કચ્છ જેવા તપતા રણને ફળોનાં ખેતરોમાં ફેરવતી નૅનો ક્લે તકનીક શું છે?

માર્ચ 2020માં જ્યારે આખા વિશ્વમાં લૉકડાઉનની જાહેરાત કરવામાં આવી રહી હતી ત્યારે સંયુક્ત આરબ અમિરાતમાં એક મોટું સંશોધન પૂર્ણ થવાને આરે હતું.

માત્ર 40 દિવસોની અંદર ઉજ્જડ જમીનનો એક ભાગ મીઠાં તરબૂચથી ભરાઈ ગયો હતો.

પોતાની કુલ જરૂરિયાતની 90 ટકા તાજાં શાકભાજી અને ફળો આયાત કરનાર દેશ માટે આ એક અસાધારણ સિદ્ધિ કહી શકાય.

માત્ર માટી અને પાણી ભેળવ્યાં બાદ આરબનું સૂકુંભઠ અને તપતું રણ સ્વાદિષ્ટ ફળોનાં ખેતરોમાં ફેરવાઈ ગયું.

પરંતુ આ એટલું સહેલું નહોતું. આ તરબૂચ પ્રવાહી નૅનો ક્લેના કારણે ઊગી શક્યાં છે. માટીને ફરી ફળદ્રુપ બનાવવાર આ તકનીકની કહાણી અહીંથી 2400 કિલોમિટર દૂર પશ્ચિમમાં બે દાયકા પહેલાં શરૂ થઈ હતી.

1980ના દાયકામાં ઇજિપ્તસ્થિત નીલ ડેલ્ટાના એક ભાગમાં કૃષિઉત્પાદન ઘટવા લાગ્યું, રણની નજીક હોવા છતાં અહીં હજારો વર્ષોથી ખેતી થતી હતી.

અહીંની ફળદ્રુપતાના કારણે પ્રાચીન ઇજિપ્તનો લોકોએ પોતાની તાકાતનો એક શક્તિશાળી સભ્યતા ઊભી કરવામાં ઉપયોગ કર્યો, જેની પ્રગતિ જોઈને હજારો વર્ષો બાદ આજે પણ વિશ્વ આશ્ચર્યમાં મુકાઈ જાય છે.

હજારો વર્ષો સુધી લોકોની ભૂખ મટાડનાર ખેતરોમાં 10 વર્ષની અંદર ઉત્પાદન ઘટી ગયું.

ખેતપેદાશ કેમ ઘટી ગઈ?

દર વર્ષે ઉનાળાના અંતમાં નાઇલ નદીમાં પૂર આવે છે, જે ઇજિપ્તના ડેલ્ટામાં ફેલાઈ જાય છે.

વૈજ્ઞાનિકોએ જ્યારે ખેતપેદાશ ઘટી જવા પાછળના કારણ વિશે તપાસ કરી તો માલૂમ પડ્યું કે પૂરનાં પાણી પોતાની સાથે ખનીજ, પોષકતત્ત્વો અને પૂર્વ આફ્રિકાના બેસિન (નદીનો તટપ્રદેશ)થી કાચી માટીના રજકણ પણ સાથે લઈ આવતાં હતાં, જે સમગ્ર ડેલ્ટામાં ફેલાઈ જતાં હતાં.

કાદવના આ સૂક્ષ્મ કણો ત્યાંની જમીનને ફળદ્રુપ બનાવતા હતા, પરંતુ શું તે રજકણો ગાયબ થઈ ગયા.

1960માં દાયકામાં દક્ષિણ ઇજિપ્તમાં નાઇલ નદી પર અસવાન બંધ બાંધવામાં આવ્યો હતો. અઢી માઇલ (4 કિલોમિટર) પહોળો આ વિશાળકાય બંધ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે અને પૂરને નિયંત્રિત કરવા માટે બાંધવામાં આવ્યો હતો, જેથી ખેતીનું સંચાલન સારી રીતે થઈ શકે અને પાક બરબાદ ન થાય.

