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नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE) |
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UPSC पाठ्यक्रम: प्रारंभिक परीक्षा:GS 3: विज्ञान और प्रौद्योगिकी |
नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE) की परिभाषा
- नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE) को आम तौर पर फसल द्वारा ग्रहण किए गए नाइट्रोजन और उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किए गए नाइट्रोजन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
- यह उस दक्षता को दर्शाता है जिसके साथ नाइट्रोजन को फसल बायोमास या उपज में परिवर्तित किया जाता है।
सूत्र: NUE = (पौधे द्वारा नाइट्रोजन का अवशोषण / प्रयुक्त नाइट्रोजन) x 100
नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE):
- नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE) एक माप है कि पौधे अपनी वृद्धि और विकास के लिए मिट्टी में उपलब्ध नाइट्रोजन का कितने प्रभावी ढंग से उपयोग करते हैं।
- कृषि में, NUE इस बात का एक महत्वपूर्ण संकेतक है कि उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किए गए नाइट्रोजन का कितना हिस्सा वास्तव में फसलों द्वारा वांछित उपज प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।
- कृषि उत्पादकता बढ़ाने, पर्यावरणीय प्रभावों को कम करने और संधारणीय कृषि पद्धतियों को बढ़ावा देने के लिए NUE में सुधार करना आवश्यक है।
NUE का महत्व
- कृषि प्रणालियों की स्थिरता निर्धारित करने में NUE एक महत्वपूर्ण कारक है।
- नाइट्रोजन के कुशल उपयोग से कम इनपुट लागत, कम पर्यावरण प्रदूषण और मृदा स्वास्थ्य के संरक्षण के साथ अधिक फसल पैदावार हो सकती है।
NUE पर वर्तमान डेटा और तथ्य
वैश्विक नाइट्रोजन उर्वरक उपयोग:
- अंतर्राष्ट्रीय उर्वरक संघ (IFA) के अनुसार, 2022 में वैश्विक नाइट्रोजन उर्वरक की खपत लगभग 115 मिलियन टन थी।
- हालाँकि, यह अनुमान लगाया गया है कि इस नाइट्रोजन का केवल 30-50% ही फसलों द्वारा प्रभावी रूप से उपयोग किया जाता है।
पर्यावरणीय प्रभाव:
- नाइट्रोजन के उपयोग में अक्षमता के परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण पर्यावरणीय चुनौतियाँ उत्पन्न होती हैं।
- पौधों द्वारा अवशोषित न किया जाने वाला अतिरिक्त नाइट्रोजन जल निकायों में रिस सकता है, जिससे यूट्रोफिकेशन हो सकता है, या नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O) के रूप में वायुमंडल में छोड़ा जा सकता है, जो एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है।
भारतीय परिदृश्य
भारत में NUE:
- भारत का NUE लगभग 33% है, जिसका अर्थ है कि उपयोग किए जाने वाले नाइट्रोजन उर्वरक का लगभग 67% पर्यावरण में नष्ट हो जाता है।
- यह अकुशलता जल प्रदूषण, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन और किसानों के लिए आर्थिक नुकसान में योगदान करती है।
कृषि पद्धतियाँ:
- पर्याप्त मृदा प्रबंधन पद्धतियों के बिना नाइट्रोजन युक्त उर्वरक यूरिया का व्यापक उपयोग भारत में कम NUE की समस्या को बढ़ाता है।
नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE) में सुधार की चुनौतियाँ
1. मिट्टी की स्थितियों में परिवर्तनशीलता
विषम मिट्टी के प्रकार
