भूमिगत खेती अनुसंधान: खाद्य उत्पादन के भविष्य का निर्माण

जैसे-जैसे वैश्विक आबादी का विस्तार हो रहा है और कृषि योग्य भूमि दुर्लभ होती जा रही है, खाद्य उत्पादन के लिए नवीन दृष्टिकोण सर्वोपरि हैं। भूमिगत खेती, जिसमें भूमिगत फार्म, रूट सेलरिंग और अन्य संबंधित तकनीकें शामिल हैं, टिकाऊ और कुशल कृषि के लिए एक आकर्षक समाधान प्रस्तुत करती है। यह लेख भूमिगत खेती अनुसंधान के उभरते क्षेत्र में गहराई से उतरता है, इसके संभावित लाभों, चुनौतियों और इसके भविष्य को आकार देने वाले अभूतपूर्व नवाचारों की खोज करता है।

भूमिगत कृषि का वादा

भूमिगत खेती पारंपरिक कृषि पद्धतियों की तुलना में कई लाभ प्रदान करती है, खासकर जलवायु परिवर्तन और संसाधन सीमाओं के सामने।

उन्नत पर्यावरणीय नियंत्रण

सबसे महत्वपूर्ण लाभों में से एक खेती के वातावरण पर अधिक नियंत्रण रखने की क्षमता है। भूमिगत स्थान स्वाभाविक रूप से प्रदान करते हैं:

• स्थिर तापमान: भूमिगत तापमान सतही तापमान की तुलना में अधिक स्थिर होता है, जिससे पाला या लू जैसी चरम मौसमी घटनाओं से फसल को होने वाले नुकसान का खतरा कम हो जाता है। यह अस्थिर जलवायु वाले क्षेत्रों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, आइसलैंड और कनाडा जैसे उत्तरी जलवायु वाले क्षेत्रों में रूट सेलर्स का उपयोग सदियों से कठोर सर्दियों में फसलों को संग्रहीत करने के लिए किया जाता रहा है।
• आर्द्रता प्रबंधन: नियंत्रित आर्द्रता का स्तर फंगल रोगों के जोखिम को कम कर सकता है और पौधों की वृद्धि को अनुकूलित कर सकता है। आधुनिक भूमिगत फार्म अक्सर प्रत्येक फसल की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार आर्द्रता के स्तर को ठीक करने के लिए परिष्कृत जलवायु नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग करते हैं।
• कीट और रोग में कमी: एक बंद वातावरण कीटों और बीमारियों के संपर्क को कम करता है, जिससे कीटनाशकों और शाकनाशियों की आवश्यकता कम हो जाती है। इसका परिणाम स्वस्थ फसलों और कम पर्यावरणीय प्रभाव के रूप में होता है।

अनुकूलित संसाधन उपयोग

भूमिगत खेती संसाधन दक्षता में उल्लेखनीय सुधार कर सकती है:

• कम पानी की खपत: बंद-लूप सिंचाई प्रणालियाँ पानी का पुनर्चक्रण कर सकती हैं, जिससे पानी की बर्बादी कम होती है और कीमती संसाधनों का संरक्षण होता है, खासकर शुष्क और अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में। वर्टिकल फार्म, जो अक्सर भूमिगत होते हैं, पारंपरिक कृषि की तुलना में पानी की खपत को 95% तक कम कर सकते हैं।
• ऊर्जा दक्षता: भूतापीय ऊर्जा का उपयोग तापमान को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम होती है और खाद्य उत्पादन का कार्बन फुटप्रिंट कम होता है। आइसलैंड जैसे देशों में, जहाँ प्रचुर मात्रा में भूतापीय संसाधन हैं, भूमिगत फार्म अपने संचालन को शक्ति देने के लिए इस स्वच्छ ऊर्जा स्रोत का लाभ उठा रहे हैं।
• भूमि संरक्षण: भूमिगत फार्म मूल्यवान सतही भूमि को अन्य उपयोगों, जैसे संरक्षण, आवास या बुनियादी ढाँचे के लिए मुक्त करते हैं। यह घनी आबादी वाले शहरी क्षेत्रों में विशेष रूप से प्रासंगिक है जहाँ भूमि बहुत कीमती है।