બંધે પૂર સાથે આવતાં પોષનાર તત્ત્વો અટકાવી દીધાં અને એક દાયકાની અંદર-અંદર ડેલ્ટાની ખેતપેદાશ ઘટી ગઈ. સમસ્યા જાણી લીધા બાદ વૈજ્ઞાનિકો અને ઈજનરો આનો ઉકેલ શોધવામાં લાગી ગયા.

શું છે નૅનો ક્લે તકનીક?

નૅનો ક્લે તકનીકની શોધ નૉર્વેની કંપની ડેઝર્ટ કંટ્રોલે કરી છે.

કંપનીના મુખ્ય કાર્યકારી અધિકારી ઓલે સિવર્ત્સેન કહે છે, આ તે જ છે જે તમે પોતાના બગીચામાં જોઈ શકો.

રણની માટી છોડ માટે જરૂરી ભેજ જાળવી શકતી નથી. યોગ્ય પ્રમાણમાં કાચી માટી ભેળવવાથી આ સ્થિતિ નાટકીય રીતે એકદમ બદલાઈ જાય છે.

તેમના શબ્દોમાં કહીએ તો તેમની યોજના નૅનો ક્લેના ઉપયોગ વડે ઉજ્જડ રેતાળ જમીનને રણથી આશા તરફ લઈ જવા માટે છે.

કાદવનો ઉપયોગ કરીને ખેતપેદાશ વધારવાની વાત કંઈ નવી નથી. હજારો વર્ષોથી ખેડૂતો આ કરતા આવ્યા છે. પરંતુ ભારે અને જાડી માટી સાથે કામ કરવું એ ઐતિહાસિક દૃષ્ટિએ બહુ મહેનત માગી લેતું કામ છે અને તેનાથી ભૂગર્ભ ઇકૉસિસ્ટમને નુકસાન થઈ શકે છે.

પર્યાવરણને જમીનને ખેડવાથી, ખોદવાથી અને માટી ફેરવવાથી પણ નુકસાન થાય છે. જમીનની નીચે જે જૈવિક તત્ત્વો હોય છે, તે ઓક્સિજનના સંપર્કમાં આવતાં જ કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં ફેરવાઈ જાય છે અને હવામાં ભળી જાય છે.

મૂળિયાંને જીવન છે

ઍડિનબર્ગ યુનિવર્સિટીમાં માટીનાં વૈજ્ઞાનિક સરન સોહી કહે છે, "વાળથી પણ સૂક્ષ્મ રચના, જેમને હાઇફે કહેવામાં આવે છે, તે પોષકતત્ત્વોને છોડના મૂળ સુધી પહોંચાડવામાં મદદ કરે છે."

આ પ્રક્રિયામાં ફૂગ જમીનનાં ખનીજ રજકણો સાથે જોડાઈ જાય છે. આ માટીની રચનાને જાળવવામાં મદદ કરે છે અને ખારને વધતું અટકાવે છે.

માટી ખોદવાથી અથવા ખેતી કરવાથી આ રચના તૂટી છે. ફરીથી તૈયાર થવામાં સમય લાગે છે. ત્યાં સુધી જમીનમાં નુકસાન થવાની અને પોષકતત્ત્વોના ખતમ થઈ જવાની શક્યતા રહેલી છે.

રેતીમાં કાચી માટીના મિશ્રણને ઓછા પ્રમાણમાં ભેળવવામાં આવે તો અસર થતી નથી. જો વધારે પડતો ભેળવવામાં આવે તો માટીની સપાટી પર ભેગું થઈ જાય છે.

વર્ષો સુધી સંશોધન પછી નૉર્વેના ફ્લુઇડ ડાયનેમિક્સ ઇજનેર ક્રિસ્ટિયન પી. ઓલ્સેને એક મિશ્રણ બનાવ્યું, જેને રેતીમાં ભેળવી દેવાથી તે જીવતદાન આપનાર માટીમાં ફેરવાઈ જાય છે.

