सार:
बढ़ती वैश्विक भूमि मरुस्थलीकरण और कृषि भूमि की निरंतर कमी की चुनौतियों का सामना करते हुए, स्विट्जरलैंड और संयुक्त अरब अमीरात की एक शोध टीम ने एक रचनात्मक समाधान प्रस्तावित किया: रेत को "जीवित" बनाना। यह शोध स्विस फेडरल लेबोरेटरी फॉर मैटेरियल्स साइंस एंड टेक्नोलॉजी (एम्पा) और अबू धाबी में खलीफा विश्वविद्यालय द्वारा संयुक्त रूप से आयोजित किया गया था। शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि विशिष्ट सूक्ष्मजीवों को पेश करके, रेगिस्तानी रेत, जो मूल रूप से बंजर और ढीली थी और कृषि उत्पादन के लिए लगभग अनुपयुक्त थी, को एक नए मैट्रिक्स में बदला जा सकता है जो पानी को बनाए रख सकता है, कटाव का विरोध कर सकता है और पौधों के विकास का समर्थन कर सकता है। शोध दल इस तकनीक को "लिविंग सैंड" कहता है।
संयुक्त अरब अमीरात की 90% से अधिक भूमि रेगिस्तान से ढकी हुई है, और कृषि उत्पादन के लिए उपलब्ध भूमि कुल क्षेत्रफल का 5% से भी कम है। वर्तमान में, देश अपनी खाद्य आवश्यकताओं का लगभग 10% से 15% ही पैदा कर पाता है, और बाकी आयात पर अत्यधिक निर्भर है। शोधकर्ताओं का कहना है कि यह समस्या केवल मध्य पूर्व के लिए नहीं है। वैश्विक जलवायु परिवर्तन, वन क्षरण और भूमि के अत्यधिक उपयोग के साथ, अधिक से अधिक क्षेत्र भूमि क्षरण और मरुस्थलीकरण की समान चुनौतियों का सामना कर रहे हैं।
पारंपरिक रेतीली भूमि कृषि खेती के लिए उपयुक्त नहीं है। रेत के कणों के लिए आपस में एक स्थिर संरचना बनाना कठिन होता है, जिससे मिट्टी हवा और पानी के कटाव के प्रति संवेदनशील हो जाती है। साथ ही, रेत में जैविक पोषक तत्वों की कमी होती है और यह लंबे समय तक माइक्रोबियल और पौधों के विकास को बनाए नहीं रख सकता है। अधिक गंभीर बात यह है कि रेत के कणों के बीच के अंतराल से पानी तेजी से रिसने लगेगा, जिससे सिंचाई क्षमता बेहद कम हो जाएगी।
इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए, अनुसंधान टीम ने रेत के वातावरण में विशिष्ट बैक्टीरिया और कवक पेश किए। ये सूक्ष्मजीव प्राकृतिक लंबी-श्रृंखला वाले अणुओं को स्रावित करने में सक्षम हैं जिन्हें बायोपॉलिमर कहा जाता है और आगे माइक्रोफाइबर के बड़े नेटवर्क बनाते हैं। ये रेशे प्राकृतिक गोंद की तरह रेत के दानों के बीच आपस में जुड़ जाएंगे, और अधिक स्थिर समग्र संरचना बनाने के लिए मूल रूप से स्वतंत्र रेत के दानों को जोड़ देंगे।
शोध के प्रभारी व्यक्ति ने कहा कि भौतिक विज्ञान के दृष्टिकोण से, यह वास्तव में रेत के कणों और जैविक फाइबर से बनी एक प्राकृतिक मिश्रित सामग्री बनाने के बराबर है। सूक्ष्मदर्शी छवियों से पता चलता है कि माइक्रोबियल रूप से निर्मित फाइबर के नेटवर्क अलग-अलग रेत के दानों को लपेटते हैं और जोड़ते हैं, जिससे ढीली रेत को अभूतपूर्व संरचनात्मक ताकत मिलती है।