साल भर उत्पादन

पारंपरिक कृषि के विपरीत, जो अक्सर मौसमी बाधाओं से सीमित होती है, भूमिगत खेती साल भर फसल उत्पादन को सक्षम बनाती है। यह बाहरी मौसम की स्थिति की परवाह किए बिना ताजे उत्पादों की एक सुसंगत आपूर्ति सुनिश्चित करता है। यह विशेष रूप से स्कैंडिनेविया या अलास्का जैसे छोटे बढ़ते मौसम वाले क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है, जहाँ सर्दियों के महीनों के दौरान ताजे उत्पादों तक पहुँच सीमित हो सकती है।

भूमिगत खेती की तकनीकें: एक विविध परिदृश्य

भूमिगत खेती के क्षेत्र में कई तकनीकें शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने अनूठे फायदे और अनुप्रयोग हैं।

भूमिगत फार्म

ये भूमिगत रूप से स्थित उद्देश्य-निर्मित सुविधाएं हैं, जो अक्सर पुन: उपयोग की गई खानों, सुरंगों या गुफाओं में होती हैं। वे खेती की स्थितियों को अनुकूलित करने के लिए नियंत्रित पर्यावरण कृषि (CEA) तकनीकों का लाभ उठाते हैं।

• खनन संचालन: परित्यक्त खदानें बड़े पैमाने पर खेती के लिए उपयुक्त एक आसानी से उपलब्ध और अक्सर विशाल भूमिगत स्थान प्रदान करती हैं। खानों के भीतर स्थिर तापमान और आर्द्रता का स्तर उन्हें विभिन्न प्रकार की फसलें उगाने के लिए आदर्श बनाता है। उदाहरण के लिए, यूके में, अनुपयोगी खानों को मशरूम फार्म में बदलने की खोज करने वाली परियोजनाएं हुई हैं।
• सुरंगें और बंकर: सुरंगें और बंकर, जो मूल रूप से परिवहन या सैन्य उद्देश्यों के लिए बनाए गए थे, को भूमिगत खेती के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। ये संरचनाएं एक सुरक्षित और नियंत्रित वातावरण प्रदान करती हैं, जो फसलों को बाहरी खतरों से बचाती हैं।
• कस्टम-निर्मित सुविधाएं: उद्देश्य-निर्मित भूमिगत फार्म विशेष रूप से कृषि उत्पादन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इन सुविधाओं में अक्सर अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियां शामिल होती हैं, जैसे कि एलईडी लाइटिंग, हाइड्रोपोनिक्स और स्वचालित पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली।

रूट सेलरिंग

रूट सेलरिंग काटी गई फसलों को उनके शेल्फ जीवन को बढ़ाने के लिए भूमिगत स्थानों में संग्रहीत करने की एक पारंपरिक विधि है। यह तकनीक बिना रेफ्रिजरेशन के उपज को संरक्षित करने के लिए प्राकृतिक तापमान और आर्द्रता विनियमन पर निर्भर करती है।

• पारंपरिक रूट सेलर्स: ये आम तौर पर जमीन में या पहाड़ी के किनारे बनी साधारण संरचनाएं होती हैं। वे एक ठंडा और आर्द्र वातावरण बनाए रखने के लिए पृथ्वी के प्राकृतिक इन्सुलेशन पर भरोसा करते हैं। रूट सेलर्स का उपयोग विभिन्न संस्कृतियों में सदियों से किया जाता रहा है, जो सर्दियों के महीनों के दौरान भोजन का एक महत्वपूर्ण स्रोत प्रदान करते हैं।
• आधुनिक रूट सेलर्स: आधुनिक रूट सेलर्स अपनी प्रभावशीलता को और बढ़ाने के लिए बेहतर इन्सुलेशन, वेंटिलेशन और आर्द्रता नियंत्रण प्रणाली को शामिल कर सकते हैं।

भूमिगत ग्रीनहाउस

जमीन के स्तर से नीचे बने ग्रीनहाउस बेहतर इन्सुलेशन और तापमान स्थिरता प्रदान करते हैं, जिससे बढ़ते मौसम का विस्तार होता है और ऊर्जा की खपत कम होती है। ये संरचनाएं ठंडी जलवायु में विशेष रूप से फायदेमंद हो सकती हैं।