- मिट्टी के गुण, जिसमें बनावट, कार्बनिक पदार्थ की मात्रा और PH शामिल हैं, विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से भिन्न होते हैं, जिससे नाइट्रोजन प्रबंधन के लिए सभी के लिए एक ही दृष्टिकोण लागू करना मुश्किल हो जाता है।
वर्तमान डेटा: भारतीय कृषि अनुसंधान परिषद (ICAR) की रिपोर्ट है कि भारत की कृषि मिट्टी पूर्वी क्षेत्रों में अम्लीय से लेकर पश्चिमी क्षेत्रों में क्षारीय तक है, जो पौधों द्वारा नाइट्रोजन की उपलब्धता और अवशोषण को प्रभावित करती है।
मिट्टी का क्षरण
- खराब संरचना और कम कार्बनिक पदार्थ वाली खराब मिट्टी में नाइट्रोजन को बनाए रखने की क्षमता कम हो जाती है, जिससे इसके उपयोग में अक्षमता होती है।
वर्तमान डेटा: खाद्य एवं कृषि संगठन (FAO) के अनुसार, दुनिया की लगभग 33% मिट्टी मध्यम से अत्यधिक क्षीण है, जिससे नाइट्रोजन का कुशलतापूर्वक उपयोग करने की उनकी क्षमता प्रभावित होती है।
2. रासायनिक उर्वरकों पर अत्यधिक निर्भरता
असंतुलित उर्वरक उपयोग
- किसान अक्सर नाइट्रोजन उर्वरकों का अत्यधिक उपयोग करते हैं, जिससे फसल की पैदावार में कमी आती है और पर्यावरण प्रदूषण बढ़ता है।
वर्तमान डेटा: अंतर्राष्ट्रीय उर्वरक संघ (IFA) ने पाया है कि भारत सहित कई विकासशील देशों में, यूरिया जैसे नाइट्रोजन उर्वरकों का कम लागत और उपलब्धता के कारण अधिक उपयोग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कम NUE होता है।
जागरूकता और प्रशिक्षण का अभाव
- कई किसानों में नाइट्रोजन प्रबंधन के सर्वोत्तम तरीकों के बारे में ज्ञान या प्रशिक्षण का अभाव है, जिसके कारण उर्वरकों का अकुशल उपयोग और बर्बादी होती है।
वर्तमान डेटा: अंतर्राष्ट्रीय खाद्य नीति अनुसंधान संस्थान (IFPRI) के एक अध्ययन में पाया गया कि ग्रामीण क्षेत्रों में अपर्याप्त विस्तार सेवाओं के कारण किसानों की NUE में सुधार करने की जानकारी तक पहुँच सीमित हो जाती है, खासकर अफ्रीका और दक्षिण एशिया में।
3. तकनीकी और आर्थिक बाधाएँ
सटीक कृषि प्रौद्योगिकियों तक सीमित पहुँच
- सटीक कृषि प्रौद्योगिकियाँ, जो वास्तविक समय के डेटा के आधार पर उर्वरक अनुप्रयोग को अनुकूलित करती हैं, अक्सर उच्च लागत और बुनियादी ढाँचे की कमी के कारण छोटे किसानों के लिए दुर्गम होती हैं।
वर्तमान डेटा: विश्व बैंक की रिपोर्ट है कि विकासशील देशों में 5% से भी कम खेत सटीक कृषि प्रौद्योगिकियों का उपयोग करते हैं, जिससे NUE में सुधार की संभावना सीमित हो जाती है।
उन्नत उर्वरकों की उच्च लागत
- धीमी गति से निकलने वाले उर्वरकों और अन्य उन्नत नाइट्रोजन प्रबंधन उत्पादों की लागत अक्सर छोटे पैमाने के किसानों के लिए निषेधात्मक होती है, खासकर विकासशील क्षेत्रों में।
वर्तमान डेटा: अंतर्राष्ट्रीय उर्वरक विकास केंद्र (IFDC) का अनुमान है कि धीमी गति से निकलने वाले उर्वरकों की लागत पारंपरिक उर्वरकों की तुलना में 3-4 गुना अधिक हो सकती है, जिससे वे कई किसानों के लिए वहनीय नहीं रह जाते हैं।
4. पर्यावरण और जलवायु चुनौतियाँ
जलवायु परिवर्तनशीलता और अप्रत्याशितता
- अप्रत्याशित वर्षा और तापमान चरम सीमाओं सहित मौसम पैटर्न में जलवायु परिवर्तन-प्रेरित परिवर्तनशीलता, नाइट्रोजन प्रबंधन को जटिल बनाती है और NUE को कम करती है।
वर्तमान डेटा: जलवायु परिवर्तन पर अंतर-सरकारी पैनल (IPCC) ने इस बात पर प्रकाश डाला है कि जलवायु परिवर्तन के कारण होने वाले अनियमित मौसम पैटर्न के कारण भारी बारिश के दौरान नाइट्रोजन का रिसाव हो सकता है या सूखे के दौरान नाइट्रोजन का अवशोषण कम हो सकता है।
