Tree Crops – an Eco-Friendlytool for Rehabilitation of Waterlogged and Saline Lands

Globally, about 10% of the land area is affected by water logging and over 6% by salinity. In India, about 67 lakh hectares (ha) of land is affected by salinity, out of which nearly half is under irrigated agriculture. Severely waterlogged saline soils occur in about 20 lakh ha area in arid/semi-arid north-western states of Punjab, Haryana, Rajasthan and Gujarat and 10 lakh each in the coastal and black cotton regions of India. It is projected that about 130 lakh ha area in irrigation commands of India will be affected by water logging and salinity by 2025.Hence, the problem of water logging and salinity is increasing with the passage of time.

According to Haryana Agriculture Department (HAD), about 9.83 lakh acres was affected with the problem of water logging and salinity in the State during June 2020, out of which 1.74 lakh acres was severely affected. As per Haryana Water Regulatory Authority(2022), there are 6885 villages in Haryana, of which 6% are suffering from water logging (water table 0-3 m), while 9% villages are in the buffer zone of water logging (water table 3-5 m). The problem of water logging is quite severe in Rohtak and Jhajjar districts (40-60% villages), while its surrounding districts of Charkhi Dadri, Bhiwani, Hisar, Jind and Sonipat, are moderately affected (less than 20% villages). As a preventive measure, the sweater logging prone villages also needs to be treated.

An area is said to be waterlogged when the water table rises to such an extent that the soil pores in the root zone of a crop become saturated, resulting in restriction of normal circulation of air, decline in the level of oxygen and increase in the level of carbon dioxide{“Water logging in Punjab(2013)”, Planning Commission}. It also causes degradation of the soil due to accumulation of salts at the surface leading to ecological imbalance.

The water logging mainly results due to seepage of water while extending the canal network. The extensive cultivation of wheat-paddy crops which require more irrigation as compared to traditional crops of maize, cotton, millets, oilseeds, pulses, etc., has led to rising of the water table.The flood irrigation practices have further aggravated this problem where the underlain ground water is saline. He problems of water logging and salinity can be effectively tackled by sub-surface drainage technology provided it is properly designed, installed and maintained.

The shortcomings of this technology, high cost and causes environmental degradation, call for alternative approaches like bio-drainage, a process of removing the excess soil water through transpiration using bio-energy of the plants and radiation energy of the sun. The fast-growing eucalyptus, accused to be a water-guzzler, is most suitable for bio-drainage. As per the paper ‘Bio-drainage for Management of Water logging and Soil Salinity’ by Gurbachan Singh (2017), consumptive water use varies with the age of the plants, geometry, soil properties, water table, salinity and climatic conditions. This variation can be between 6500 to 28000 m3/ha/year and under ideal conditions, a tree canopy may lower water tables by 1–2 metres over a period of 3–5 years.

As per bulletin of the Central Soil Salinity Research Institute (CSSRI), Karnal and Haryana Forest Department (HFD)’Bio-drainage-Eco-friendly Technique for Combating Water logging & Salinity (2008)’, agroforestry model of bio-drainage was tested through planting of clonal eucalyptus on double ridges at a spacing of 1mx1m (300 plants/ha), which covered about 4% of each ha in Puthi (Hisar). The water table underneath ridge plantations were lowered by 85 cm as compared to adjacent waterlogged fields in 03 years.

The productivity of 5 years and 4-month-old plantation was 8.7 m3/ha/yr while the yield of wheat was 3.3 times the yield in the nearby waterlogged fields. The trees like casuarina, shisham, jamun, arjun, kikar, subabul, etc., are also effective in lowering the water table. The advantages of bio-drainage over the sub-surface drainage include less cost, no operational cost, no disposal of drained water, moderates the impact of heat waves, helps in carbon sequestration, mitigates the effects of climate change, and provides higher income to the farmers.

For effective treatment of waterlogged and saline areas, the curative efforts along with preventive like decreasing the paddy area, cultivating low water demanding crops like guar and pulses and salt-resistant crops such as barley, sugar beet, sunflower, banana, oats and corn, using drip/sprinkler irrigation energized by the solar pump and developing fisheries, need to be implemented simultaneously. HAD has fixed a target of treating 01 lakh acres of waterlogged lands through sub-surface/vertical drainage system and has requested the farmers to join the programme. Haryana Forest Department (HFD) which has already been implementing bio-drainage model of agroforestry since 1998, needs to step up their efforts.

The farmers need to be motivated through demonstration plots to plant clonal eucalyptus on a large scale in waterlogged villages. The panchayats may also be encouraged to raise bio-drainage plantations on their lands in these villages to reduce water table. Continuous R&D efforts through collaboration of Haryana Agriculture University, CSSRI, HAD and HFD, are required to be made to use the right technology at the right place.

The treatment of waterlogged and saline areas needs continuous investment to sustain the efforts otherwise all the work done so far will go waste if left midway. This crisis may be converted into an opportunity through popularisation of bio-drainage technology in this region which will lead to production of wood which is a raw material for wood-based industries, especially Medium Density Fibre (MDF) Board plants that may be established in this region leading to creation of additional employment opportunities for local people and increasing income of the farmers. Hence, this environment friendly intervention may not only ultimately result into rehabilitation of waterlogged lands but may also help in mitigation of the effects of climate change and in achieving a carbon neutral economy.

