فوٹو سنتھیس اور تنفس پودوں کی نشوونما کے دو بڑے عمل ہیں جو صحت مند پودوں اور معیاری فصلوں کی کلید ہیں۔
فوٹو سنتھیس کے دوران، فتوسنتھیٹک پتے اور سٹیم سیلز سورج کی توانائی کو ہوا سے کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2) کو جڑ کے خلیات کے ذریعے جذب ہونے والے پانی کے ساتھ ملا کر گلوکوز کی شکل میں چینی بنانے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ یہ گلوکوز پودوں کے تمام حصوں میں بہت سے میٹابولک عملوں کے لیے استعمال ہوتا ہے، بشمول سیلولوز اور نشاستہ کی پیداوار۔
گلوکوز جڑ کے خلیوں کے تنفس کے لیے ایندھن کا ایک اہم ذریعہ بھی ہے، یہ ایک ایسا عمل ہے جو بنیادی طور پر فتوسنتھیس کا الٹ ہے۔
سانس کے دوران، سانس لینے والے جڑ کے خلیے پتوں سے منتقل ہونے والے گلوکوز کو جلا دیتے ہیں۔ گلوکوز کو سیلولر انرجی میں تبدیل کیا جاتا ہے (جسے اڈینوسین ٹرائی فاسفیٹ، یا اے ٹی پی کہا جاتا ہے) اور میٹابولک عمل کو چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، بنیادی طور پر پانی اور غذائی اجزاء کا اخراج۔
آکسیجن کے بغیر سانس نہیں آتی۔ آکسیجن حتمی الیکٹران قبول کنندہ ہے۔ گلوکوز کو اے ٹی پی میں تبدیل کرنے کے لیے ایروبک سانس کی ضرورت ہوتی ہے۔
معیاری فصلوں کے لیے آکسیجن محدود عنصر ہے۔
جڑ کے خلیوں کو دستیاب آکسیجن کی مقدار کا تعلق پودوں کی صحت مند نشوونما اور فصل کی پیداوار سے ہے۔ مناسب آکسیجن کے بغیر، چینی کی مقدار جو جڑ کے خلیے جلا سکتے ہیں اور پانی اور غذائی اجزاء کی مقدار جو وہ جذب کر سکتے ہیں محدود ہیں۔
ایک پودے کی طرف سے پانی اور غذائی اجزاء کے حصول کی شرح کو کم کرنا اس کی مجموعی ترقی کی شرح اور اس کے پھل کی پیداوار اور معیار کو براہ راست محدود کرتا ہے۔ کمزور پودے بیماری کے لیے زیادہ حساس ہوتے ہیں اور ماحولیاتی دباؤ کے لیے کم لچکدار ہوتے ہیں، جیسے گرم مہینوں میں زیادہ درجہ حرارت۔
گرین ہاؤسز میں روٹ زون آکسیجن ایک عام عمل ہے۔ گرم آب و ہوا میں یہ اور بھی اہم ہے کیونکہ زیادہ درجہ حرارت پر پانی میں کم تحلیل آکسیجن (DO) ہوتی ہے۔
اس کے علاوہ، آبپاشی کے پانی کو دوبارہ استعمال کرنے والے کاشتکاروں کو ہر آبپاشی کے بعد پانی کے معیار کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔
بیرونی فصل کی کاشت اور پانی کی ہوا بازی
گرین ہاؤس کاشتکاروں کے علاوہ، مخصوص کھیت کی فصلوں کے کاشتکار بھی آبپاشی کے پانی سے فائدہ اٹھاتے ہیں۔
کنویں کے پانی اور کنویں کے پانی والے ذخائر میں اکثر پودوں کی صحت کو برقرار رکھنے کے لیے کافی آکسیجن کی کمی ہوتی ہے۔ اگر ذخائر میں نامیاتی مرکبات ہیں، عام طور پر ہوا سے اڑنے والے پتوں اور بیجوں، پرندوں کے گرنے، بیماری کے جراثیم اور طحالب سے، پانی کی بائیو کیمیکل آکسیجن کی طلب (BOD) زیادہ ہوگی۔
اس کا مطلب ہے کہ مائکروجنزموں کو موجود نامیاتی اجزاء کو توڑنے کے لیے زیادہ تحلیل شدہ آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے۔ BOD کو کم کرنے اور پودوں کی جڑوں کی صحت کو فروغ دینے کے لیے ایک قابل قبول DO حاصل کرنے کے لیے آکسیجن کے طریقے کلیدی حیثیت رکھتے ہیں۔
مزید برآں، 2022 کا ایک نیا مطالعہ اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ مٹی میں آکسیجن کی اعلی سطح (سپر آکسیڈائزڈ واٹر ٹریٹمنٹ سے) فائدہ مند مٹی کی مائکروبیل سرگرمیوں کو فروغ دیتی ہے جیسے مٹی کی معدنیات اور غذائیت کی تبدیلی، جو فصل کی پیداوار، پانی کے استعمال کی کارکردگی اور مٹی کی زرخیزی کو بہتر کرتی ہے۔
