कृत्रिम उर्वरकों के टिकाऊ विकल्प के रूप में जैव-आधारित उर्वरक

उर्वरक उत्पादन प्रणाली में चक्रीयता लाना

सर्कुलर इकोनॉमी पर रुचि और फोकस बढ़ रहा है जो सतत विकास और खेती की वकालत करता है। इस संदर्भ में, जैविक अपशिष्ट स्रोतों से पोषक तत्वों की पुनर्प्राप्ति के माध्यम से उर्वरक उत्पादन उद्योगों में भी नवीन दृष्टिकोण के माध्यम से निरंतर क्रांति लाई जा रही है। इसके अलावा, जलवायु परिवर्तन के प्रबंधन और मुकाबला करने की तात्कालिकता से प्रेरित होकर, हमारी उत्पादन प्रणालियों के प्रबंधन में एक “परिपत्र” दृष्टिकोण की ओर संक्रमण की तत्काल आवश्यकता है। सतत पोषक तत्व प्रबंधन आवश्यक है।

हमारी वर्तमान उर्वरक उत्पादन प्रणाली की समस्या

“ले लो-बनाओ-उपभोग करो-फेंक दो” पर आधारित रैखिक उत्पादन प्रणाली बढ़ते वैश्विक मुद्दों जैसे कि अपशिष्ट उत्पादन, पर्यावरण प्रदूषण, वन्यजीवों को खतरा और हरित गृह गैस उत्सर्जन में योगदान के लिए जिम्मेदार है। “उर्वरक उत्पादन” के मामले में, मौजूदा विधियां मुख्य रूप से फॉस्फोरस (P) जैसे दुर्लभ संसाधनों के शोषणकारी खनन पर निर्भर करती हैं और इसमें ऊर्जा-गहन प्रक्रियाएं शामिल होती हैं, विशेष रूप से नाइट्रोजन (N) उत्पादन के मामले में। उत्पादन के प्रति यह दृष्टिकोण निम्नलिखित कारणों से मानवता के लिए खतरनाक परिणाम उत्पन्न करने की क्षमता रखता है:

• हम अपनी खाद्य प्रणाली में फॉस्फोरस का निर्माण या प्रतिस्थापन नहीं कर सकते हैं। फास्फोरस सभी जीवन रूपों के लिए एक महत्वपूर्ण तत्व है, जिसे 2014 में यूरोपीय आयोग द्वारा “महत्वपूर्ण कच्चे माल” के रूप में नामित किया गया है।
• जीवाश्म ईंधन से प्राप्त ऊर्जा प्रमुख स्रोत के रूप में काम करना जारी रखती है जो नाइट्रोजन-आधारित उर्वरकों के उत्पादन सहित विभिन्न बड़े उद्योगों को बनाए रखती है।

इसलिए, जैविक स्रोतों से पोषक तत्वों को पुनर्प्राप्त करने और उन्हें उर्वरक के रूप में उपयोग करने से सीधे अपशिष्ट (यानी, जैविक अपशिष्ट) कम हो जाएगा और वन्यजीवों और अपशिष्ट स्रोतों से जुड़े हरित गृह उत्सर्जन का खतरा कम हो जाएगा। इसके अलावा, उर्वरक उत्पादन प्रणाली में चक्रीयता लाना “फॉस्फेट उर्वरक संकट” का समाधान है, और यह नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन के उत्सर्जन-गहन तरीके को एक अभिनव उत्सर्जन-कम उत्पादन प्रणाली (उदाहरण के लिए, अवायवीय पाचन से उत्पादित बायोगैस) से बदल देता है। प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है)|

जैव-आधारित उर्वरक क्या हैं?

