जमीनीच्या सुपीकतेसाठी सेंद्रिय कर्बाचे महत्व व ते वाढविण्याचे उपाय (लेख क्रमांक १)

श्री.रविंद्र थत्ते,

संचालक, 

इको ऍग्रो ग्रुप, पुणे.

कर्ब हा वनस्पती व सर्व सजीवांसाठी आवश्यक घटक आहे. कर्ब हे निसर्गाकडून मोफत मिळत असल्याने शेतकऱ्यांना त्याच्या कार्याबाबत विशेष जाणीव नाही.

वनस्पती मध्ये सर्वसाधारणपणे ८०% पाणी आहे व उरलेलेल्या २०% ला आपण शुष्क पदार्थ म्हणतो. शुष्क भागाचे पृथक्करण केले तर त्यातील ९६.४ % प्रमाण हे हवा व वायू मार्फत मिळणाऱ्या घटकांचे असून त्यामध्ये ४५% कर्ब, ४५% प्राणवायू, ६.४% हायड्रोजन असल्याचे दिसून येते. जमीनीमधून मिळणाऱ्या नत्र, स्फुरद, पालाश व उर्वरित ११ अन्नद्रव्याचे प्रमाण ३.६% आहे. त्यात केवळ नत्र, स्फुरद, पालाशचे प्रमाण २.७% आहे. याचा अर्थ आपण ज्याला पीक पोषण अन्नद्रव्य समजतो त्याचे वनस्पतीमधील प्रमाण नगण्य असूनही आपण त्याला खूप महत्व देतो तर, ९६.४% शुष्क पदार्थ तयार करण्यामधील सर्वात महत्वाचा कर्ब या घटकाकडे पुरेसे लक्ष दिले जात नाही.

इतर मुलतत्वांशी विशेष बंधने तयार करण्याच्या गुणधर्मामुळे कर्बापासून लाखो रेणूंची निर्मिती होते. वनस्पतीमध्ये निर्माण होणारे हजारो घटक तसेच जैव रसायने या कर्बाच्या उपलब्धतेवर अवलंबून असतात. पिकाची उत्पादकता, जमिनीचे भौतिक, रासायनिक व जैविक गुणधर्म हे जमिनीतील कर्बाच्या प्रमाण व रचनेवर अवलंबून असतात.

कर्ब चक्रामध्ये कर्ब हा वातावरणामधून वनस्पती, प्राणी व सुक्ष्मजीव या मार्गाने परत वातावरणात प्रवास करतो. सर्व सजीवांमध्ये, तसेच जमिनीतील सेंद्रिय पदार्थांमध्ये कर्ब असतो. नैसर्गिक कर्ब चक्र हा एक न बदलणारा मार्ग आहे ज्यामध्ये पृथ्वीवरील कर्ब ना वाढतो ना कमी होतो. फक्त त्याचे रुपांतर होते.  हे कर्ब चक्र लाखो वर्षापासून चालू आहे.

Adopted from Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety. (IRSN)

कर्ब चक्र व त्याचे घटक:
१.      प्रकाश संश्लेषण या क्रियेमध्ये वनस्पती क्लोरोप्लास्ट (हरित पदार्थ) सौरउर्जा, मातीमधून घेतलेले पाणी व वातावरणातील CO₂ या पासून शर्करा तयार करते. वनस्पतीना प्राणी खातात व त्यांच्या मधील उर्जा घेतात.
२.      तयार केलेलं अन्न (कर्बोदके) फांद्या, मुळे यांच्याकडे पाठवले जाते.
3.      प्रकाश संश्लेषणाद्वारे पानामध्ये दररोज तयार केलेल्या कर्बा पैकी २०%-५०%^* कर्ब हा कमी वजनाचे सेंद्रिय पदार्थ या स्वरुपात "र्‍हायझोस्फियर" मध्ये सोडला जातो. (र्‍हायझोस्फियर बाबत माहिती पुढील लेखामध्ये आहे.) या स्त्रावामध्ये शर्करा, अमिनो ऍसिड, विटामिन्स व उपलब्ध झाल्यामुळे मातीमधील सूक्ष्मजीव मोठ्या प्रमाणात कार्यरत होतात.