چاہے آبی ذخائر میں ذخیرہ شدہ پانی کا استعمال ہو یا براہ راست کسی ذریعہ سے، اعلیٰ آکسیجن، اعلیٰ معیار کا آبپاشی کا پانی جڑوں کی نشوونما اور پودوں کی نشوونما کے لیے ضروری ہے۔
آکسیجن اور بیماری
آکسیجن بیماریوں کو کم کرنے اور دبانے کے لیے بھی کلیدی حیثیت رکھتی ہے جیسے Pythium species، یا Phytophthora انفیکشن۔ انتہائی زیادہ تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح فائدہ مند مائکروجنزموں کی نشوونما کو فروغ دیتی ہے جیسے کہ مائکورائزی اور انیروبک پیتھوجینز کو دباتی ہے۔
اگر روٹ زون میں تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح کم ہو تو یہ جڑ اور پودوں کی شکل، تحول اور نشوونما کو متاثر کر سکتا ہے۔
یہ انحراف پودوں کی نشوونما پر منفی اثر ڈالتے ہیں اور انہیں بیماری کے لیے زیادہ حساس بنا دیتے ہیں۔
آکسیجنیشن ٹیکنالوجیز
کچھ عرصہ پہلے تک، کاشتکاروں کے پاس پانی کی ہوا کے کچھ روایتی طریقے تھے جن میں سے انتخاب کیا جا سکتا تھا، تاہم، ان طریقوں کی کارکردگی کافی خراب تھی۔
ڈفیوزر میں آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی 1-2% ہوتی ہے، اور وینٹوری اور اسپارجر سسٹم میں آکسیجن کی منتقلی کی کارکردگی تقریباً 20-40% ہوتی ہے۔ اگرچہ وینچرس اور مسٹرس کی منتقلی کی شرح زیادہ ہے، لیکن وہ کاشتکاروں کے لیے ناکارہ اور غیر اقتصادی ہیں۔
چونکہ پانی کی تحلیل شدہ آکسیجن رکھنے کی صلاحیت درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کم ہو جاتی ہے، بہت سے کاشتکار اپنے روایتی ہوا کے نظام میں پانی کے کولنگ سسٹم کا استعمال کرتے ہیں۔ کولنگ سسٹم بہت زیادہ توانائی استعمال کرتے ہیں اور آپریٹنگ اخراجات میں نمایاں اضافہ کرتے ہیں، پائیداری اور معاشیات کو کم کرتے ہیں، خاص طور پر جب توانائی کی لاگت میں مسلسل اضافہ ہوتا ہے۔
نانو ببل ٹیکنالوجی
نانو ببل ٹیکنالوجی روٹ زون میں تحلیل شدہ آکسیجن کو زیادہ سے زیادہ سطح تک بڑھانے کا ایک پائیدار، سرمایہ کاری مؤثر طریقہ ہے۔ Moleaer کی پیٹنٹ ٹیکنالوجی میں آکسیجن کی منتقلی کی شرح 85% سے زیادہ ہے، جس سے کاشتکار کم وسائل کا استعمال کرتے ہوئے تحلیل شدہ آکسیجن کو مؤثر طریقے سے بڑھا سکتے ہیں۔
نینو بلبلز پانی اور آبپاشی کی لائنوں کو مؤثر طریقے سے جراثیم سے پاک کرنے، پانی سے پیدا ہونے والی جڑوں کی بیماریوں اور بائیو فلم کے جمع ہونے کو روکنے کا ثابت شدہ کیمیکل سے پاک طریقہ بھی فراہم کرتے ہیں۔ یہ فوائد پانی کے معیار کو بہتر بناتے ہیں، پودوں کی طاقت میں اضافہ کرتے ہیں، اور کیمیائی استعمال پر انحصار کم کرتے ہیں۔
نانو ببل سپر آکسیجنیشن
اعلی گیس کی منتقلی کی شرح نینو ببل جنریٹر کو تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح کو تیزی سے اور مؤثر طریقے سے بڑھانے کی اجازت دیتی ہے۔ کاشتکار اپنی فصلوں کے لیے آکسیجن کے زیادہ سے زیادہ استعمال کے لیے تحلیل شدہ آکسیجن کو نشانہ بنانے کے لیے نانو ببل جنریٹر سیٹ کر سکتے ہیں۔ Moleaer کی ٹیکنالوجی کاشتکاروں کو روٹ زون میں DO کی سطح کو کم از کم 50 سے 100 فیصد تک بڑھانے کے قابل بناتی ہے، یہاں تک کہ گرم پانی میں بھی مستقل ارتکاز برقرار رکھتے ہوئے