તેઓ કહે છે, "દરેક જગ્યાએ એક ફૉર્મ્યુલા નહીં કામ કરે. ચીન, ઇજિપ્ત, સંયુક્ત આરબ અમિરાત અને પાકિસ્તાનમાં 10 વર્ષ સુધીના સંશોધને અમને શીખવ્યું છે કે દરેક માટી માટે પરીક્ષણ જરૂરી છે, જેથી યોગ્ય નૅનો ક્લે રીત અપનાવી શકાય."

માટીના મિશ્રણનું સંતુલન

નૅનો ક્લે સંશોધન અને વિકાસનો એક મોટો ભાગ એવાં સંતુલિત મિશ્રણ ફૉર્મ્યૂલા તૈયાર કરવા પાછળ ગયો, જે સ્થાનિક માટીનાં સૂક્ષ્મ રજકણો (નૅનો કણો)માં પીસાઈને પહોંચી શકે. પરંતુ એટલી તીવ્રતાથી ન વહે, જેથી તે સંપૂર્ણ ખોવાઈ જાય.

આની પાછળનો હેતુ છોડનાં મૂળિયાંથી 10થી 20 સેન્ટિમીટર નીચેની માટીમાં જાદુની અસર દેખાડવાનો છે.

સદભાગ્યે જ્યારે રેતીમાં કાદવને ભેળવવાની વાત આવે છે, ત્યારે રસાયણશાસ્ત્રનો નિયમ કામ આવે છે, જેને અંગ્રેજીમાં કૅટિયોનિક ઍક્સચેન્જ કૅપેસિટી (Cationic Exchange Capacity) કહેવામાં આવે છે.

સિવર્ત્સેન કહે છે, "કાદવના રજકણો નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થતા હોય છે, જ્યારે રેતીના રજકણોમાં પૉઝિટિવ ચાર્જ હોય છે. જ્યારે તેઓ મળે છે ત્યારે એકબીજા સાથે જોડાઈ જાય છે."

રેતના દરેક કણની ચારે બાજુ માટીની 200-300 નૅનોમીટર જાડી સપાટી બની જાય છે. રેતીના રજકણોનો આ ફેલાયેલો વિસ્તાર પાણી અને પોષકતત્ત્વોને તેની સાથે જોડીને રાખે છે.

સિવર્ત્સેન વધુમાં જણાવે છે, "કાચી માટી જૈવિક તત્ત્વોની જેમ કામ કરે છે. આ ભેજ જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે. જ્યારે આ રજકણો સ્થિર થઈ જાય છે અને પોષકતત્ત્વો પૂરા પાડવામાં મદદરૂપ થવા લાગે છે, ત્યારે તમે સાત કલાકની અંદર પાક વાવી શકો."

આશરે 15 વર્ષથી આ તકનીક પર કામ થઈ રહ્યું છે, પરંતુ વ્યાપારી રીતે તો છેલ્લા 12 મહિનાથી તેના પર કામ થઈ રહ્યું છે, જ્યારે દુબઈના ઇન્ટરનેશનલ સેન્ટર ફૉર બાયોસેલાઇન એગ્રિકલ્ચર (આઈસીબીએ)એ સ્વતંત્ર રીતે તેનું પરીક્ષણ કર્યું છે.

તેઓ વધુમાં જણાવે છે કે "અમારી પાસે તે અસરકારક હોવાના વૈજ્ઞાનિક પુરાવા છે. અમે 40 ફૂટના કન્ટેનરમાં ઘણી મોબાઇલ ફેકટરી બનાવવાની ઇચ્છા રાખીએ છીએ, જેથી અમે શક્ય હોય એટલા ફેરફાર લાવી શકીએ."

"આ મોબાઇલ એકમો જ્યાં જરૂર હશે ત્યાં સ્થાનિક સ્તરે પ્રવાહી નૅનો ક્લો તૈયાર કરશે. અમે જે તે દેશની માટીનો ઉપયોગ કરીશું અને તે વિસ્તારના લોકોને કામ પર રાખીશું."

આ પ્રકારની ફેકટરી એક કલાકમાં 40 હજાર લીટર પ્રવાહી નૈનો ક્લો તૈયાર કરી આપશે, જેનો ઉપયોગ સંયુક્ત આરબ અમિરાતના સિટી પાર્કલૅન્ડમાં થશે. આ તકનીકથી 47 ટકા પાણીની બચત થશે.

