હાઈડ્રોપોનીક્સ: કૃષિ સિંચાઈ માં અદ્યતન તકનીકોના પ્રકાર તેમ જ વાપરવાની રીત

હાઈડ્રોપોનીક્સ એ એક એવી ખેતી પદ્ધતિ છે જેમાં માટી વિના પાક ઉગાડવામાં આવે છે. પાંદડાંને માવજત અને પોષક તત્વો પૂરાં પાડવા માટે પાણી આધારિત ઉકેલોનો ઉપયોગ થાય છે. આ પદ્ધતિ ખાસ કરીને શહેરોમાં અને મોટા પાયે ખેતી માટે અત્યંત ઉપયોગી છે, જ્યાં જમીન મર્યાદિત હોય છે.

હાઈડ્રોપોનીક્સનાં પ્રકારો

• ડીપ વોટર કલ્ચર સીસ્ટમ (Deep Water Culture System): આ પદ્ધતિમાં છોડની મૂળીઓને સીધા જ પોષક તત્વોવાળા પાણીમાં ડૂબાડવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ ટૂંકા ગાળાના પાક માટે ખૂબ જ અસરકારક ગણાએ છે.
• ડ્રીપ સીસ્ટમ (Drip System): ડ્રિપ સીસ્ટમમાં પોષક તત્વો ધરાવતું દ્રાવક પાણીને છોડની મૂળીઓ સુધી ડ્રીપની રીતે પહોંચાડે છે. આ પદ્ધતિ તેની સરળતા માટે ઉત્તમ છે.
• પોષકતત્વોની ફિલ્મ સીસ્ટમ (Nutrient Film Technique - NFT): આ સીસ્ટમમાં પોષક તત્વો ધરાવતું પાણી છોડની મૂળીઓ પર એક પાતળા પડ તરીકે વહેંચવામાં આવે છે. છોડની મૂળીઓ આ પોષક તત્વોનો ઉપયોગ કરીને વિપુલ ઉત્પાદન આપે છે.
• એરોપોનીક્સ (Aeroponics): એરોપોનીક્સમાં, છોડની મૂળીઓને હવામાં જ લટકાવવામાં આવે છે અને પોષક તત્વોનો સ્પ્રે કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા ઓછી જગ્યામાં વધુ ઉત્પાદન મેળવી શકાય છે.

ડીપ વોટર કલ્ચર સીસ્ટમ (Deep Water Culture System)

        ડીપ વોટર કલ્ચર સીસ્ટમ હાઈડ્રોપોનીક્સમાં સૌથી સરળ અને પ્રાથમિક પદ્ધતિઓમાંની એક છે, અને આ સીસ્ટમનો ઉપયોગ ખાસ કરીને હળવા અને ટૂંકા ગાળાના પાક, જેમ કે લીલા શાકભાજી અને હર્બ્સ માટે કરવામાં આવે છે.

        હાઇડ્રોપોનીક્સના મૂળ સ્વરૂપોમાંની આ તકનીક ડીપ વોટર કલ્ચર (DWC) તરીકે ઓળખાય છે. આ પદ્ધતિને તરાપા પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, કારણ કે તે તરતો તરાપો, અથવા તો પાણીને ઓક્સિજન આપવા માટે જરૂરી એર પંપને કારણે વાયુમિશ્રણ તકનીક પર આધાર રાખે છે.

        પોષકતત્વોથી ભરપૂર પાણીને ટાંકીમાં અથવા ચોક્કસ ઊંડાઈના અન્ય પાણીના પાત્રમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે. તરતો તરાપો સપાટી પર રહે છે અને તેમાં છોડ ઉગાડવા માટેના માટીરહિત માધ્યમ સાથે ભરેલાં નાના વાસણો રાખેલ હોય છે. આ વાસણોમાં છોડ ઉગે છે, જેમાં મૂળ તળીયે રહેલ પોષક તત્વોથી સમૃદ્ધ પાણીમાં પહોંચે છે. પાણી ટાંકીમાં સતત પરિભ્રમણ કરે છે અથવા ચોક્કસ સમયગાળા માટે ટાંકીમાં રહે છે. ટાંકીમાં વાયુમિશ્રણ હોવું જરૂરી છે, તેથી પરપોટા અને ટાંકીના તળિયે રહેલા પથ્થરો મૂળમાં ઓક્સિજન લાવવામાં મદદ કરે છે.