^*(२०%-५०%^* कर्ब):- हे प्रमाण वयाने लहान वनस्पतीमध्ये दिसून येते. मुळांच्या  वाढीप्रमाणे कार्बोदकाच्या स्त्रावाचे प्रमाण व त्याच्यातील घटक बदलत जातात, व त्याप्रमाणे सूक्ष्म जीवांवरती सुद्धा परिणाम करतात. हंगामी पिकांमध्ये फुले आल्यानंतर हे प्रमाण खूप कमी होते. काही शास्त्रज्ञांच्या मते वनस्पतीने तयार केलेल्या कर्बोदकापैकी केवळ २५% ते ३०% इतकी स्वतःच्या वाढीसाठी व जीवन क्रमासाठी वापरतात व बाकीचा स्त्राव स्वरुपात नवीन केशमुळांच्या वाटे जमीनीत सोडला जातो.

४.      पिकांची मुळे व सूक्ष्मजीव यांच्यामध्ये संदेशांची देवाण घेवाण होत असून वातावरणातील बदल किंवा वनस्पतीच्या गरजा भागवण्यासाठी आवश्यक अन्नद्रव्यांची उपलब्धता करण्याचे कार्य केले जाते.
५.      सेंद्रिय पदार्थ व सूक्ष्मजीवांच्या कार्यामुळे पीक पोषण अन्नद्रव्ये वनस्पतींना उपलब्ध होतात.
६.      श्वसन प्रक्रियेत मुळांच्या पेशी O₂ वापरून CO₂ सोडतात.  
७.      जमिनीवर पडणारा पालापाचोळा सूक्ष्मजीव कुजवतात त्यातील CO₂ हवेत सोडतात, तसेच काही सेंद्रिय घटक पदार्थ मातीमध्ये खोलवर सोडतात.
जमिनीखालील सेंद्रिय पदार्थ कुजल्यावर CO₂ तयार होतो व तो मातीतील पोकळ्यांमधून हवेमध्ये मिळतो.

सेंद्रिय कर्बापासून जमिनीला होणारे फायदे:
१.      सेंद्रिय कर्ब हा जमिनीच्या सुपीकतेसाठी मुलभूत घटक आहे.
२.      सेंद्रिय कर्बयुक्त पदार्थांमुळे सूक्ष्म जीवांना खाद्य व उर्जा मिळते. सूक्ष्म जीवांमुळे मातीच्या सुट्ट्या कणांचे छोट्या समूहात एकत्रीकरण केले जाते.
३.      पाणी मुरण्याची व पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता वाढते:
कोरडवाहू जमीनीमध्ये पाऊस अनियमित व कमी पडतो. त्याशिवाय जमीनीवर पडणारे ४०% पाणी वाहून जाते, कारण जमीनीत पुरेश्या वेगाने पाणी मुरत नाही. जमीनीवर पीक, पिकांचे अवशेष, व जमीनीखाली गांडुळे, सूक्ष्म जीव इत्यादींचे कार्य सुरु असेल तर जमीनीत पाणी मुरण्याचा वेग वाढतो.
शास्त्रज्ञांचे अनुमान असे आहे कि, जमीनीच्या पोतानुसार पाणी धरण्याच्या क्षमते व्यतिरिक्त १% ने सेंद्रिय कर्बाचे प्रमाण वाढले तर जमीनीमध्ये साधारण पणे ८२,००० लिटर जास्त पाणी प्रती एकर साठवले जाईल. याचा अर्थ किमान १ सिंचना एवढे अधिक पाणी पिकाला उपलब्ध होऊ शकते.
४.      अन्नद्रव्य उपलब्ध स्थितीमध्ये धरून ठेवली जातात.
५.      जमिनीचा सामू स्थिर राखला जातो: जमीनीत सेंद्रिय पदार्थ भरपूर प्रमाणात असेल तर तो सामुच्या बदलला प्रतिरोध करतो. सेंद्रिय पदार्थ ऋण व धन भारीत अन्नद्र्व्यांना धरून ठेवते.    
६.      माती घट्ट होत नाही. 