• वालपिनी (Walipini): वालपिनी, या भूमिगत ग्रीनहाउस, दक्षिण अमेरिका के एंडीज पहाड़ों से उत्पन्न एक पारंपरिक कृषि तकनीक है। यह कठोर जलवायु वाले उच्च ऊंचाई वाले क्षेत्रों में भी फसलों को उगाने के लिए एक गर्म और आश्रित वातावरण बनाने के लिए पृथ्वी की प्राकृतिक गर्मी का उपयोग करता है।
• अर्थ शेल्टर्ड ग्रीनहाउस: ये संरचनाएं आंशिक रूप से या पूरी तरह से भूमिगत दबी होती हैं, जो उत्कृष्ट इन्सुलेशन और तत्वों से सुरक्षा प्रदान करती हैं।

भूमिगत खेती में प्रमुख अनुसंधान क्षेत्र

भूमिगत खेती की तकनीकों को अनुकूलित करने और उनकी पूरी क्षमता को अनलॉक करने के लिए चल रहे अनुसंधान महत्वपूर्ण हैं।

एलईडी लाइटिंग का अनुकूलन

कृत्रिम प्रकाश भूमिगत खेतों के लिए आवश्यक है, क्योंकि प्राकृतिक सूर्य का प्रकाश सीमित या अनुपस्थित होता है। अनुसंधान ऊर्जा-कुशल एलईडी प्रकाश प्रणालियों को विकसित करने पर केंद्रित है जो विभिन्न फसलों के लिए प्रकाश का इष्टतम स्पेक्ट्रम और तीव्रता प्रदान करते हैं।

• स्पेक्ट्रल ट्यूनिंग: प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य पौधे की वृद्धि और विकास को अलग-अलग तरीकों से प्रभावित करती हैं। अनुसंधान उपज, पोषक तत्व सामग्री और स्वाद को अधिकतम करने के लिए इष्टतम वर्णक्रमीय अनुपात की खोज कर रहा है।
• ऊर्जा दक्षता: भूमिगत खेतों की परिचालन लागत को कम करने के लिए अधिक ऊर्जा-कुशल एलईडी प्रकाश प्रणालियों का विकास महत्वपूर्ण है।
• प्रकाश वितरण: बढ़ते स्थान के भीतर प्रकाश के वितरण को अनुकूलित करने से यह सुनिश्चित होता है कि सभी पौधों को पर्याप्त रोशनी मिले।

पोषक तत्व प्रबंधन और वितरण

फसल की पैदावार को अधिकतम करने और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए कुशल पोषक तत्व प्रबंधन महत्वपूर्ण है। अनुसंधान टिकाऊ और सटीक पोषक तत्व वितरण प्रणाली विकसित करने पर केंद्रित है।

• हाइड्रोपोनिक्स और एरोपोनिक्स: ये मिट्टी रहित खेती तकनीकें पोषक तत्वों के वितरण पर सटीक नियंत्रण की अनुमति देती हैं, जिससे अपशिष्ट कम होता है और पोषक तत्वों का अवशोषण अधिकतम होता है।
• जैविक पोषक तत्व समाधान: अनुसंधान खाद, वर्मीकास्ट और अन्य टिकाऊ स्रोतों से प्राप्त जैविक पोषक तत्व समाधानों के उपयोग की खोज कर रहा है।
• पोषक तत्व पुनर्चक्रण: बंद-लूप पोषक तत्व पुनर्चक्रण प्रणाली पोषक तत्वों की बर्बादी को कम कर सकती है और बाहरी आदानों की आवश्यकता को कम कर सकती है।

पर्यावरणीय नियंत्रण प्रणाली

भूमिगत खेतों में इष्टतम बढ़ती परिस्थितियों को बनाए रखने के लिए परिष्कृत पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली आवश्यक है। अनुसंधान अधिक कुशल और टिकाऊ प्रणाली विकसित करने पर केंद्रित है।

