मृदा से वाष्पीकरण तथा पौधों से होने वाले वाष्पोत्सर्जन के मापन में आइसोटोप तकनीक की भूमिका पर अध्ययन

पौधों को अधिक फसल पैदावार प्राप्त करने के लिए पानी की आवश्यकता होती है और दुनिया के अधिकांश हिस्सों में जहां पानी प्रचुर मात्रा में है, फसलों को अत्यधिक सिंचाई की जाती है, जो उच्च प्रवाह के संदर्भ में प्रतिकूल प्रभावों के बारे में सोचे बिना अत्यधिक सिंचाई की जाती है जो उर्वरकों को सतह के जल निकाय में बहा देते हैं या भूजल को दूषित करने वाले गहरे जलभृतों में कृषि रसायनों की लीचिंग करते हैं। इससे बचने के लिए, किसानों को सिंचित पानी की अनुकूलित मात्रा के साथ अधिकतम पैदावार प्राप्त करने के लिए जल उपयोग दक्षता (डब्ल्यूयूई) की अवधारणा के बारे में शिक्षित किया जाना चाहिए। इनका मुख्य उद्देश्य वाष्पीकरण (ई) नुकसान को कम करना और वाष्पोत्सर्जन (टी) को अधिकतम करना है। इसलिए इसके डब्ल्यूयूई को बेहतर बनाने के लिए ई और टी के योगदान को जानना महत्वपूर्ण है।
वर्तमान अध्ययन में, आइसोटोप तकनीक का उपयोग मृदा वाष्पीकरण और पौधे वाष्पोत्सर्जन और वाष्पोत्सर्जन (ईटी) से इसके विभाजन को मापने के लिए किया जाता है। यह पाया गया है कि ई और टी अपने जल आणविक आइसोटोप हस्ताक्षरों में भिन्न हैं जो मृदा के पानी की समस्थानिक संरचना को बदलते हैं और सतह की मृदा और टी पर होने वाले ई में तरल से वाष्प में परिवर्तन भी होते हैं जो पौधे के स्टोमेटा से पानी की हानि आइसोटोप संरचना में परिवर्तन का अनुभव नहीं करती है लेकिन विभिन्न प्रजातियों के बीच समस्थानिक संरचना में अंतर देखा गया था। ई और टी के बीच इस बुनियादी अंतर का उपयोग ई और टी के विभाजन के लिए अध्ययन में किया गया है।

1. मृदा से वाष्पीकरण तथा पौधों से होने वाले वाष्पोत्सर्जन के मापन में आइसोटोप तकनीक की भूमिका पर अध्ययन एमएस राव, पंकज कुमार ठाकुर, श्वेता वीएस, बलजिंदर सिंह , राष्ट्रीय जल विज्ञान संस्थान, रुड़की प्रवेश सिंह, साहिर आजम शाद, आर. ओझा, आर. श्रीवास्तव, एस. त्रिपाठी, एस. गुहा भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, कानपुर 7वीं राष्‍ट्रीय जल संगोष्‍ठी 17 - 18 अगस्त , 202 3: “ जलवायु परिवर्तन एवं जल प्रबंधन ” गोपाल कृष्ण , वैज्ञानिक - D राष्ट्रीय जल विज्ञान संस्थान, रुड़की ईमेल : [email protected] ; [email protected] मो. : 9634254939

2. NIH, Roorkee परिचय- पृष्ठभूमि, प्रेरणा और अध्ययन की आवश्यकता पर्यावरण अनुरेखक – परिचय एवं प्रकार प्रयोग जाँच - परिणाम अनुमान विषय-सूची

3. हाइड्रोलॉजिकल अध्ययन में, ऊर्जा और जल संतुलन समीकरणों को बंद करने के लिए वाष्पन (ईटी) के वाष्पीकरण (ई) और वाष्पोत्सर्जन (टी) घटकों का अनुमान लगाना आवश्यक है। ईटी के विभिन्न घटकों को एक ही शब्द में समेटने के पारंपरिक हाइड्रोलॉजिकल मॉडलिंग दृष्टिकोण के कई नुकसान हैं क्योंकि ईटी के विभिन्न घटकों को नियंत्रित करने वाली प्रक्रियाओं में अलग-अलग भौतिक विशेषताएं, समय के पैमाने और जलवायु प्रतिक्रियाओं के प्रति प्रतिक्रियाएं होती हैं । सिंचाई पद्धतियों में सुधार के लिए ईटी का विभाजन महत्वपूर्ण है (विशेषतः जल सीमित वातावरण में )। ईटी का टी घटक फसल उत्पादकता से जुड़ा है, जबकि अवांछित ई घटक मिट्टी के वाष्पीकरण के कारण होने वाले नुकसान को दर्शाता है । अतः, ईटी विभाजन का ज्ञान सिंचाई तकनीकों को डिजाइन करने में मदद कर सकता है जो ईटी में टी के अंश को बढ़ाता है, जिससे जल उपयोग दक्षता में सुधार किया जा सकता है। ईटी विभाजन के लिए विकसित विधियों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है - ( i ) स्थिर समस्थानिक आधारित विधि और ( ii) हाइड्रोमेट्रिक विधि। समस्थानिक विधि वाष्पीकृत (ई ) और वाष्पित (टी ) पानी के समस्थानिक हस्ताक्षरों में अंतर के आधार पर ईटी का विभाजन करती है हाइड्रोमेट्रिक विधि ई, टी और ईटी फ्लक्स को सीधे मापकर ईटी को विभाजित करती है। भारत में आइसोटोप आधारित ईटी विभाजन अध्ययन की अनुपस्थिति दुनिया के अन्य हिस्सों में ऐसे कई अध्ययनों के बिल्कुल विपरीत है। फिर भी, भारत में प्रचलित खराब जल उपयोग दक्षता और ईटी अनुमानों में बड़ी अनिश्चितताओं को देखते हुए ऐसे अध्ययन भारतीय संदर्भ में प्रासंगिक हैं । प्रेरणा

