माण); (iii) जैविक गुण सुधार (लाभदायक सूक्ष्मजीवों व केंचुओं की वृद्धि)।
✔ दीर्घ उत्तर की रूपरेखा (Model Answer Framework) देखें
2. इंदौर विधि (हॉवर्ड एवं वाड): वायवीय विधि, 15 सेमी कचरा + 5 सेमी गोबर की परतें, 15, 30 व 60 दिन पर 3 पलटाई, 3–4 माह की अवधि।
3. बैंगलोर विधि (डॉ. सी.एन. आचार्य): गर्म किण्वन अवायवीय विधि, प्रारंभिक 7 दिन वायवीय (60–70°C ताप) तत्पश्चात् मिट्टी के लेप से बंद करना, बिना पलटाई, शुष्क क्षेत्रों हेतु उपयुक्त।
4. नाडेप विधि (एन.डी. पांढरीपांडे): 10′ × 6′ × 3′ छिद्रयुक्त ईंट टैंक, आवश्यक सामग्री (1500 kg कचरा + 100 kg गोबर + 1750 kg मिट्टी + 1500 L पानी), चित्र 10.1 का आरेखण।
✔ दीर्घ उत्तर की रूपरेखा (Model Answer Framework) देखें
2. नत्रजनधारी उर्वरक (4 समूह): (i) नाइट्रेट (NaNO3 16%, Ca(NO3)2 15.5% — क्षारीय व टॉप ड्रेसिंग हेतु); (ii) अमोनियाकल (अमोनियम सल्फेट 20.6% N + 24% S, अमोनियम क्लोराइड 25% N — धान हेतु व अम्लीय प्रभाव); (iii) नाइट्रेट + अमोनियाकल (CAN 25% N उदासीन किसान खाद, अमोनियम नाइट्रेट 33%); (iv) एमाइड (यूरिया 46% N, बायूरेट सीमा, कैल्शियम सायनामाइड 21% N)।
3. फास्फोरसधारी उर्वरक (3 समूह): जल-घुलनशील (SSP, DSP, TSP, DAP), साइट्रिक अम्ल-घुलनशील (Basic slag, DCP) तथा अघुलनशील (Rock phosphate, Bone meal)।
4. पोटाशधारी उर्वरक: MOP (KCl 60% K2O) बनाम SOP (K2SO4 50% K2O — आलू व तम्बाकू में महत्व)।
✔ दीर्घ उत्तर की रूपरेखा (Model Answer Framework) देखें
2. नत्रजन स्थिरीकारक जैव-उर्वरक:
• सहजीवी (Symbiotic): Rhizobium (दलहन क्रॉस-इनोक्यूलेशन समूह, लेग-हीमोग्लोबिन व नाइट्रोजिनेज की भूमिका), Azolla-Anabaena (धान), Frankia।
• सहचारी (Associative): Azospirillum (बाजरा, ज्वार, मक्का)।
• मुक्तजीवी (Free-living): Azotobacter (गेहूँ, सरसों, कपास), नील-हरित शैवाल BGA (धान), Acetobacter (गन्ना)।
3. फास्फोरस जैव-उर्वरक: PSB (Bacillus polymyxa, Pseudomonas striata — कार्बनिक अम्ल द्वारा घुलनशीलता) तथा VAM/Mycorrhiza (Glomus — गतिशीलता)।
4. अनुप्रयोग विधि एवं सावधानियाँ: गुड़ के घोल से बीज उपचार (600 g/ha), कंद/पौध जड़ उपचार, मृदा अनुप्रयोग एवं FIR क्रम।
✔ दीर्घ उत्तर की रूपरेखा (Model Answer Framework) देखें
2. NUE के 4 गणितीय सूचकांक: AE = (YF − Y0)/F; ARE = [(UF − U0)/F]×100; PE = (YF − Y0)/(UF − U0); PFP = YF/F।
3. कम NUE के कारण: निक्षालन (Leaching), अमोनिया वाष्पीकरण (Volatilization), विनाइट्रीकरण (Denitrification), फास्फोरस व पोटाश का स्थिरीकरण (Fixation)।
4. NUE बढ़ाने के उपाय: (i) 4R Nutrient Stewardship (Right Source, Rate, Time, Place); (ii) नीम-लेपित यूरिया, SCU, IBDU, CDU; (iii) नाइट्रीकरण अवरोधक (N-Serve, DCD, नीम खली) एवं यूरिएज अवरोधक (NBPT, PPD); (iv) बैंड प्लेसमेंट, USG गहरा स्थापन, फर्टिगेशन एवं INM।
16 भाग H: विश्वविद्यालय एवं प्रतियोगी परीक्षा पैटर्न अभ्यास प्रश्न (PYQ-Pattern Practice Set)
- [University Theory Pattern — 2 Marks] “यूरिया एक कार्बनिक उर्वरक है, फिर भी इसे रासायनिक उर्वरकों की श्रेणी में रखा जाता है।” स्पष्ट कीजिए।
- [University Theory Pattern — 3 Marks] गोबर की खाद (FYM) में सुपर फास्फेट (SSP) या जिप्सम मिलाने के रासायनिक लाभ क्या हैं?