ખર્ચ ઘટાડવાનો પડકાર

અત્યારે પ્રતિચોરસ મીટર આશરે 2 ડૉલર એટલે કે (1.50 પાઉન્ડ)નો ખર્ચ આવે છે, જે સમૃદ્ધ યુએઈનાં નાનાં ખેતરો માટે મોટી રકમ નથી.

પરંતુ સબ-સહરા અફ્રિકા વિસ્તારમાં જ્યાં તેની ખરી જરૂરિયાત છે, ત્યાં આ તકનીકને અસરકારક બનાવવા માટે સિવર્ત્સેનને ખર્ચ ઘટાડવાની જરૂર છે.

આફ્રિકામાં મોટા ભાગના ખેડૂતો પાસે આટલા પૈસા નથી જેનો ઉપયોગ કરીને તેઓ પોતાની જમીનને સુધારી શકે. જો આ રીતે જમીનની સારસંભાળ કરાવવામાં આવે તો તેની અસર 5 વર્ષ સુધી રહે છે. જે બાદ માટીના મિશ્રણને ફરીથી નાખવું પડે છે.

સિવર્ત્સેનના મતે જો મોટા પ્રમાણે કામ કરવામાં આવે તો ખર્ચ ઘટાડી શકાય છે. તેમનું ધ્યેય પ્રતિચોરસ મીટર ખર્ચને 0.20 ડૉલર (0.15 પાઉન્ડ) સુધી લઈ જવાનું છે.

તેની સામે જો ફળદ્રુપ જમીન ખરીદવી પડે તો પ્રતિચોરસ મીટર માટે તેનો ખર્ચ 0.50 ડૉલરથી 3.50 ડૉલર (0.38 પાઉન્ડથી 2.65 પાઉન્ડ) આવે છે. ભવિષ્યમાં ખેતર ખરીદવાની જગ્યાએ આ રીતે જમીનને ફળદ્રુપ કરવી સસ્તી પડશે.

સિવર્ત્સેન ગ્રૅટ ગ્રીન વૉલ પ્રોજેક્ટમાં પણ મદદ કરી રહ્યા છે. આ માટે તેઓ યુએન કન્વેન્શન ટૂ કૉમ્બેટ ડેઝર્ટિફિકેશન સાથે કામ કરી રહ્યા છે. ઉત્તર આફ્રિકામાં રણવિસ્તાર અટકાવવા માટે વૃક્ષોની દીવાલ ઊભી કરવામાં આવી રહી છે.

ખેતપેદાશ વધારવાના બીજા ઉપાય

ઉત્તર આફ્રિકા અને મધ્ય પૂર્વની રેતાળ જમીનમાં કાચી માટીનું મિશ્રણ ભેળવી દઈએ, પરંતુ બાકીની દુનિયાનું શું થશે?

વૈશ્વિક સ્તરે માટીમાં જૈવિક તત્ત્વો 20થી 60 ટકા સુધી ઘટી ગયાં છે. નૅનો ક્લો માત્ર રેતાળ માટીને ફળદ્રુપ બનાવવા માટે અનુકૂળ છે.

જો તમારી પાસે ખારી અને બિનરેતાળ માટી હોય તો તમે શું કરશો? અહીં બાયોચાર તમારી મદદ કરી શકે છે.

કાર્બનનું આ સ્થાયી રૂપ જૈવિક તત્ત્વોને પાયરોલિસીસ વિધિથી બાળીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ જેવા પ્રદૂષણ કરતા ગૅસ ઓછા બહાર આવે છે, કારણ કે બાળવાની પ્રક્રિયામાં ઓક્સિજનને બહાર રાખવામાં આવે છે.

તેનાથી છિદ્રવાળા અને હલકા ચારકોલ જેવો પદાર્થ બને છે. સોહી જણાવે છે કે પોષકતત્ત્વો વગરની માટીને આ જ જોઈએ છે.

