खेती एक व्यवसाय (Farming is a business) है और सभी व्यवसायियों की तरह, किसान लाभ के लिए खेती का व्यवसाय (farming business for profit) चलाता है। जाहिर है, फसल लगाने से पहले एक निर्णय (decision before planting a crop) तक पहुंचने के लिए, एक किसान को देश के मिट्टी मूल्यांकन कार्यक्रम (country’s soil evaluation programme) से सभी विश्वसनीय जानकारी (reliable information) की आवश्यकता होती है। हमारे देश में, फसल प्रतिक्रिया डेटा (incorporating crop response data) को शामिल करते हुए विभिन्न चरणों में समय-समय पर उर्वरता मूल्यांकन प्रणाली (system of fertility evaluation) को संशोधित किया जा रहा है।
| वर्ष (Year) | मील का पत्थर (Landmark) |
|---|---|
| 1953 | मृदा उर्वरता और उर्वरक उपयोग परियोजना (Soil fertility and fertilizer use project) |
| 1955 | मृदा परीक्षण प्रयोगशालाओं की स्थापना (Establishment of Soil Testing Laboratories) |
| 1956 | अखिल भारतीय समन्वित कृषि अनुसंधान परियोजना (All India Coordinated Agronomic Research Project) |
| 1960s | कृषि विश्वविद्यालयों की स्थापना (Establishment of Agricultural Universities) |
| 1967 | मृदा परीक्षण फसल प्रतिक्रिया (STCR) सहसंबंध पर अखिल भारतीय समन्वित अनुसंधान परियोजना (All India Coordinated Research Project on Soil Test Crop Response (STCR) correlation) |
| 1967 | मिट्टी और पौधों में सूक्ष्म पोषक तत्वों पर अखिल भारतीय समन्वित अनुसंधान परियोजना (All India Coordinated Research Project on Micronutrients in Soils and Plants) |
| 1970 | दीर्घकालिक उर्वरक प्रयोगों पर अखिल भारतीय समन्वित अनुसंधान परियोजना (All India Coordinated Research Project on Long term Fertilizer Experiments) |
| 1980s | प्रारंभिक मिट्टी परीक्षणों के आधार पर संपूर्ण फसल प्रणाली के लिए उर्वरक नुस्खे पर जोर (Emphasis on fertilizer prescription for whole cropping system based on initial soil tests) |
1840 के आसपास लिबिग के समय (Liebig’s time around 1840) से फसलों की उर्वरक आवश्यकताओं (fertilizer requirements of crops) की भविष्यवाणी करने के लिए एक सटीक या व्यावहारिक आधार (precise or workable basis) प्राप्त करने के लिए कई तरीकों और दृष्टिकोणों (many methods and approaches) की कोशिश की गई है। स्टीवर्ट (1947) के एक अध्ययन के बाद 1953 में शुरू की गई उर्वरक उपयोग परियोजना (fertilizer use project initiated in 1953) उर्वरकों के विवेकपूर्ण उपयोग (judicious use of fertilizers) के लिए मिट्टी के ज्ञान को जोड़ने के लिए पूरे देश में पहला व्यवस्थित प्रयास (first systematic attempt) था।
मृदा परीक्षण प्रयोगशालाओं (soil testing laboratories) की स्थापना 1955-56 में शुरू की गई थी।
प्रायोगिक फार्मों पर मॉडल एग्रोनोमिक प्रयोग (Model Agronomic Experiments on Experimental Farms) और कृषकों के खेतों पर सरल उर्वरक परीक्षण (Simple fertilizer trials on cultivators’ Fields) 1957 में शुरू किए गए थे। भारतीय कृषि अनुसंधान संस्थान, नई दिल्ली में किए गए मृदा परीक्षण फसल प्रतिक्रिया (STCR / Soil Test Crop Response) सहसंबंध कार्य के परिणामस्वरूप मृदा परीक्षण विधियों (soil test methods) का चयन हुआ और परीक्षणों को निम्न, मध्यम और उच्च मिट्टी की उर्वरता वर्गों (low, medium, and high soil fertility classes) में वर्गीकृत (categorizing) किया गया।
पोषक तत्वों के रूपों (forms of nutrients) के संबंध में मिट्टी बहुत विषम (heterogeneous) है, जो उर्वरक की जरूरतों का आकलन (assessing fertilizer needs) करने के लिए मिट्टी परीक्षण की व्याख्या (interpretation of Soil Test) को बहुत जटिल (complicates) बनाती है। मिट्टी में मौजूद पोषक तत्व की कुल मात्रा (total amount of a nutrient present) उस पोषक तत्व की मात्रा (amount of that nutrient) के सापेक्ष (relative) बहुत कम जानकारी प्रदान करती है जो उपलब्ध (available) है। मिट्टी से पोषक तत्वों को हटाने के लिए कई निकालने वाले समाधानों और प्रक्रियाओं (extracting solutions and procedures) का उपयोग किया गया है, लेकिन कोई भी पौधे की जड़ों को प्राप्त होने वाली मात्रा (amount that plant roots obtain) को बिल्कुल नहीं (none remove exactly) हटाता है।