वृक्ष फसल – जलभराव और लवणीय भूमि के पुनर्वास के लिए एक पर्यावरण के अनुकूल उपकरण

विश्व स्तर पर, लगभग 10 प्रतिशत भूमि क्षेत्र जलभराव से और 6 प्रतिशत से अधिक लवणता से प्रभावित है। भारत में लगभग 67 लाख हेक्टेयर (हेक्टेयर) भूमि लवणता से प्रभावित है, जिसमें से लगभग आधी सिंचित कृषि के अधीन है। पंजाब, हरियाणा, राजस्थान और गुजरात के शुष्क/अर्ध-शुष्क उत्तर-पश्चिमी राज्यों में लगभग 20 लाख हेक्टेयर और भारत के तटीय और काले कपास क्षेत्रों में प्रत्येक में 10 लाख हेक्टेयर क्षेत्र में गंभीर रूप से जलभराव वाली लवणीय मिट्टी पाई जाती है। अनुमान है कि 2025 तक भारत के सिंचाई क्षेत्रों में लगभग 130 लाख हेक्टेयर जलभराव और लवणता से प्रभावित होंगे। इसलिए, समय बीतने के साथ जलभराव और लवणता की समस्या बढ़ती जा रही है।

हरियाणा कृषि विभाग (एचएडी) के अनुसार, जून 2020 के दौरान राज्य में लगभग 9.83 लाख एकड़ जलभराव और लवणता की समस्या से प्रभावित था, जिसमें से 1.74 लाख एकड़ गंभीर रूप से प्रभावित था। हरियाणा जल नियामक प्राधिकरण (2022) के अनुसार, हरियाणा में 6885 गांव हैं, जिनमें से 6 प्रतिशत जलभराव (जल तालिका 0-3 मीटर) से पीड़ित हैं, जबकि 9 प्रतिशत गांव जलभराव के बफर क्षेत्र में हैं (जल तालिका 3-5) एम)। रोहतक और झज्जर जिलों (40-60 प्रतिशत गांवों) में जलभराव की समस्या काफी गंभीर है, जबकि इसके आसपास के जिले चरखी दादरी, भिवानी, हिसार, जींद और सोनीपत, मामूली रूप से प्रभावित हैं (20 प्रतिशत से कम गांव)। एक निवारक उपाय के रूप में इन जलभराव प्रवण गांवों का भी समाधान करने की आवश्यकता है।

एक क्षेत्र को जलभराव कहा जाता है जब जल स्तर इस हद तक बढ़ जाता है कि फसल के जड़ क्षेत्र में मिट्टी के छिद्र संतृप्त हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हवा के सामान्य संचलन पर प्रतिबंध, ऑक्सीजन के स्तर में गिरावट और कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में वृद्धि होती है।

‘‘पंजाब में जलभराव (2013)’’ योजना आयोग}। यह सतह पर लवणों के संचय के कारण मिट्टी के क्षरण का कारण बनता है जिससे पारिस्थितिक असंतुलन होता है। जलभराव मुख्य रूप से नहर नेटवर्क का विस्तार करते समय पानी के रिसने के कारण होता है। गेहूं-धान की फसलों की व्यापक खेती जिसमें मक्का, कपास, बाजरा, तिलहन, दलहन आदि की पारंपरिक फसलों की तुलना में अधिक सिंचाई की आवश्यकता होती है, ने जल स्तर को बढ़ा दिया है। बाढ़ सिंचाई प्रथाओं ने इस समस्या को और बढ़ा दिया है जहां जमीन के नीचे की जमीन में पानी खारा है। उप-सतह जल निकासी तकनीक द्वारा जलभराव और लवणता की समस्याओं से प्रभावी ढंग से निपटा जा सकता है बशर्ते इसे ठीक से डिजाइन, स्थापित और रखरखाव किया जाए। इस तकनीक की कमियां, उच्च लागत और पर्यावरण के क्षरण का कारण, जैव-जल निकासी, पौधों की जैव-ऊर्जा और सूर्य की विकिरण ऊर्जा का उपयोग करके वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से अतिरिक्त मिट्टी के पानी को निकालने की प्रक्रिया जैसे वैकल्पिक तरीकों की आवश्यकता है। तेजी से बढ़ने वाला यूकेलिप्टस, जिस पर जल-भक्षक होने का आरोप लगाया गया है, जैव-जल निकासी के लिए सबसे उपयुक्त है। गुरबचन सिंह के 2017 के पेपर ‘बायो-ड्रेनेज फॉर मैनेजमेंट ऑफ वाटरलॉगिंग एंड सॉयल लवणता’ के अनुसार, खपत पानी का उपयोग,पौधे, ज्यामिति, मिट्टी के गुण, जल तालिका, लवणता और जलवायु की स्थिति उम्र के साथ बदलते रहते है। यह भिन्नता 6500 से 28000 घनमीटर/हेक्टेयर/वर्ष के बीच हो सकती है और आदर्श परिस्थितियों में, एक पेड़ की छतरी 3-5 वर्षों की अवधि में पानी के स्तर को 1-2 मीटर तक कम कर सकती है।