ફાયદાઓ:

• અન્ય પધ્ધતિઓની તુલનામાં સેટઅપ અને સંચાલન માટે સસ્તું છે.
• એક્વાપોનીક્સ અને જળચરઉછેર જેવી અન્ય સીસ્ટમો સાથે સારી રીતે કાર્ય કરે છે.
• મોંઘી ટાંકીને બદલે વિશ્વસનીય જમીન-તળાવો અને ખાડાઓની આસપાસ સરળતાથી બનાવી શકાય છે.
• તરાપો ફરીથી વાપરી શકાય તેવા હોય છે.
• પાણી અને પોષકતત્વોના સતત સંપર્કને કારણે છોડના વિકાસમાં વધુ સ્થિરતા રહે છે.
• પુનઃપરિભ્રમણ (જેમાં પાણી ફરીથી ઉપયોગમાં લઈ શકાય) અને બિન-પરિભ્રમણ કરતા એમ બંને પ્રકારના ઉપયોગને અનુમતિ આપે છે.

• આ સીસ્ટમમાં જટિલ ઉપકરણો અને ઘણાં વિસ્તૃત જાળવણી ખર્ચની જરૂર નથી.
• પોષક તત્ત્વો સીધા જ છોડના મૂળો સુધી પહોંચે છે, જેના કારણે ઝડપી વૃદ્ધિ થાય છે.

મર્યાદાઓ:

• ટાંકીઓમાં સેન્સર દ્વારા સતત પાણીની ગુણવત્તાના સંચાલનની જરૂર.
• જો પાણી અથવા એર પમ્પ તૂટી જાય તો નિષ્ફળતાની મોટી શક્યતા.
• ખૂબ જ નાની સીસ્ટમ્સમાં યોગ્ય પોષકતત્વોના સ્તરને જાળવવું મુશ્કેલ છે.
• કયા પાકને વ્યક્તિગત રીતે કયા સ્તરના પોષક તત્વો મળે છે તેના પર ઓછા નિયંત્રણ માટે પરવાનગી આપે છે.

ડ્રીપ સીસ્ટમ

        છોડને પાણીમાં તરતા રહેવા દેવાને બદલે અને સંભવતઃ ખૂબ જ ઓછો ઓક્સિજન મેળવવા દેવાને બદલે, માટી વગરના ઉગતા માધ્યમનો ક્યારો અથવા પોટ પણ બનાવી શકાય છે અને તેના દ્વારા પોષક તત્વોથી ભરપૂર પાણીને ટપકાવી શકાય છે; આ પદ્ધતિ ડ્રીપ સીસ્ટમ છે.

        આ સીસ્ટમ મૂળને રોગ અને પોષક-બંધનકર્તા અસરો વિના જમીનને સમાન ટેકો અને હવા આપે છે. ડ્રીપ સીસ્ટમ્સ ખૂબ જ પાણી કાર્યક્ષમ છે અને એક સાથે ઘણું બધું પાણી સંગ્રહિત કરવાની જરૂર રહેતી નથી, ખાસ કરીને નાની સીસ્ટમ્સમાં. આ પધ્ધતિમાં  ડીપ વોટર કલ્ચર કરતા ઓછા પંપની જરૂર પડે છે, પરંતુ સીસ્ટમનો ભાગ હોય તેવા પાણીના પંપ પર વધુ આધાર રાખે છે.