اس سطح پر، جڑ کے خلیے پانی اور غذائی اجزاء کو جذب کرنے میں زیادہ موثر ہوتے ہیں۔ جب جڑ کے خلیے زیادہ سے زیادہ پانی اور غذائی اجزاء کو جذب کرنے کے قابل ہوتے ہیں، تو جڑوں کی زیادہ سے زیادہ نشوونما، پودے کی نشوونما اور فصل کی پیداوار حاصل ہوتی ہے۔
نینو بلبلز پیتھوجینز اور بائیو فلم کو بھی کم کرتے ہیں۔
موثر آکسیجنشن کے علاوہ، نینو ببل ٹیکنالوجی منفرد کیمیائی اور جسمانی خصوصیات کے ساتھ نینو بلبلز تیار کرتی ہے۔ ان خصوصیات کے ذریعے، نینو بلبلز پانی سے پیدا ہونے والے پیتھوجینز اور بائیو فلم کو کم کرتے ہیں۔
نینو بلبلز غیر جانبدار طور پر خوش ہوتے ہیں، یعنی وہ سطح پر اٹھنے اور بڑے بلبلوں کی طرح پھٹنے کے بجائے مائع میں معلق رہتے ہیں۔ جیسے جیسے آبپاشی کا پانی بہتا ہے، نینو بلبلز مسلسل اور تصادفی طور پر پانی کے نظام کے کچھ حصوں میں براؤنین موشن کے ذریعے منتقل ہوتے رہتے ہیں۔
وہ آبپاشی کے پائپوں کی دیواروں جیسی سطحوں کی طرف متوجہ ہوتے ہیں، جہاں وہ پہنتے ہیں اور بائیو فلم کو گھماتے ہیں، ایک میٹرکس جو پانی کے رابطے میں آنے والی زیادہ تر سطحوں پر بنتا ہے۔ بائیو فلمیں پیتھوجینز کو محفوظ رکھتی ہیں اور جب وہ جمع ہوتے ہیں تو آبپاشی کے اخراج کو روک سکتے ہیں۔
بائیو فلم میں کمی پیتھوجینز کے پھیلاؤ کو محدود کرتی ہے اور آبپاشی کے نظام کی زندگی کو بڑھاتی ہے۔ مزید برآں، کاشتکار بائیو فلم کو ہٹانے کے لیے کیمیائی استعمال کو کم کرنے کے قابل ہیں۔
کیمیکل استعمال کیے بغیر، نینو بلبلز بیکٹیریل خلیوں کو بھی تحلیل کر سکتے ہیں اور پانی میں پیتھوجینز کو آکسائڈائز کر سکتے ہیں۔ جب نینو بلبلوں کو آلودگی کا سامنا کرنا پڑتا ہے، تو وہ پھٹ جاتے ہیں اور رد عمل آکسیجن پرجاتی (ROS) پیدا کرتے ہیں۔ رد عمل آکسیجن پرجاتیوں میں ہلکے آکسیڈینٹ ہوتے ہیں، جیسے ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ یا کلورین۔
جیسا کہ یونیورسٹی آف میساچوسٹس اور ایریزونا اسٹیٹ یونیورسٹی کے سائنس دانوں نے حال ہی میں وضاحت کی ہے، "نانو ببل سے تیار کردہ ROS پانی کے علاج کے لیے سب سے زیادہ وعدہ کر سکتا ہے کیونکہ یہ کیمیکل پر مبنی آکسیڈینٹس (کلورین، اوزون) سے دور ہونے کی اجازت دیتا ہے جن کا علاج کرنا مہنگا ہے، خطرناک، اور نقصان دہ ضمنی مصنوعات تیار کرتے ہیں، جبکہ علاج کے اہم اہداف کو حاصل کرنے میں مدد کرتے ہیں (مثال کے طور پر، نامیاتی آلودگیوں کی تباہی، پیتھوجینز، بائیو فلمز)۔"
کاشتکار پیتھوجینز اور بائیو فلم کو کم کرنے کے لیے نانو ببل ٹیکنالوجی کا استعمال کر رہے ہیں۔
کاشتکاروں نے پانی سے پیدا ہونے والے پیتھوجینز جیسے کہ پائیتھیم اور فائیٹوفتھورا میں نینو بلبل سے متاثرہ آبپاشی کے پانی میں نمایاں کمی دیکھی ہے۔
نیدرلینڈ کی ریسرچ آرگنائزیشن NovaCropControl نے گرین ہاؤس ٹماٹر کی فصلوں کا مطالعہ کیا جس کی آبپاشی نینو ببل سے متاثرہ آبپاشی کے پانی سے کی جاتی ہے۔ انہوں نے پائیتھیم کی سطح میں 80 فیصد کمی دیکھی، یہ ایک عام پانی سے پیدا ہونے والا روگجن ہے جو جڑوں کی صحت کو متاثر کرتا ہے۔
ایک اور مطالعہ نیدرلینڈ کے ڈیلفی انسٹی ٹیوٹ میں کیا گیا اور اس میں اسٹرابیری کی فصلوں کو دیکھا گیا۔ محققین نے پائیتھیم کی تعداد میں 74 فیصد کمی، Phytophthora بیماری کی کم مثالیں اور مجموعی طور پر صحت مند جڑ کا معیار پایا۔