તેઓ જણાવે છે, "માટીની જૈવિક વસ્તુઓ કાયમ બદલાતી રહે છે, પરંતુ જે સ્વસ્થ માટીમાં કાર્બનનું એક ચોક્કસ સ્તર હાજર હોય છે."

"બાયોચાર કાયમ રહેતું કાર્બન છે, જે છોડના વિકાસ માટે મહત્ત્વનાં પોષકતત્ત્વો પર પકડ જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે. માટીમાં સ્થાયી કાર્બન તત્ત્વ વિકસિત થવામાં દાયકાઓ લાગી શકે છે, પરંતુ બાયોચાર આ તરત કરી શકે છે."

"બાયોચાર જૈવિક ખાતરની જેમ બીજી કાર્બનિક વસ્તુઓની સાથે મળીને માટીની રચનાને સુધારી આપે છે, જેથી છોડનો વિકાસ થાય."

તેનાથી વધારે પડતા ખેતી અથવા ખાણ અથવા દૂષણને લીધે જૈવિક તત્ત્વોની ઊણપવાળી માટીને પુનર્સ્થાપિત કરવામાં મદદ મળે શકે છે. પરંતુ શરત એ છે કે જમીનમાં હાજર ઝેરી તત્ત્વોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હોય.

જમીન સુધારવા માટે જે બીજી તકનીક છે, તેમાં સામેલ છે- વર્મીક્યુલાઇટનો વપરાશ. આ એક ફાઇલોસિલિકેટ ખનિજ છે જે ખડકોમાંથી કાઢવામાં આવે છે. ગરમ કરવાથી તે ફેલાઈ જાય છે.

સ્પોન્જ જેવું હોવાથી, તે તેના વજન કરતાં ત્રણ ગણું વધુ પાણી શોષી શકે છે અને લાંબા સમય સુધી તેને જાળવી શકે છે.

છોડના મૂળ નજીક નાખવાથી ત્યાં ભેજ બની રહે છે, પરંતુ તેને નાખવા માટે જમીનને ખોદવી પડે છે, જે તેનું નકારાત્મક પાસું છે.

પોષણતત્ત્વોનું પરીક્ષણ

સંયુક્ત આરબ અમિરાતમાં સ્થાનિક સમુદાયના સભ્યો રણને ફળદ્રુપ જમીનમાં ફેરવવાનો લાભ લઈ રહ્યા છે.

નૅનો ક્લે દ્વારા ઉગાડવામાં આવતી શાકભાજી અને ફળો કોરોના વાઇરસ લૉકડાઉનમાં ખૂબ ઉપયોગી સાબિત થયાં હતાં. 0.2 એકર (1000 વર્ગ મીટર) જમીનમાં આશરે 200 કિલો તરબૂચ, કાકડી અને બાજરાનો પાક તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો, જે ઘર માટે પૂરતો છે.

સિવર્ત્સેન કહે છે, "યુએઈમાં બહુ સખત લૉકડાઉન હતું, જેમાં આયાત ઘટી ગઈ હતી. ઘણા લોકો તાજાં ફળો અને શાકભાજી મેળવવા માટે અસમર્થ હતા."

"અમે તાજાં તરબૂચ અને કાકડી તૈયાર કરવા માટે આઈસીબીએ અને રેડ ક્રેસેન્ટ ટીમ સાથે કામ કર્યું."

આ રીતે તૈયાર કરેલા પાકમાં રહેલાં પોષકતત્ત્વોનું પરીક્ષણ સિવર્ત્સેન પણ કરવા માગે છે, પરંતુ તેના માટે બીજા પાક સુધી રાહ જોવી પડશે.

તમે બીબીસી ગુજરાતીને સોશિયલ મીડિયા પર અહીં ફૉલો કરી શકો છો

Facebook પર સમાચાર વાંચવા અહીં ક્લિક કરો.

Instagram પર બીબીસી ગુજરાતીને અહીં ફૉલો કરો.

YouTube પર બીબીસી ગુજરાતીના વીડિયો જોવા માટે અહીં ક્લિક કરો.

Twitter પર બીબીસી ગુજરાતીની ફૉલો કરવા અહીં ક્લિક કરો.