७.  जमिनीची धूप होऊ देत नाही: मातीच्या कणांची रचना उत्तम असली व मातीच्या कणांचे एकत्रीकरण झालेले असेल तर हवा व पाण्यामुळे होणारी धूप कमी होते. जमिनीवरती पिकांचे अवशेष, आच्छादन अथवा कोणतीही वनस्पती असेल तर तिच्या मुळांनी माती धरून ठेवल्यामुळे तसेच पावसाच्याथेंबांचा आघात थेट जमीनीवर न झाल्यामुळे धूप होत नाही. 

USDA-ARS

wiki.ubc.ca/LFS:SoilWeb

मातीमधील कर्बाचा र्‍हास होण्याची कारणे: 

१.  जमिनीची धूप: झाडे / वनस्पती नष्ट होणे, जमीन उघडी झाल्याने.
मातीच्या निर्मितीपेक्षा तिचा धूप होण्याचा वेग हा भारत / चीन मध्ये 30 ते 40 पट जास्त आहे असे दिसून येते. एवढेच नाही तर अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया सारख्या प्रगत देशांमध्ये देखील धूप होण्याचा वेग 10 पट जास्ती आहे.
जमिनीतील सेंद्रिय पदार्थ कमी झाल्यामुळे वरच्या थरातील मातीची धूप होऊन वाहून जाते. व अशा जमिनीचा दर्जा खालावत जाऊन निकृष्ठ बनतो. पावसाळ्यामध्ये जिथे चहाच्या रंगाचे पाणी वाहताना दिसते तिथे गंमत वाटण्यापेक्षा चिंता वाटणे गरजेचे आहे, कारण हजारो टन वाहून जाणारी सुपीक माती हे आपले भविष्य आहे.
२.      बदलेल्या पीक पद्धतीमध्ये सेंद्रिय/भर खतांचा वापर कमी/बंद झाला आहे. सेंद्रिय पदार्थ मातीचे कण धरून ठेवण्याचे काम करतात. त्यामुळे हवा आणि पाण्यासोबत होणारी मातीची धूप वाढते.
३.      शेतामधून घेतलेलं उत्पादन जेव्हा बाहेर जाते उदा: धान्य, कडबा, भाजीपाला, फळे  इत्यादी या मार्फत मातीतील कर्ब शेता बाहेर जात आहे.
४.      जमिनीची खोल नांगरट व मशागतीने जमीन उघडी पडल्याने मातीमधील सेंद्रिय पदार्थांचे प्राणवायूशी संयोग होऊन ऑक्सीडेशन (भस्मीकरण) होते व र्‍हास होतो. आपल्याकडे सर्व साधारण तापमान उच्च असल्यामुळे विघटन जलद गतीने होते. 
५.      अनियंत्रित चराई, जंगलतोड.
६.      रासायनिक खतांचा अतिरिक्त/अवाजवी वापर.
७.      विद्राव्य कर्बाचा पाण्यासोबत होणारा निचरा.
८.      राब भाजणे, पाचट जाळणे इत्यादी मुळे मातीतील कर्ब कमी होतो.
या कारणांमुळे मातीत पाणी मुरण्याचा वेग व पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी होते, क्षारता वाढते, जमीनीच्या वरील थरातील सुपीक जमिनीची धूप होते. मानवी हस्तक्षेपामुळे व जमीनीच्या जैविक गुणधर्माकडे पूर्णपणे दुर्लक्ष झाल्यामुळे जमिनीतील सेंद्रिय पदार्थाचा र्‍हास होत आहे व उत्पादकता कमी होत चालली आहे.