इसका मतलब यह है कि डेटा की व्याख्या (interpret the data) करने के लिए, प्रत्येक विश्लेषणात्मक प्रक्रिया के परिणाम (results from each analytical procedure) को उस उर्वरक पोषक तत्व (fertilizer nutrient) को लागू करके क्षेत्र के प्रयोगों (field experiments) में प्राप्त पौधे की प्रतिक्रिया के साथ सहसंबद्ध (correlated with the plant response) होना चाहिए।
इस अंशांकन (calibration) द्वारा, विशिष्ट उपज लक्ष्य (specific yield target) प्राप्त करने के लिए उर्वरक की आवश्यकता (requirement of fertilizer) की गणना की जाती है। मृदा उर्वरता मूल्यांकन (Soil fertility evaluation) अधिमानतः (preferably) परिणाम की उपयोगिता (utility of the outcome) के अनुसार अंशांकन की एक विशेष विधि (particular method of calibration) को नियोजित करता है।
पोषक तत्व रेटिंग प्रयोगों (nutrient rating experiments) में, मृदा परीक्षण डेटा (soil test data) फसल की प्रतिक्रिया (response of crop) के साथ सहसंबद्ध (correlated) होता है। प्रतिक्रिया (response) 'प्रतिशत उपज' ('percent yield') या 'प्रतिशत उपज वृद्धि' ('percent yield increase') के संदर्भ में मापी जाती है। दोनों असिंचित मिट्टी (unfertilized soil - पोषक तत्व सीमित कमी वाली मिट्टी / nutrient limiting deficient soil) में प्राप्त उपज और उर्वरक पोषक तत्व लागू मिट्टी (fertilizer nutrient applied soil - गैर-सीमित या पोषक तत्व पर्याप्त मिट्टी / non-limiting or nutrient sufficient soil) में उपज के अनुपात (ratio) का प्रतिनिधित्व करते हैं। गैर-सीमित मिट्टी में उपज (yield in non-limiting soil) को अन्यथा लागू सभी पोषक तत्वों के साथ मानक उपचार की उपज (yield of standard treatment) या अधिकतम प्राप्य उपज (maximum attainable yield) के रूप में जाना जाता है।
देशी उर्वरता (native fertility) की तुलना करते समय, विभिन्न स्थानों (different locations) पर किए जाने वाले प्रयोगों में, प्रतिशत उपज (percent yield) का उपयोग किया जाता है।
प्रतिशत उपज (Percent yield) = (उर्वरक पोषक तत्व के बिना उपज / Yield without fertilizer nutrient) / (मानक उपचार में उपज / Yield in standard treatment) × 100
बहु स्थान परीक्षण (multi location trials), या विभिन्न स्थानों से लाई गई मिट्टी (soils brought from different locations) के साथ एक ही स्थान पर एक पॉट प्रयोग (pot experiment) आयोजित करते समय, उर्वरक आवेदन (fertilizer application) के हर स्तर के लिए प्रतिशत उपज वृद्धि (percent yield increase) की जाती है। सभी उर्वरक पोषक तत्वों (all fertilizer nutrient applied) के प्रयोग में प्राप्त उच्चतम उपज (highest yield) को अधिकतम प्राप्य उपज (Maximum attainable yield) के रूप में लिया जाता है।
प्रतिशत उपज वृद्धि (Percent yield increase) = [(उर्वरक पोषक तत्व स्तर पर उपज / Yield at fertilizer nutrient level) - (उर्वरक पोषक तत्व के बिना उपज / Yield without fertilizer nutrient)] / (अधिकतम प्राप्य उपज / Maximum attainable yield) × 100
मानक पोषक तत्व निष्कर्षण विधि (standard nutrient extraction method) द्वारा विश्लेषण की गई मिट्टी को समूहीकृत (grouped) किया जाता है। मिट्टी के परीक्षण (soil tests) विभिन्न प्रक्रियाओं द्वारा विभिन्न उर्वरता समूहों (different fertility groups) में कैलिब्रेट (calibrated) किए जाते हैं।
मृदा परीक्षण कार्यक्रम (Soil testing programme) शुरू में अंतर्राष्ट्रीय मृदा उर्वरता मूल्यांकन और सुधार कार्यक्रम (International soil fertility evaluation and improvement programme) (Fitts, 1956) को अपनाकर शुरू किया गया था। इस दृष्टिकोण में प्रयोगशाला लक्षण वर्णन (laboratory characterization) पर बहुत जोर दिया जाता है, इसके बाद पॉटेड-प्लांट अध्ययन (potted-plant studies) अंततः क्षेत्र-सत्यापन परीक्षणों (field - verification trials) की ओर ले जाते हैं। ये दो प्रारंभिक चरण (initial steps) क्षेत्र परीक्षणों की मनमानी को दूर करने (eliminating arbitrariness of field trials) में मदद करते हैं। हालांकि, इस दृष्टिकोण को कम अपनाया गया (low adoption) क्योंकि यह एक महत्वपूर्ण मूल्य (one critical value) पर आ गया जिसके नीचे आर्थिक प्रतिक्रियाएं संभव (economic responses are possible) हैं। बाद में कई सुधार (many improvements) सुझाए गए।