पर्यावरण में नाइट्रोजन की हानि
- निक्षालन, वाष्पीकरण और विनाइट्रीफिकेशन के माध्यम से नाइट्रोजन की हानि उच्च NUE को बनाए रखने में महत्वपूर्ण चुनौतियाँ हैं, जो पर्यावरण क्षरण में योगदान करती हैं।
वर्तमान डेटा: संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम (UNEP) के अनुसार, वैश्विक स्तर पर, कृषि में उपयोग किए जाने वाले नाइट्रोजन का लगभग 50% पर्यावरण में नष्ट हो जाता है, जिससे जल प्रदूषण होता है और जलवायु परिवर्तन में योगदान होता है।
5. नीति और विनियामक चुनौतियाँ
सहायक नीतियों का अभाव
- कई क्षेत्रों में, NUE को बढ़ाने वाली प्रथाओं और प्रौद्योगिकियों को अपनाने को बढ़ावा देने के लिए प्रभावी नीतियों और प्रोत्साहनों का अभाव है।
वर्तमान डेटा: अंतर्राष्ट्रीय खाद्य नीति अनुसंधान संस्थान (IFPRI) की एक रिपोर्ट बताती है कि विकासशील देशों में कृषि नीतियों का केवल एक छोटा प्रतिशत NUE को बेहतर बनाने पर केंद्रित है, अधिकांश सब्सिडी अभी भी पारंपरिक नाइट्रोजन उर्वरकों के पक्ष में हैं।
अपर्याप्त निगरानी और प्रवर्तन
- नाइट्रोजन प्रबंधन प्रथाओं की निगरानी और प्रवर्तन अक्सर कमज़ोर होता है, जिससे नाइट्रोजन के उपयोग में निरंतर अक्षमता बनी रहती है।
वर्तमान डेटा: संयुक्त राष्ट्र खाद्य और कृषि संगठन (FAO) ने नोट किया है कि कई विकासशील देशों में अपर्याप्त विनियामक ढाँचे राष्ट्रीय स्तर पर NUE में सुधार के प्रयासों में बाधा डालते हैं।
NUE में सुधार करने की रणनीतियाँ
1. सटीक कृषि
- सटीक कृषि तकनीकें, जैसे GPS-निर्देशित उर्वरक अनुप्रयोग और परिवर्तनीय दर प्रौद्योगिकी, यह सुनिश्चित करके नाइट्रोजन के उपयोग को अनुकूलित कर सकती हैं कि इसे ठीक उसी स्थान पर और जब ज़रूरत हो, लागू किया जाए।
2. अनुकूलित उर्वरक उपयोग
- सही समय पर सही मात्रा में उर्वरक का उपयोग, विभाजित अनुप्रयोग या धीमी गति से जारी उर्वरकों जैसी प्रथाओं का उपयोग करके, NUE में काफी सुधार कर सकता है।
3. नाइट्रोजन-कुशल फसलों का प्रजनन
- पौधों के प्रजनन में अनुसंधान और विकास का उद्देश्य ऐसी फसल किस्में बनाना है जो नाइट्रोजन का अधिक कुशलता से उपयोग कर सकें, जिससे उच्च नाइट्रोजन इनपुट की आवश्यकता कम हो।
4. एकीकृत मृदा उर्वरता प्रबंधन
- आवरण फसलों, फसल चक्रों और जैविक उर्वरकों के उपयोग के माध्यम से मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों में सुधार करके मिट्टी की प्राकृतिक नाइट्रोजन आपूर्ति को बढ़ाया जा सकता है और NUE में सुधार किया जा सकता है।
5. नीति समर्थन
- सरकारें सब्सिडी, प्रशिक्षण कार्यक्रमों और विनियमों के माध्यम से नाइट्रोजन प्रबंधन के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं को बढ़ावा दे सकती हैं जो नाइट्रोजन उर्वरकों के कुशल उपयोग को प्रोत्साहित करती हैं।
नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE) में सुधार के लाभ
1. कृषि उत्पादकता में वृद्धि
- NUE में सुधार सीधे तौर पर फसल की पैदावार में वृद्धि में योगदान देता है।
- पौधों को अधिक नाइट्रोजन उपलब्ध कराकर, फसलें अधिक मजबूती से बढ़ सकती हैं और प्रति इकाई भूमि पर अधिक भोजन पैदा कर सकती हैं।
वर्तमान डेटा:
- अंतर्राष्ट्रीय उर्वरक संघ (IFA) के अनुसार, कुशल नाइट्रोजन प्रबंधन से फसल की पैदावार में 20-30% की वृद्धि हो सकती है।
- भारत जैसे देशों में, जहाँ कृषि भूमि सीमित है, खाद्य माँगों को पूरा करने के लिए NUE में सुधार करना महत्वपूर्ण है।