जमिनीतील सेंदीय पदार्थ वाढवण्याच्या पद्धती:

१. नियमित पणे सेंद्रिय पदार्थांची भर देणे हि मातीच्या गुणवत्ता वाढवण्यासाठी महत्वाची बाब आहे.
२. सेंद्रिय पदार्थ हा पिकांचा अवशेष, झाडांचा पाला पाचोळा, हिरवळीची खते, कंपोस्ट, जनावरांचे खत अशा कोणत्याही स्त्रोतांपासून असू शकतो. आपल्या जमिनीतील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण कमी किंवा मध्यम असले तरी नियमित पणे ते देत राहणे हे मातीची गुणवत्ता सांभाळण्यासाठी सर्वाधिक महत्वाचे आहे.
३.पिकांचे अवशेष मातीमध्येच राहू देणे. धान्या व्यतिरिक्त मुळे, पाचट, काड इत्यादी भाग जमिनीमध्ये कुजू द्यावे.
४. मृदा संवर्धन: कमीत कमी किंवा शून्य मशागत करणे. मशागतीचे काही फायदे असले तरी त्यामुळे सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन होते, कणांची रचना बिघडते व सूक्ष्मजीवांचा अधिवास बिघडून मोठे नुकसान होते. 
५. मातीला कधीही उघडी न ठेवणे, तिची धूप होवू न देणे.
६. जमीन झाकण्यासाठी आच्छादन पिकांचा वापर करणे. आच्छादन पिकांमुळे जमिनीचे तापमान नियंत्रित राहते व पिकावरील अजैविक ताण कमी होतो.
७.आच्छादन पिकांचा जमीनीवरील भाग व मुळे यांच्या जैव भारामुळे अधिक प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थ उपलब्ध होतो.
८.माती घट्ट होवू न देणे: माती घट्ट झाली कि त्यामध्ये हवा व पाणी योग्य प्रमाणामध्ये राहू शकत नाही व वाढ मंदावते / थांबते.  
९.जैव विविधता वाढवणे: प्रत्येक वनस्पतीच्या मुळांची वाढ विशिष्ठ असते व गुणधर्म व अवशेष सुद्धा विशेष असतात. त्या वनस्पती सोबत वाढणारे सूक्ष्मजीव हे देखील विशिष्ठ असतात. सुक्ष्मजीव व वनस्पती यांचे परस्पर संबंध सुद्धा विशिष्ठ असतात. लाखो वर्षापासून हे परस्पर पूरक / सहाय्यक संबंध स्थापित आहेत. 

1900 शतकातल्या औद्योगिक क्रांतीच्या अगोदरची 8 लाख वर्ष हवेमधील कर्बाची CO₂ (कार्बन डाय-ऑक्साईड) पातळी 280 ppm एवढी स्थिर होती. आज हि CO₂ ची पातळी साधारण 400 ppm आहे. 19 व्या शतकापासून कोळसा व खनिज तेल मोठ्या प्रमाणात जाळली जातात. हे दोन्ही पदार्थ नैसर्गिक कर्ब चक्राचे घटक नाहीत. त्यांच्या ज्वलनाने वातावरणातील CO₂ ची पातळी वाढत आहे, त्यामुळे जागतिक पातळीवर प्रदूषण व तापमान वाढ या दोन गंभीर समस्या निर्माण झाल्या आहेत. एकीकडे हवेमध्ये वाढणारा कर्ब वायूचे प्रमाण हि समस्या तर दुसरीकडे जमिनीतील खालावणारे सेंद्रिय कर्बाचे प्रमाण. या दोन्ही समस्यांसाठी एकच उपाय आहे आणि तो म्हणजे कर्ब वायू जमिनीमध्ये साठवणे. खरेतर, जमीन हीच कर्ब साठवण्याची योग्य जागा आहे. कृषीमध्ये जमिनीतील कर्बाची पातळी वाढवल्याने खूप सकारात्मक बदल घडून येतात.    

जेव्हा मातीमध्ये कर्ब साठवण्याचा वेग हा कर्ब नष्ट होणार्‍या वेगापेक्षा जास्त असतो तेव्हाच मातीमध्ये कर्ब साठवण्याची क्रिया घडते.

सेंद्रिय कर्बाचे महत्व ओळखून जर्मनी, फ्रान्स सारख्या प्रगत देशांनी जमिनीतील सेंद्रिय कर्ब दर वर्षी ०.४% वाढवण्याचे उद्दिष्ट ठेवले आहे.     