यह कई स्थानों (many locations) पर किए गए उर्वरक दर प्रयोगों (fertilizer rate experiments - बढ़ते पोषक तत्वों के स्तर पर रिकॉर्डिंग उपज / recording yield at increasing nutrient levels) पर आधारित है। जिस स्तर पर उपज अधिक (yields are high) होती है, उसे रिकॉर्ड किया जाता है और औसत (averaged) किया जाता है। इन परिणामों से, किसी दिए गए कृषि-जलवायु क्षेत्र (agro-climatic region) में फसल के लिए उर्वरक की इष्टतम खुराक (optimum dose of fertilizer) की सिफारिश की जाती है।
उदा. (Eg.): चावल (rice) के लिए N, $\text{P}_2\text{O}_5$, $\text{K}_2\text{O}$ की क्रमशः 120-50-50 kg/ha की एक कंबल खुराक (blanket dose) की सिफारिश की जाती है।
वफ़ और फिट्स (Waugh and Fitts, 1965) ने इस तकनीक को विकसित किया जो काफी हद तक (largely meant) P, K और सूक्ष्म पोषक तत्वों जैसे कम मोबाइल पोषक तत्वों (less mobile nutrients) के लिए है। फिक्सिंग क्षमता (fixing capacities) में मिट्टी काफी भिन्न होती है। इसके कारण लागू P का एक हिस्सा (a part of applied P), जो मिट्टी में स्थिर (fixed in soil) होता है, पौधों के लिए आसानी से उपलब्ध नहीं (not readily available to plants) होता है।
विधि में ऊष्मायन अध्ययन (incubation study) शामिल है। P के लिए, मोनोकैल्शियम फॉस्फेट (monocalcium phosphate) के रूप में घुलनशील P की ग्रेडेड खुराक (graded doses of soluble P) के साथ 72 घंटे के लिए मिट्टी को इनक्यूबेट (Soil is incubated) किया जाता है। फिर, एक निकालने वाले अभिकर्मक (extracting reagent - Olsen या Bray) के साथ जारी (निकाले गए) फॉस्फेट की मात्रा (amount of phosphates released) निर्धारित की जाएगी। निकाले गए P बनाम लागू P की मात्रा (extracted P versus the amount of P applied) प्लॉट की जाती है। यदि संबंध अद्वितीय (relationship is unique) है, तो उच्च P फिक्सिंग मिट्टी (high P fixing soils) के लिए उर्वरक P के बड़े अनुप्रयोग (larger amount of fertilizer P application) की आवश्यकता होती है। निश्चित P की इस मात्रा का अनुमान X-मान (X-value) के रूप में लगाया जाता है।
फिर, पॉटेड प्रयोग (potted experiment) में उर्वरक P को 0, 0.5X, X, 2X स्तरों पर जोड़ा जाता है, और मिट्टी के महत्वपूर्ण मूल्य का पता लगाने के लिए (find out the soil critical value) परीक्षण फसल उगाई जाती है। प्राप्त प्रतिशत उपज (percentage yield obtained) विभिन्न मिट्टी के लिए मिट्टी-परीक्षण मूल्य (soil-test value) के विरुद्ध प्लॉट की जाती है। प्लास्टिक ओवरले (plastic overlay) का उपयोग करके, इन आंकड़ों को कैट और नेल्सन (Cate and Nelson, 1965) द्वारा वर्णित (described) दो आबादी (two populations - Responding population और Non-responding population) में समूहीकृत किया जाता है। मिट्टी-परीक्षण मूल्य जहां ऊर्ध्वाधर रेखा (vertical line) x-अक्ष को पार करती है, उसे मिट्टी की महत्वपूर्ण सीमा (soil critical limit) के रूप में नामित किया जाता है।
मृदा परीक्षण मूल्य (soil test value) के लिए महत्वपूर्ण सीमा वह सीमा है जिसके नीचे जोड़े गए उर्वरक के लिए सकारात्मक या आर्थिक प्रतिक्रिया संभव (positive or economic response to added fertilizer is possible) है और जिसके ऊपर प्रतिक्रिया तेज दर से कम (response diminishes at a faster rate) हो जाती है या गायब (vanishes) हो जाती है।
महत्वपूर्ण मूल्य की वैधता (validity of critical value) को क्षेत्र के स्थानों (field locations) में सत्यापन परीक्षण (verification trials) आयोजित करके सत्यापित किया जाता है जहां से पॉट अध्ययन (pot studies) के लिए मिट्टी के नमूने एकत्र (soil samples have been collected) किए गए हैं।