वैश्विक खाद्य सुरक्षा का समर्थन करना
- 2050 तक वैश्विक जनसंख्या के 9.7 बिलियन तक पहुँचने का अनुमान है, कृषि भूमि का विस्तार किए बिना पर्याप्त भोजन का उत्पादन करने के लिए NUE को बढ़ाना आवश्यक है।
वर्तमान डेटा:
- खाद्य और कृषि संगठन (FAO) का अनुमान है कि 2050 तक वैश्विक आबादी को खिलाने के लिए खाद्य उत्पादन में 70% की वृद्धि होनी चाहिए।
- NUE में सुधार करके मौजूदा कृषि भूमि की उत्पादकता बढ़ाकर इस लक्ष्य को प्राप्त करने में मदद मिल सकती है।
2. पर्यावरणीय स्थिरता
नाइट्रोजन अपवाह को कम करना
- पौधों द्वारा अवशोषित नहीं किया गया अतिरिक्त नाइट्रोजन जल निकायों में रिस सकता है, जिससे यूट्रोफिकेशन होता है, जो पानी में ऑक्सीजन को कम करता है और जलीय जीवन को नुकसान पहुँचाता है।
- NUE में सुधार करके इस अपवाह को कम किया जा सकता है, जिससे जल की गुणवत्ता सुरक्षित रहती है।
वर्तमान डेटा: संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम (UNEP) के अनुसार, नाइट्रोजन अपवाह दुनिया भर के तटीय जल में 400 से अधिक मृत क्षेत्रों के निर्माण में योगदान देता है, जो 245,000 वर्ग किलोमीटर से अधिक क्षेत्र को कवर करता है।
ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना
- नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O), एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है, जो अतिरिक्त नाइट्रोजन के कारण कृषि मिट्टी से निकलती है।
- NUE को बढ़ाने से इन उत्सर्जन को कम किया जा सकता है, जिससे जलवायु परिवर्तन से निपटने में मदद मिलती है।
वर्तमान डेटा: जलवायु परिवर्तन पर अंतर-सरकारी पैनल (IPCC) की रिपोर्ट है कि नाइट्रस ऑक्साइड में 100 साल की अवधि में कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 298 गुना अधिक ग्लोबल वार्मिंग क्षमता है। वैश्विक N₂O उत्सर्जन में कृषि का योगदान 60% है।
3. किसानों के लिए आर्थिक लाभ
उर्वरकों पर लागत बचत
- सुधारित NUE किसानों को कम नाइट्रोजन उर्वरक के साथ उच्च उपज प्राप्त करने, इनपुट लागत को कम करने और लाभ मार्जिन बढ़ाने की अनुमति देता है।
वर्तमान डेटा: अंतर्राष्ट्रीय उर्वरक विकास केंद्र (IFDC) का अनुमान है कि NUE में केवल 10% सुधार करने से किसानों को उर्वरक लागत में सालाना $20 बिलियन तक की बचत हो सकती है।
स्थायी कृषि पद्धतियों को बढ़ावा देना
- नाइट्रोजन का अधिक कुशलता से उपयोग करके, किसान रासायनिक उर्वरकों पर अपनी निर्भरता कम कर सकते हैं, जिससे अधिक टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल कृषि पद्धतियों को बढ़ावा मिलेगा।
4. मृदा स्वास्थ्य का संरक्षण
मृदा क्षरण को रोकना
- नाइट्रोजन उर्वरकों के अत्यधिक उपयोग से मृदा अम्लीकरण और पोषक तत्वों का असंतुलन हो सकता है, जो समय के साथ मृदा स्वास्थ्य को खराब करता है।
- NUE में सुधार करने से संतुलित पोषक तत्वों का उपयोग सुनिश्चित करके मृदा उर्वरता बनाए रखने में मदद मिलती है।
वर्तमान डेटा: भारतीय कृषि अनुसंधान परिषद (ICAR) ने बताया है कि अत्यधिक नाइट्रोजन उपयोग के कारण मृदा क्षरण भारत में लगभग 120 मिलियन हेक्टेयर कृषि भूमि को प्रभावित करता है।
दीर्घकालिक कृषि स्थिरता को बढ़ाना
- स्थायी नाइट्रोजन प्रबंधन अभ्यास जो NUE में सुधार करते हैं, कृषि की दीर्घकालिक व्यवहार्यता में योगदान करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि कृषि भूमि भविष्य की पीढ़ियों के लिए उत्पादक बनी रहे।