कोणतीही पीक पद्धती / पीक असले तरी शेतकर्‍यांनी जमिनीमध्ये कर्बाचे प्रमाण वाढवणे व शाश्वत पुनुर्त्पादक शेती करायचे धोरण अवलंबणे गरजेचे आहे. ह्या पद्धतीने माती मधील कर्बाची पातळी वाढण्या सोबतच जमिनीचे आरोग्य सुधारते. जमिनीतील कर्ब वाढल्यामुळे जमीनीच्या संबंधित भौतिक, रासायनिक व जैविक या तिन्ही गुणधर्मांवर चांगला परिणाम होतो. जमीनीतील सेंद्रिय पदार्थांमध्ये वनस्पतींच्या पेशी पेक्षा जास्त प्रमाणात सूक्ष्मजीवांचे अवशेष असतात. ज्या जमिनीमध्ये २% ते ५% सेंद्रिय पदार्थ आहे तिला शास्त्रज्ञ उत्तम / सुपीक समजतात. महाराष्ट्रातील बहुतेक जमिनीत त्याचे प्रमाण खूपच कमी आहे. (o.५% सरासरी). हे प्रमाण १.५ ते २ पर्यंत तरी वाढले पाहिजे.

जमिनीमधील सेंद्रिय कर्ब वाढवता येते, पण त्यासाठी  
१.      शून्य मशागत.
२.      भर खतांचा / सेंद्रिय पदार्थांचा भरपूर वापर.
३.      आच्छादन पिकांचा वापर.
४.      फक्त फळ अथवा धान्य शेताबाहेर नेणे व बाकी सर्व शेतात कुजवणे.

सेंद्रिय कर्ब वाढवण्यासाठी व्यवस्थापकीय सुधारणा सुरु केल्यानंतर दिसून येणारे फरक खालील क्रमाने जाणवतात. 

 

जमीनीचा सेंद्रिय कर्ब वाढवणे हि दीर्घकालीन प्रक्रिया असून जाणीवपूर्वक, शास्त्रोक्त पद्धतीने सेंद्रिय कर्ब वाढवण्याचे प्रयत्न केले तर प्रतिवर्षी होणारी सुधारणा मोजता येते व उत्पादकता आणि दर्जा या दोन्ही मध्ये दृश्य परिणाम दिसू लागतात. वरील तक्त्यामध्ये परिणामांचा कालक्रम दाखवला आहे. साधारणपणे ४ वर्षामध्ये खूप बदल घडून येतात.

सेंद्रिय कर्बाचे महत्व ओळखून त्या दृष्टीने सातत्याने प्रयत्न करणे हिच सर्वाधिक महत्वाची बाब आहे. एक गोष्ट निश्चित आहे कि, सेंद्रिय कर्बाचे प्रमाण जरी वाढले नाही तरी जमीनीमधून कर्बाचा प्रवाह होणे (वातावरण – वनस्पती – जमीन - सूक्ष्म जीव – वातावरण) हे देखील खूप फायदेशीर आहे. त्यामुळे केवळ अधिक जैव भार तयार करणे, तो जास्तीत जास्त जमीनीत देणे व जमीन कायम आच्छादित ठेवणे या तीन क्रियेने देखील जमीनीला फायदा होईल.   

जमीनीतील सेंद्रिय कर्बाचे प्रमाण वाढले तर त्यापासून मिळणारे फायदे खालील चित्रामध्ये दाखवले आहेत.

 

...... x ......

लेख क्रमांक २: "कर्ब वायू: शेती उत्पादन सीमित करणारा घटक" लवकरच प्रकाशित होइल.

...... x ......

सदर लेखमालेतील लेख आवडला असल्यास इतरांना या लेखाची लिंक पुढे पाठवा तसेच या ब्लॉगला फॉलो (Follow) करा. Follow करण्यासाठी https://ecoagroservices.blogspot.com/ या लिंकला जा व पान उघडा. पानाच्या खालच्या उजव्या कोपऱ्यात  या चौकटीवर क्लिक आहे त्यावर क्लिक करा.  नवीन लेख प्रकाशित होताच त्याची सूचना तुम्हाला ई-मेल द्वारे प्राप्त होइल. 

लेखाबाबत काही प्रश्न / सूचना असल्यास आपण ecoagropune@gmail.com या ई-मेलच्या माध्यमातून आम्हाला पाठवू शकता.