ફાયદાઓ:

• વિશ્વભરમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેથી સંદર્ભ માટે ઘણો વ્યવહારુ અનુભવ અને જ્ઞાન પ્રદાન કરે છે.
• ફરીથી પરિભ્રમણ કરતી અને બિન-પરિભ્રમણ કરતી ડિઝાઇન બંને માટે સારી રીતે કાર્ય કરે છે.
• ખૂબ જ નાના લેવલે પણ પોષકતત્ત્વોના સ્તર પર નિયંત્રણના વધુ નુકસાન વિના આ સીસ્ટમ ચલાવી શકાય છે.
• આ સીસ્ટમ પાવર આઉટેજ દરમિયાન પાકના નુકસાન સામે સૌથી વધુ પ્રતિરોધક છે કારણ કે પમ્પ બંધ થાય ત્યારે પોષક તત્વો અને પાણી ઓચિંતા પૂરાં થતાં નથી.
• જો સીસ્ટમમાં એર પમ્પ નિષ્ફળ જાય તો ઓછી વિનાશક અસરો થાય છે કારણ કે મૂળ હવા સુધી પહોંચી શકે છે.
• પુનઃપરિભ્રમણ પ્રણાલીમાં સંવેદનશીલ મૂળથી દૂર પાણીની ગુણવત્તાના પરિમાણોનું પરીક્ષણ અલગ થયેલ જળાશય સરળ બનાવે છે.

મર્યાદાઓ:

• ડીપ વોટર કલ્ચર સીસ્ટમ જેટલું જ પાણીની ગુણવત્તા પરીક્ષણ જરૂરી.
• મોટા પ્રમાણમાં માટી વગરના ઉગાડવાના માધ્યમની જરૂરિયાતને કારણે તરાપા કરતા વધુ ખર્ચાળ હોઈ શકે છે.
• વોટર પમ્પની નિષ્ફળતા જોખમી છે.
• ટપક સિંચાઈ નળીઓ પોષકતત્વોના દ્રાવણની ખનિજ સામગ્રીને કારણે સરળતાથી ચોંટી જાય છે. જો તેને સમયાંતરે ફ્લશ કરવામાં ચૂક આવે તો સમગ્ર પાકને નિષ્ફળ બનાવી શકે છે.

પોષકતત્વોની ફિલ્મ તકનીક

        ન્યૂટ્રિશનલ ફિલ્મ ટેકનિક (NFT)ની રચના છોડનો મૂલ્યવાન વિકાસ ગુમાવ્યા વિના હાઇડ્રોપોનીક્સમાં શક્ય તેટલો પાણીનો ઉપયોગ ઘટાડવા માટે કરવામાં આવી હતી. તે જૂના તરાપા અને ડ્રીપ ટેકનોલોજી કરતાં વધુ અદ્યતન સીસ્ટમ છે, પરંતુ તે વધુ જટિલ અને સંભવિત નિષ્ફળતાથી ભરેલી પણ છે.

        મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં પોષકતત્વોની ફિલ્મ પ્રણાલી ગોઠવતા પહેલા નવા ખેડૂતોને અન્ય પદ્ધતિઓનો થોડો અનુભવ મેળવવો જોઈએ, કારણ કે તે સામાન્ય રીતે સૌથી મોંઘા ઉપકરણો પર આધારિત હોય છે.

        જો તમે હાઇડ્રોપોનીક્સ શબ્દ સાંભળો ત્યારે પીવીસી પાઇપ્સ અથવા ટ્યુબ્સની લાંબી હરોળ વિશે વિચારો છો, તો તમે એનએફટી સીસ્ટમ્સનું ચિત્રણ કરી રહ્યા છો.

આ પધ્ધતિમાં પાણી સહેજ ઢાળવાળી નળીની અંદરની બાજુએથી પસાર થાય છે, જે મૂળમાં પાણી પહોંચાડે છે અને આ પ્રવાહને જાળવી રાખવા માટે પાણીની માત્ર એક પાતળી ફિલ્મ કે પરત જ જરૂરી હોય છે. આ પ્રણાલીઓ સઘન અને જગ્યાની બચત કરતી હોવા છતાં, તે નાજુક હોય છે અને તેના પર પુષ્કળ ધ્યાન આપવાની જરૂર પડે છે.