इसके प्रभाव को सत्यापित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने परीक्षण के लिए प्रयोगशाला रेत के नमूनों और अबू धाबी में वास्तविक रेत के टीलों से एकत्र किए गए रेत के नमूनों का उपयोग किया। परिणामों से पता चला कि बैक्टीरिया से उपचारित नमूनों की यांत्रिक शक्ति में काफी सुधार हुआ था, और उनका क्षरण प्रतिरोध सामान्य रेत की तुलना में बहुत अधिक था।
अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि जल प्रतिधारण प्रदर्शन में भी काफी सुधार हुआ है। प्रायोगिक आंकड़ों से पता चला कि बैक्टीरिया से उपचारित रेत में पानी प्रवेश दर लगभग छह गुना कम हो गई थी। इसका मतलब यह है कि सिंचाई का पानी जो अन्यथा जल्दी बह जाता है, वह सब्सट्रेट में लंबे समय तक रहने में सक्षम होता है, जिससे भविष्य में पौधों के विकास के लिए स्थितियां बनती हैं।
शोध टीम ने दूसरा सुधार भी विकसित किया। उन्होंने बायोफाइबर की अति पतली परतें बनाने के लिए नैनोसेल्यूलोज का उत्पादन करने वाले बैक्टीरिया का उपयोग किया और कपड़े जैसी संरचना बनाने के लिए इन सामग्रियों को रेत की परतों के साथ वैकल्पिक रूप से जोड़ा। पहले विकल्प की तुलना में, यह स्तरित संरचना रेत की स्थिरता और जल धारण क्षमता में और सुधार कर सकती है।
परीक्षण के नतीजे बताते हैं कि नैनोसेल्यूलोज स्तरित संरचना को अपनाने के बाद, पानी के प्रवेश की दर आश्चर्यजनक रूप से 28 गुना कम हो जाती है। साधारण रेत की तुलना में इसकी जल भंडारण क्षमता में काफी सुधार हुआ है। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने यह भी बताया कि इस पद्धति का वर्तमान विनिर्माण चक्र लंबा है और दक्षता में अभी भी और सुधार की गुंजाइश है।
माइक्रोबियल विकास के लिए स्वयं पोषक तत्वों के स्रोत की आवश्यकता होती है। इस संबंध में, शोध दल का मानना है कि ऐसी कोई बाधा नहीं है जिसे हल करना मुश्किल हो। क्योंकि बैक्टीरिया और कवक के लिए आवश्यक कार्बन स्रोत और शर्करा सीधे कृषि अपशिष्ट या जैविक कचरे में उपलब्ध घटकों से आ सकते हैं, इस प्रकार अपेक्षाकृत कम लागत वाला रीसाइक्लिंग मॉडल बनता है।
शोधकर्ता इस बात पर ज़ोर देते हैं कि "जीवित रेत" रेगिस्तान को कृषि योग्य भूमि में बदलने की दिशा में अभी भी पहला कदम है। मुख्य लक्ष्य तुरंत पूर्ण कृषि भूमि तैयार करना नहीं है, बल्कि पहले रेत को नमी बनाए रखने और अधिक सूक्ष्मजीवों के विकास का समर्थन करने की क्षमता से लैस करना है। एक बार जब एक स्थिर माइक्रोबियल पारिस्थितिकी तंत्र बन जाता है, तो मिट्टी की गुणवत्ता में धीरे-धीरे सुधार करने के लिए पौधों और अन्य कार्बनिक पदार्थों को शामिल करना संभव है।
जैसा कि दुनिया भर में अधिक से अधिक क्षेत्र भूमि क्षरण की समस्याओं का सामना कर रहे हैं, रेगिस्तान को बदलने के लिए प्राकृतिक सूक्ष्मजीवों का उपयोग करने वाली इस नई तकनीक ने व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। हालाँकि बड़े पैमाने पर कृषि अनुप्रयोगों से पहले अभी भी कुछ दूरी तय करनी है, शोध टीम का मानना है कि रेत में "जीवन" का संचार करके, रेगिस्तानी क्षेत्रों में भविष्य में कृषि विकास की नई संभावनाएँ हो सकती हैं।
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