4. अध्ययन क्षेत्र

5. वायु की आर्द्रता शंकु संघनन उपकरण का उपयोग करके वायु की आर्द्रता के संग्रह के लिए प्रायोगिक सेटअप

6. प्रयुक्त तकनीक: शंकु-संक्षेपण उपकरण एल्यूमीनियम शंकु एल्यूमीनियम शंकु को ठीक करने और इसे वांछित ऊंचाई पर लंबवत रूप से संरेखित करने के लिए धातु का समर्थन एल्यूमीनियम शंकु को ढकने के लिए एक घुंडी शंकु और नमूना बोतल की सुरक्षा के लिए एक बेलनाकार तार का जाल प्रक्रिया: शंकु की सतह पर संघनित होने वाली आर्द्रता की बूंदें सीधे बोतल पर गिरती हैं । सावधानियाँ: संपूर्ण अध्ययन अवधि के दौरान नमूनो के संग्रह का स्थान स्थिर रखा जाता है । ( I) अच्छी तरह हवादार स्थान पर, सीधी धूप के संपर्क से दूर ( II) वनस्पति या जल निकाय से घिरा नहीं होना चाहिए वायु की आर्द्रता के नमूनों का संग्रह शंकु-संक्षेपण सेटअप की व्यवस्था

7. वाष्पोत्सर्जन ( टी ) के नमूने एकत्र करने का प्रयोग प्लास्टिक बैग पात्र पाइप बर्फ़ पत्तियाँ सेटअप 5 मिलीलीटर नमूना बोतल पौधों से होने वाले वाष्पोत्सर्जन को एकत्र करने के लिए विभिन्न पौधों पर चार सेट लगाए गए। चारों थैलों में पत्तों की संख्या लगभग समान रखी गई। पौधे का प्रकार सामान्य नाम (वृक्ष) वैज्ञानिक नाम पत्ती प्रकार A अशोका Saraca asoca पत्ती प्रकार B मौलसरी Mimusops elengi पत्ती प्रकार C भारतीय लॉरेल Terminalia elliptica पत्ती प्रकार D जामुन Syzygium cumini

8. पौधों से होने वाले वाष्पोत्सर्जन (टी) के नमूनों का संग्रह वाष्पोत्सर्जन बैग के उपयोग की व्यवस्था वाष्पोत्सर्जन (टी) प्रयोग में प्रयुक्त विभिन्न पौधों की पत्तियाँ यह पाया गया कि चौड़ी-हरी पत्तियों (नमूना ए, बी) वाले पौधे से पीली-संकीर्ण (नमूना सी, डी) आकार की पत्तियों वाले पौधों की तुलना में बहुत अधिक पानी वाष्पित होता है।

9. वाष्पन (ईटी) नमूने एकत्र करने के लिए मॉडल विकास पाइपों को जोड़ना वायु संपीडक बर्फ़ बॉक्स एक्रिलिक बॉक्स RH मीटर ग्लास ट्यूब एकत्रित नमूना मुख्य विशेषताएं : 1. प्रयोगात्मक सेटअप पारदर्शी ऐक्रेलिक शीट (5 मिमी मोटाई) से बना है जिसका आयाम 75*75*60 सेमी है । 2. शीर्ष सतह को खोलने और बंद करने के लिए हिन्ज प्रणाली (सेट अप के अंदर विभिन्न उपकरणों के संयोजन हेतु)। 3. सक्शन के लिए एयर कंप्रेसर और कांच की ट्यूब में मिट्टी से वाष्पित वाष्प का संकलन (जहाँ इन वाष्पों को संघनित किया जा सकता है)। सक्शन और ट्रैप प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए कंप्रेसर रोटामीटर और नोजल वाल्व से जुड़ा होता है । 4. वाष्पों के संघनन के लिए तरल नाइट्रोजन और एसीटोन का मिश्रण (शुरुआत में नमक और बर्फ का मिश्रण उपयोग किया गया)। 5. प्रायोगिक सेट अप के अंदर और बाहर आर्द्रता और तापमान में अंतर जानने के लिए RH मीटर।

10. अ ) वायु की आर्द्रता का नमूना संग्रह ब) वाष्पोत्सर्जन (टी) नमूना संग्रह स) मृदा जल वाष्पीकरण (ई) नमूना संग्रह

11. a b c

12. वर्षा वाष्पोत्सर्जन (टी) वायुमंडलीय वाष्प वाष्पीकरण (ई) सिंचाई भूजल आरेख

13. धन्यवाद… निदेशक, राष्ट्रीय जलविज्ञान संस्थान, रुड़की डीएसटी-एसईआरबी से प्राप्त फंडिंग को विधिवत स्वीकार किया जाता है।