• जलवायु मॉडलिंग: उन्नत जलवायु मॉडल का उपयोग बढ़ते स्थान के भीतर पर्यावरणीय परिस्थितियों की भविष्यवाणी करने और नियंत्रण रणनीतियों को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है।
• स्वचालन और सेंसर: स्वचालित प्रणाली और सेंसर वास्तविक समय में पर्यावरणीय मापदंडों की निगरानी और समायोजन कर सकते हैं, जिससे इष्टतम बढ़ती स्थितियां सुनिश्चित होती हैं।
• भूतापीय एकीकरण: भूतापीय ऊर्जा को पर्यावरण नियंत्रण प्रणालियों में एकीकृत करने से ऊर्जा की खपत में काफी कमी आ सकती है और भूमिगत खेतों के कार्बन फुटप्रिंट को कम किया जा सकता है।

भूमिगत वातावरण के लिए फसल अनुकूलन

सभी फसलें भूमिगत खेती के लिए समान रूप से उपयुक्त नहीं हैं। अनुसंधान उन किस्मों की पहचान करने और प्रजनन करने पर केंद्रित है जो इन नियंत्रित वातावरणों में पनपती हैं।

• प्रकाश की आवश्यकताएं: कम प्रकाश की आवश्यकता वाली फसलों का चयन करना या कम प्रकाश की स्थिति के प्रति अधिक सहिष्णु किस्मों का प्रजनन भूमिगत खेतों के लिए महत्वपूर्ण है। पत्तेदार साग, जड़ी-बूटियाँ और मशरूम अक्सर उनकी अपेक्षाकृत कम प्रकाश आवश्यकताओं के कारण भूमिगत खेती के लिए अच्छी तरह से अनुकूल होते हैं।
• स्थान की कमी: अंतरिक्ष उपयोग को अधिकतम करने के लिए भूमिगत खेतों में अक्सर वर्टिकल फार्मिंग तकनीकों का उपयोग किया जाता है। उन फसलों का चयन करना महत्वपूर्ण है जो ऊर्ध्वाधर विकास के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं।
• रोग प्रतिरोध: एक भूमिगत खेत के नियंत्रित वातावरण में फसल के नुकसान के जोखिम को कम करने के लिए रोग प्रतिरोधी किस्मों का चयन आवश्यक है।

चुनौतियां और विचार

अपनी अपार क्षमता के बावजूद, भूमिगत खेती को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है जिन्हें दूर करने की आवश्यकता है।

प्रारंभिक निवेश लागत

एक भूमिगत खेत स्थापित करने की प्रारंभिक निवेश लागत महत्वपूर्ण हो सकती है, खासकर उद्देश्य-निर्मित सुविधाओं के लिए। मौजूदा भूमिगत स्थानों, जैसे कि खानों या सुरंगों का पुन: उपयोग करने से इन लागतों को कम करने में मदद मिल सकती है।

ऊर्जा की खपत

हालांकि भूमिगत खेत पारंपरिक कृषि की तुलना में ऊर्जा-कुशल हो सकते हैं, फिर भी उन्हें प्रकाश, वेंटिलेशन और पर्यावरण नियंत्रण के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सौर या भूतापीय जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करने से कार्बन फुटप्रिंट को कम करने में मदद मिल सकती है।

पहुंच और लॉजिस्टिक्स

भूमिगत खेतों तक पहुंच चुनौतीपूर्ण हो सकती है, खासकर बड़े पैमाने पर संचालन के लिए। फसलों और आपूर्तियों को सुविधा के अंदर और बाहर ले जाने के लिए कुशल लॉजिस्टिक्स और परिवहन प्रणाली आवश्यक है।

सार्वजनिक धारणा और स्वीकृति

कुछ उपभोक्ता स्वच्छता या सुरक्षा के बारे में चिंताओं के कारण भूमिगत रूप से उगाए गए भोजन को अपनाने में झिझक सकते हैं। उपभोक्ताओं की स्वीकृति प्राप्त करने के लिए जनता को भूमिगत खेती के लाभों के बारे में शिक्षित करना और खाद्य सुरक्षा के उच्च मानकों को सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है।

भूमिगत खेती की पहलों के वैश्विक उदाहरण

भूमिगत खेती की पहल दुनिया भर में जोर पकड़ रही है, जो खाद्य उत्पादन के इस नवीन दृष्टिकोण की व्यवहार्यता को प्रदर्शित करती है।