5. वैश्विक जलवायु लक्ष्यों में योगदान
अंतर्राष्ट्रीय जलवायु समझौतों के साथ तालमेल
- NUE में सुधार वैश्विक जलवायु लक्ष्यों के साथ तालमेल बिठाता है, जैसे कि पेरिस समझौते द्वारा निर्धारित लक्ष्य, कृषि से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करके।
वर्तमान डेटा: पेरिस समझौते का उद्देश्य ग्लोबल वार्मिंग को पूर्व-औद्योगिक स्तरों से 2°C से नीचे सीमित करना है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने में उन्नत राष्ट्रीय युवा कार्यक्रम (N.U.E.) सहित कृषि की महत्वपूर्ण भूमिका है।
नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता (NUE) में सुधार के लिए आगे का रास्ता
1. परिशुद्धता कृषि को अपनाना
- परिशुद्धता कृषि में उर्वरकों को अधिक सटीक और कुशलता से लागू करने के लिए GPS, सेंसर और डेटा एनालिटिक्स जैसी उन्नत तकनीकों का उपयोग करना शामिल है।
- विश्व बैंक के अनुसार, परिशुद्धता कृषि में NUE को 40% तक बढ़ाने की क्षमता है, खासकर उन क्षेत्रों में जहां पारंपरिक खेती के तरीकों से पोषक तत्वों की महत्वपूर्ण हानि होती है।
2. नाइट्रोजन-कुशल फसल किस्मों का विकास
- ऐसी फसल किस्मों का विकास करना जो नाइट्रोजन का अधिक कुशलता से उपयोग कर सकें, NUE में सुधार के लिए एक महत्वपूर्ण रणनीति है।
- पादप प्रजनन और आनुवंशिक इंजीनियरिंग में प्रगति ऐसी फसलें पैदा कर सकती है जिन्हें पैदावार को बनाए रखते हुए या बढ़ाते हुए कम नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है।
वर्तमान डेटा: अंतर्राष्ट्रीय चावल अनुसंधान संस्थान (IRRI) की रिपोर्ट है कि नाइट्रोजन-कुशल चावल की किस्मों ने NUE में 20% की वृद्धि दिखाई है, जिससे चावल की खेती में रासायनिक उर्वरकों की आवश्यकता कम हो गई है।
3. एकीकृत मृदा उर्वरता प्रबंधन (ISFM)
- फसल चक्रण, कवर क्रॉपिंग और जैविक उर्वरकों के उपयोग जैसी प्रथाओं के माध्यम से मृदा कार्बनिक पदार्थ में सुधार करके पौधों को नाइट्रोजन बनाए रखने और आपूर्ति करने की मिट्टी की क्षमता को बढ़ाया जा सकता है, जिससे NUE में सुधार हो सकता है।
वर्तमान डेटा: खाद्य और कृषि संगठन (FAO) का अनुमान है कि मृदा कार्बनिक पदार्थ में सिर्फ़ 1% की वृद्धि से फसल और मिट्टी के प्रकार के आधार पर NUE में 10-15% तक सुधार हो सकता है।
किसान शिक्षा और क्षमता निर्माण
- किसान शिक्षा और क्षमता निर्माण कार्यक्रमों में निवेश करना NUE में सुधार के लिए आवश्यक है।
- विस्तार सेवाएँ किसानों को नाइट्रोजन प्रबंधन में सर्वोत्तम प्रथाओं को लागू करने के लिए आवश्यक ज्ञान और उपकरण प्रदान कर सकती हैं।
वर्तमान डेटा: अंतर्राष्ट्रीय खाद्य नीति अनुसंधान संस्थान (IFPRI) ने इस बात पर प्रकाश डाला है कि उप-सहारा अफ्रीका में किसान प्रशिक्षण कार्यक्रमों ने छोटे किसानों के बीच NUE में 30% की वृद्धि की है जिन्होंने बेहतर प्रथाओं को अपनाया है।
ज्ञान और नवाचारों का प्रसार
- कृषि के माध्यम से NUE से संबंधित ज्ञान और नवाचारों के प्रसार को बढ़ावा देना विस्तार सेवाएँ, किसान सहकारी समितियाँ और डिजिटल प्लेटफ़ॉर्म सर्वोत्तम प्रथाओं को अपनाने में तेज़ी ला सकते हैं।
वर्तमान डेटा: खाद्य और कृषि संगठन (FAO) की रिपोर्ट है कि मोबाइल-आधारित कृषि सलाहकार सेवाएँ भारत में 2 मिलियन से अधिक किसानों तक पहुँच चुकी हैं, जो NUE और अन्य कृषि प्रथाओं को बेहतर बनाने के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करती हैं।