केंद्रीय मृदा लवणता अनुसंधान संस्थान (सीएसएसआरआई), करनाल और हरियाणा वन विभाग (एचएफडी) के बुलेटिन के अनुसार, ‘जल निकासी और लवणता का मुकाबला करने के लिए जैव-जल निकासी-पर्या वरण अनुकूल तकनीक (2008)’, जैव-जल निकासी के कृषि वानिकी मॉडल का क्लोनल रोपण के माध्यम से परीक्षण किया गया था। 1mX1m (300 पौधे/हेक्टेयर) की दूरी पर नीलगिरी डबल मेड़, जो प्रत्येक हेक्टेयर पुथी (हिसार) के लगभग 4 प्रतिशत को कवर करती है।

03 वर्षों में आस-पास के जलभराव वाले खेतों की तुलना में जल तालिका के नीचे के वृक्षारोपण 85 सेमी कम हो गए थे। 5 साल और 4 महीने पुराने वृक्षारोपण की उत्पादकता 8.7 एम 3/हेक्टेयर/ वर्ष थी, जबकि गेहूं की उपज पास के जलभराव वाले खेतों में उपज से 3.3 गुना थी। कैसुरीना, शीशम, जामुन, अर्जुन, कीकर, सुबाबुल आदि जैसे पेड़ भी जल स्तर को कम करने में प्रभावी हैं। उप-सतह जल निकासी पर जैव-ड्रेनेज के लाभों में कम लागत, कोई परिचालन लागत नहीं, कोई निपटान नहीं है। सूखा हुआ पानी, गर्मी की लहरों के प्रभाव को कम करता है, कार्बन को अलग करने में मदद करता है, जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करता है और किसानों को उच्च आय प्रदान करता है।

जलभराव और खारे क्षेत्रों के प्रभावी उपचार के लिए, निवारक प्रयासों के साथ-साथ धान क्षेत्र को कम करना, ग्वार और दालों जैसी कम पानी की मांग वाली फसलों और जौ, चुकंदर, सूरजमुखी, केला, जई और मकई जैसी नमक प्रतिरोधी फसलों की खेती करना; ड्रिप का उपयोग करना /सौर पंप और विकासशील मत्स्य पालन द्वारा सक्रिय स्प्रिंकलर सिंचाई को एक साथ लागू करने की आवश्यकता है। एचएडी ने उप-सतह/ऊर्ध्वाधर जल निकासी प्रणाली के माध्यम से 01 लाख एकड़ जलमग्न भूमि के उपचार का लक्ष्य निर्धारित किया है और किसानों से कार्यक्रम में शामिल होने का अनुरोध किया है।

हरियाणा वन विभाग (एचएफडी) जो पहले से ही 1998 से कृषि वानिकी के जैव-जल निकासी मॉडल को लागू कर रहा है, को अपने प्रयासों को तेज करने की जरूरत है। किसानों को जलभराव वाले गांवों में बड़े पैमाने पर क्लोनल यूकेलिप्टस लगाने के लिए प्रदर्शन भूखंडों के माध्यम से प्रेरित करने की आवश्यकता है। पंचायतों को इन गांवों में जल स्तर को कम करने के लिए अपनी भूमि पर जैव जल निकासी वृक्षारोपण करने के लिए प्रोत्साहित किया जा सकता है। सही जगह पर सही तकनीक का उपयोग करने के लिए हरियाणा कृषि विश्वविद्यालय, सीएसएसआरआई, एचएडी और एचएफडी के सहयोग से निरंतर अनुसंधान एवं विकास प्रयासों की आवश्यकता है।

जलभराव और खारे क्षेत्रों के उपचार के प्रयासों को बनाए रखने के लिए निरंतर निवेश की आवश्यकता है अन्यथा अब तक किए गए सभी काम बीच में छोड़ दिए जाने पर बेकार हो जाएंगे। इस संकट को इस क्षेत्र में जैव-ड्रेनेज प्रौद्योगिकी के लोकप्रियकरण के माध्यम से एक अवसर में परिवर्तित किया जा सकता है जिससे उत्पादन होगा लकड़ी का जो लकड़ी आधारित उद्योगों के लिए एक कच्चा माल है, विशेष रूप से मध्यम घनत्व फाइबर (एमडीएफ) बोर्ड प्लांट जो इस क्षेत्र में स्थापित किए जा सकते हैं जिससे स्थानीय लोगों के लिए अतिरिक्त रोजगार के अवसर पैदा हो सकते हैं और किसानों की आय में वृद्धि हो सकती है। इसलिए, इस पर्यावरण के अनुकूल हस्तक्षेप से न केवल अंततः जलभराव वाली भूमि का पुनर्वास हो सकता है, बल्कि जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करने और कार्बन तटस्थ अर्थव्यवस्था प्राप्त करने में भी मदद मिल सकती है।