• ग्रोइंग अंडरग्राउंड (लंदन, यूके): लंदन की सड़कों के नीचे परित्यक्त द्वितीय विश्व युद्ध के हवाई हमले के आश्रयों में स्थित, ग्रोइंग अंडरग्राउंड हाइड्रोपोनिक तकनीकों का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के पत्तेदार साग और जड़ी-बूटियों का उत्पादन करता है।
• प्लांट शिकागो (शिकागो, यूएसए): एक पूर्व मांस पैकिंग संयंत्र में स्थित, प्लांट शिकागो एक शहरी वातावरण में भोजन उगाने के लिए एक्वापोनिक्स और अन्य टिकाऊ कृषि पद्धतियों को एकीकृत करता है। हालांकि पूरी तरह से भूमिगत नहीं है, यह एक नियंत्रित बढ़ते वातावरण बनाने के लिए भवन के बुनियादी ढांचे का उपयोग करता है।
• डीप रूट्स (मॉन्ट्रियल, कनाडा): यह परियोजना मॉन्ट्रियल के सिटी सेंटर के नीचे शहरी खेती के लिए परित्यक्त सुरंगों का उपयोग करने की क्षमता का पता लगाती है।
• भूमिगत मशरूम फार्म (विभिन्न स्थान): मशरूम की खेती फसल की कम प्रकाश आवश्यकताओं के कारण भूमिगत वातावरण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। दुनिया भर में कई भूमिगत मशरूम फार्म संचालित होते हैं, जो अक्सर पुन: उपयोग की गई खानों या गुफाओं में होते हैं।

भूमिगत खेती का भविष्य

भूमिगत खेती खाद्य उत्पादन के भविष्य के लिए अपार संभावनाएं रखती है, जो बढ़ती वैश्विक आबादी और बदलती जलवायु की चुनौतियों का एक टिकाऊ और कुशल समाधान प्रदान करती है। जैसे-जैसे अनुसंधान आगे बढ़ रहा है और प्रौद्योगिकियां अधिक सस्ती होती जा रही हैं, भूमिगत खेत विशेष रूप से शहरी क्षेत्रों और सीमित कृषि योग्य भूमि वाले क्षेत्रों में तेजी से प्रचलित होने की संभावना है।

अंतरिक्ष अन्वेषण में संभावित अनुप्रयोग

अंतरिक्ष अन्वेषण में संभावित अनुप्रयोगों के लिए भूमिगत खेती तकनीकों का भी पता लगाया जा रहा है। एक भूमिगत खेत का नियंत्रित वातावरण चंद्रमा या मंगल पर लंबी अवधि के मिशन पर अंतरिक्ष यात्रियों के लिए भोजन का एक स्थायी स्रोत प्रदान कर सकता है।

कार्रवाई योग्य अंतर्दृष्टि

भूमिगत खेती की खोज में रुचि रखने वाले व्यक्तियों और संगठनों के लिए, निम्नलिखित पर विचार करें:

• छोटी शुरुआत करें: तकनीकों का अनुभव और समझ हासिल करने के लिए रूट सेलरिंग या छोटे पैमाने पर भूमिगत ग्रीनहाउस के साथ प्रयोग करें।
• स्थानीय संसाधनों पर शोध करें: अपने क्षेत्र में संभावित भूमिगत स्थानों की पहचान करें जिन्हें खेती के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि परित्यक्त खदानें या सुरंगें।
• विशेषज्ञों के साथ सहयोग करें: भूमिगत खेती परियोजनाओं को विकसित करने और लागू करने के लिए शोधकर्ताओं, कृषि इंजीनियरों और अन्य विशेषज्ञों के साथ साझेदारी करें।
• नीति समर्थन की वकालत करें: सरकारी नीतियों को प्रोत्साहित करें जो भूमिगत खेती सहित टिकाऊ कृषि के विकास का समर्थन करती हैं।

निष्कर्ष

भूमिगत खेती केवल एक विशिष्ट कृषि तकनीक से कहीं अधिक है; यह इस बात में एक आदर्श बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है कि हम खाद्य उत्पादन तक कैसे पहुंचते हैं। नियंत्रित वातावरण की शक्ति का उपयोग करके और संसाधन उपयोग को अनुकूलित करके, भूमिगत खेत सभी के लिए एक अधिक टिकाऊ, लचीला और खाद्य-सुरक्षित भविष्य में योगदान कर सकते हैं।