“जैव-आधारित उर्वरक” के उत्पादन की केंद्रीय अवधारणा जैव-आधारित या कार्बनिक-आधारित पदार्थों (पशु, पौधे, या माइक्रोबियल मूल, अवशेष, कार्बनिक अपशिष्ट इत्यादि) से पौधों में उपलब्ध पोषक तत्वों को उर्वरक के रूप में उनके बाद के उपयोग के लिए पुनर्प्राप्त करने में निहित है। कृषि में (Albert & Bloem, 2023)। वर्तमान में, यूरोपीय आयोग (2019) की रिपोर्ट के अनुसार 100 से अधिक विभिन्न पोषक पुनर्प्राप्ति प्रौद्योगिकियाँ हैं, और तदनुसार विभिन्न प्रसंस्करण विधियाँ हैं (चित्र 2)। चूँकि यह क्षेत्र अपेक्षाकृत नया है, विभिन्न स्रोतों से पोषक तत्व निकालने के नवीन तरीकों की अभी भी खोज की जा रही है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं की एक टीम ने चिकन पंखों का उपयोग करके नाइट्रोजन युक्त तरल उर्वरक का उत्पादन करने की एक विधि की खोज की, जो प्रचुर मात्रा में हैं और इसमें पर्याप्त नाइट्रोजन सामग्री होती है (Nurdiawati et al., 2018)।

यह स्वीकार करना महत्वपूर्ण है कि वर्तमान में जैविक अपशिष्ट या जैव-आधारित सामग्रियों से प्राप्त उत्पादों को लेबल करने के लिए कोई सार्वभौमिक रूप से स्वीकृत मानक शब्द नहीं है। फिर भी, “जैव-आधारित उर्वरक” इस क्षेत्र से संबंधित साहित्य में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला और संदर्भित शब्द है।

हाल के वर्षों में जैव-आधारित उर्वरक लोकप्रिय क्यों हो रहे हैं?

जैव-आधारित उर्वरकों के क्या फायदे हैं?

जैसा कि हमने ऊपर बताया, कृत्रिम उर्वरकों का उत्पादन महत्वपूर्ण समस्याओं से जुड़ा है, जिसमें कार्बन-सघन विनिर्माण प्रक्रिया और कच्चे माल के सीमित स्रोतों की कमी शामिल है। जैसे-जैसे वैश्विक जनसंख्या बढ़ती जा रही है, कृषि भूमि पर (उच्च पैदावार के लिए) तनाव भी बढ़ेगा। हालाँकि, फास्फोरस (P) की उपलब्धता सीमित है, और जलवायु परिवर्तन के विनाशकारी परिणामों से बचने/कम करने के लिए उत्सर्जन को कम करने की तत्काल आवश्यकता है। नतीजतन, वैज्ञानिक नवप्रवर्तन के प्रति इच्छुक हैं, और नीति निर्माता उन समाधानों का समर्थन करने के इच्छुक हैं जिनका उद्देश्य जलवायु परिवर्तन को कम करना और संबोधित करना है, जहां जैव-आधारित उर्वरकों का उत्पादन इन समाधानों में से एक है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका (अर्थात् अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी) और यूरोप (ग्रीन डील कॉल के तहत अनुसंधान परियोजना वित्त पोषण) में संसाधनों के पुनर्चक्रण और किसानों के उपयोग के लिए पोषक तत्वों की पुनर्प्राप्ति के लिए नई प्रौद्योगिकियों को विकसित करने में अनुसंधान रुचि बढ़ रही है।

चूँकि यह क्षेत्र अपेक्षाकृत नया है, इसलिए इन नवीन उत्पादन प्रणालियों को अपनाना महंगा है। इसके अलावा, इस क्षेत्र में कई चुनौतियाँ और ज्ञान की कमी मौजूद है। इनमें परिवहन और उत्पादन लागत, विनियम, मिट्टी के सूक्ष्मजीवों पर जैव-आधारित उर्वरकों का प्रभाव, पर्यावरणीय जोखिम, अंतिम उत्पादों की असंगत पोषक तत्व सामग्री, मेल खाने वाली फसलें और नीति ढांचे के बारे में चिंताएं शामिल हैं।

संदर्भ:

Albert, S., & Bloem, E. (2023). Ecotoxicological methods to evaluate the toxicity of bio-based fertilizer application to agricultural soils – A review. In Science of the Total Environment (Vol. 879). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163076

European Commission. (2019, November 11). 100 nutrient recovery technologies and novel fertiliser products.

Nurdiawati, A., Nakhshiniev, B., Zaini, I. N., Saidov, N., Takahashi, F., & Yoshikawa, K. (2018). Characterization of potential liquid fertilizers obtained by hydrothermal treatment of chicken feathers. Environmental Progress and Sustainable Energy, 37(1), 375–382. https://doi.org/10.1002/ep.12688