ફાયદાઓ:

• હવા અને મૂળના ઓછા સંપર્કને કારણે પાણીની ગુણવત્તા સ્થિર રહે છે, જે પાણીનું પરીક્ષણ ઘટાડે છે.
• કોઈ વિકસતા માધ્યમની જરૂર નથી કારણ કે છોડ પ્લાસ્ટિકની જાળીવાળા વાસણોમાં સીધા જ બેસે છે.
• મૂળની આસપાસ કોઈ વાયુમિશ્રણની જરૂર નથી કારણ કે તે સતત હવાના સંપર્કમાં આવે છે.
• મૂલ્યવાન પોષકતત્વોના દ્રાવણો નો બગાડ ઘટે છે.
• જળ શુદ્ધિકરણની ઘટતી જરૂરિયાત અને વિકસતા માધ્યમની ઓછી જરૂરિયાત.
• પાણીનું સ્ટાર/ફિલ્મ સતત વહેતી રહેવાના કારણે, ડ્રિપ સીસ્ટમ જેવા ટાઇમર્સની જરૂર નથી.

મર્યાદાઓ:

• અન્ય હાઇડ્રોપોનિક તકનીકોની તુલનામાં વધુ પમ્પ, સેન્સર અને ઉચ્ચ તકનીકી સાધનોની જરૂર.
• આ તકનીક પાવર આઉટેજ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ છે, કારણ કે પાણીના સ્તર વિના થોડા કલાકોમાં જ છોડ બચાવી ન શકાય એટલી હદે સુકાઈ જાય છે.
• સતત થતો પ્રવાહ પુષ્કળ પોષકતત્વોના દ્રાવણનો બગાડ ન કરે તે માટે સામાન્ય રીતે પુનઃપરિભ્રમણ પ્રણાલીની જરૂર અનિવાર્ય છે.

એરોપોનીક્સ

        એરોપોનીક્સ એ હાઈડ્રોપોનીક્સની એક પ્રગતિશીલ પદ્ધતિ છે જેમાં છોડને માટી કે કોઇ પણ અન્ય વૃદ્ધિ માધ્યમ વિના ઉગાડવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિમાં, છોડના મૂળને હવામાં લટકાવવામાં આવે છે, અને પોષક તત્વોવાળું પાણી અથવા પોષક દ્રાવક સ્પ્રે તરીકે મૂળ પર છાંટવામાં આવે છે.

        એરોપોનીક્સ સીસ્ટમમાં, છોડને નેટ પોટ્સમાં અથવા સ્પેશિયલ પ્લાન્ટ હોલ્ડરમાં મૂકવામાં આવે છે, જેથી તેમના પાંદડાના ભાગો ઉપરની બાજુમાં રહે છે અને મૂળીઓ નીચે હવામાં લટકી રહે છે.

        ખાસ સ્પ્રે નોઝલનો ઉપયોગ કરીને, પોષક દ્રાવકને નાના બૂંદની માફક મૂળીઓ પર સ્પ્રે કરવામાં આવે છે. આ દ્રાવકમાં જરૂરી પોષક તત્ત્વો (નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, પોટેશિયમ, વગેરે) સમાવિષ્ટ હોય છે. આ સ્પ્રે નિયમિત સમયગાળામાં (જેમ કે દરેક ૫-૧૦ મિનિટે) કરવામાં આવે છે, જેથી મૂળીઓને સતત પોષક તત્વો અને પાણી મળી રહે છે.

        હવામાં લટકતી હોવાને કારણે, મૂળીઓને અભૂતપૂર્વ સ્તરે ઑક્સિજન મળવા પામે છે, જે તેમના વિકાસ માટે અત્યંત ફાયદાકારક છે. પોષક તત્વો નું સંયોજન અને વધુ ઑક્સિજન પ્રવાહના કારણે, છોડ વધુ ઝડપથી અને સશક્ત રીતે વિકસે છે.

ફાયદાઓ:

• હવામાં લટકતી મૂળીઓના કારણે વધુ ઑક્સિજન મળે છે, જે છોડના વિકાસમાં વૃદ્ધિ કરે છે.
• પોષક તત્વોનું સીધું જ સ્પ્રે, મૂળીઓને ઝડપથી પોષણ આપે છે, જે ઝડપથી વૃદ્ધિ અને વધુ ઉત્પાદન આપે છે.
• માટી અને મોટા પ્રમાણમાં પાણીની જરૂર નથી, જેથી આ સીસ્ટમ નગરોમાં અને મર્યાદિત પાણીવાળી જગ્યાઓમાં ખૂબ જ અસરકારક છે.