- [University Theory Pattern — 5 Marks] कम्पोस्ट निर्माण की इंदौर विधि एवं बैंगलोर विधि में 5 प्रमुख अंतर सारणीबद्ध कीजिए।
- [University Numerical Pattern — 5 Marks] 2 हेक्टेयर सरसों की फसल में 80 kg N, 40 kg P2O5 तथा 30 kg K2O प्रति हेक्टेयर देने के लिए यूरिया, सिंगल सुपर फास्फेट (SSP) तथा म्यूरिएट ऑफ पोटाश (MOP) की कुल आवश्यक मात्रा की गणना कीजिए। (संकेत उत्तर: 1 ha के लिए यूरिया = 173.91 kg, SSP = 250 kg, MOP = 50 kg; अतः 2 ha के लिए यूरिया = 347.82 kg, SSP = 500 kg, MOP = 100 kg)।
- [University Theory Pattern — 10 Marks] पोषक तत्व उपयोग दक्षता (NUE) क्या है? नत्रजन एवं फास्फोरस उर्वरकों की उपयोग दक्षता बढ़ाने के सस्य वैज्ञानिक एवं रासायनिक उपायों का विस्तार से वर्णन कीजिए।
- [Pre-PG / ICAR-JRF Pattern] सूची मिलान: (a) Azospirillum — बाजरा/ज्वार; (b) Gluconacetobacter — गन्ना; (c) Sinorhizobium meliloti — रिजका/मेथी; (d) Anabaena azollae — धान।
- [Pre-PG / ICAR-JRF Pattern] नत्रजन उर्वरकों को उनकी तुल्यांक अम्लीयता (Equivalent Acidity) के अवरोही क्रम में व्यवस्थित कीजिए: निर्जल अमोनिया (148) > अमोनियम क्लोराइड (128) > अमोनियम सल्फेट (110) > यूरिया (80) > डीएपी (77) > अमोनियम नाइट्रेट (60) > CAN (0)।
- [University Theory Pattern — 5 Marks] वर्मीकम्पोस्ट क्या है? इसकी निर्माण विधि एवं सामान्य गोबर की खाद (FYM) की तुलना में इसकी श्रेष्ठता के कारण लिखिए।
17 समेकित उत्तर कुंजी (Consolidated Answer Key — Part A MCQs)
| प्रश्न क्र. | उत्तर | प्रश्न क्र. | उत्तर | प्रश्न क्र. | उत्तर | प्रश्न क्र. | उत्तर |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Q.01 | (B) 0.5:0.2:0.5% | Q.06 | (C) CAN (किसान खाद) | Q.11 | (C) NH4Cl (128) | Q.16 | (B) फास्फोरस (15–20%) |
| Q.02 | (C) मूंगफली खली (7.3%) | Q.07 | (B) 1.5% बायूरेट | Q.12 | (B) Azospirillum | Q.17 | (B) 15, 30, 60 दिन |
| Q.03 | (B) डॉ. सी.एन. आचार्य | Q.08 | (B) Cl− गुणवत्ता ह्रास | Q.13 | (C) VAM (Glomus) | Q.18 | (C) 100 kg यूरिया |
| Q.04 | (B) सैपोनिन (Saponin) | Q.09 | (B) 16% P, 12% S, 19.5% Ca | Q.14 | (A) Anabaena azollae | Q.19 | (A) Gluconacetobacter |
| Q.05 | (B) Eisenia fetida | Q.10 | (C) Basic Slag & DCP | Q.15 | (A) N-Serve एवं DCD | Q.20 | (B) 0.4364 |