મર્યાદાઓ:

• એરોપોનીક્સ સીસ્ટમમાં પોષક દ્રાવકનો સ્તર અને પોષક તત્વોની માત્રા નિયમિતપણે ચકાસવી પડે છે.
• સ્પ્રે નોઝલ્સનો ક્લોગિંગ ન થાય, તે માટે નોઝલ્સને સાફ કરવી જરૂરી છે.
• જો કે આ સીસ્ટમ સૌથી વધુ ઉત્પાદક છે, તેમ છતાં તેને નિયમિત દેખરેખ અને જાળવણીની પણ જરૂર છે, જે તેને સરળ હાઇડ્રોપોનિક સીસ્ટમ્સ કરતાં અત્યંત વધુ જટિલ બનાવે છે.

હાઈડ્રોપોનીક્સની જટિલતાઓ

હાઈડ્રોપોનીક્સ એક સરળ પદ્ધતિ લાગે છે, પરંતુ તેની અમલવારીમાં કેટલીક જટિલતાઓ છે.

• પોષક તત્ત્વોની યોગ્ય સ્તરે જાળવણી: પોષક તત્વોની સંતુલિત માત્રા જાળવવી મહત્વની છે, નહીંતર પાકના વિકાસમાં અવરોધો ઊભા થાય છે.
• પાણીના pH અને ઇસી સ્તરની ગણતરી: પાણીનો pH અને ઇલેક્ટ્રિકલ કંડક્ટિવિટી (EC) યોગ્ય રહેવી જોઈએ, જેથી છોડના પોષક તત્વો યોગ્ય રીતે શોષાય.
• લાઇટિંગ અને તાપમાનનું નિયંત્રણ: હાઈડ્રોપોનીક્સમાં, કુદરતી પ્રકૃતિનું અભાવ હોય છે, એટલે કે લાઇટિંગ અને તાપમાનનું નિયંત્રણ અત્યંત મહત્વનું છે.

હાઈડ્રોપોનીક્સના ફાયદાઓ

હાઈડ્રોપોનીક્સના કેટલાક મહત્વના ફાયદાઓ છે:

• જમીન વગર ખેતી: જમીનની જરૂર નથી, તેથી નગરોમાં પણ ખેતી શક્ય છે.
• પાણીની બચત: પરંપરાગત ખેતી કરતા હાઈડ્રોપોનીક્સમાં ૯૦% જેટલું પાણી બચાવી શકાય છે.
• ઝડપદાર પાક: પાક વધુ ઝડપથી ઉગાડવામાં આવે છે, જે વધુ ઉત્પાદન માટે સહાય કરે છે.

નિષ્કર્ષ

        હાઈડ્રોપોનીક્સ એક ક્રાંતિકારી પદ્ધતિ છે જે કૃષિમાં નવો યુગ લાવી શકે છે. જેમ જેમ હાઈડ્રોપોનીક્સની ટેક્નોલોજી વિકસિત થાય છે, તેમ તેમ તે વ્યાપક સ્વીકૃતિ મેળવી રહી છે. યુવા ખેડૂતોથી લઈને મોટા બિઝનેસો સુધી, હાઈડ્રોપોનીક્સને ભવિષ્યની ખેતી તરીકે સ્વીકારી રહ્યા છે. તેનું યોગ્ય આયોજન અને અમલનથી આપણે વધુ અને વધુ ઉત્પાદન મેળવી શકીએ છીએ, અને સાથે જ પર્યાવરણને પણ બચાવી શકીએ છીએ.

સૌજન્ય: 

કે. એમ. ગોજિયા, બી. એ. કરંગિયા, એમ. જે. ગોજિયા અને એસ. કે. ચાવડા

જુનાગઢ કૃષિ યુનિવર્સીટી, જુનાગઢ – ૩૬૨૦૦૧

E-mail: kashyapgojiya@gmail.com