કૃષિ ક્ષેત્રે જમીન ઊર્જા નો અદભુત ઉપયોગ

જમીન,પાણી,પવન અને સુર્ય માનવજીવનનાં મુળભુત જરૂરીયાતનાં સ્ત્રોતોની સાથે-સાથે   નવીનતમ ઊર્જાનાં પણ સ્ત્રોત છે. પરંપરાગત ઊર્જાનાં સ્ત્રોત જેવાકે ખનિજતેલ અને  કોલસાના ભંડારો બહુજ ઝડપથી તેના વપરાશ થકી ખતમ થઈ રહ્યા છે. આ  ભંડારોનાં બિન સંયમપૂર્વકનાં વપરાશથી આજે આપણને ગ્લોબલ વોર્મિંગ તળે થતી વાતાવરણ ની અસરો અને પ્રદુષણ ની ભેટ મળેલ છે. આ ભેટની આવનારા દિવસોમાં વધુ વિપરીત અસરો થાય તે પહેલા પાળ બાંધવી જરૂરી છે. આ માટે બિન પરંપરાગત ઊર્જાનો વ્યાપક વપરાશ વધે તે જરૂરી છે. આ પ્રકાર ની ઊર્જા માં ખાસ કરી ને પવન ઊર્જા, સૌર ઊર્જા, બાયોગૅસ, હાઈડલ અને હાઇડ્રોપાવર મુખ્ય છે. હાલમાં સરકારી તેમજ ખાનગી ધોરણે આ પ્રકારની ઊર્જાનો વપરાશ વધે તે માટે અનેક પ્રયત્નો અનેક વિધ સ્તરે થઈ રહ્યા છે. આવી ક્લીન અને પ્રદુષણ મુક્ત ઊર્જા નો વ્યાપ વધે તે માટે શક્ય અવનવા પ્રયતનો થાય ઍ આજનાં સમયની તાતી જરૂરીયાત છે. કુદરતે આપણને આપણાજ પ્રશ્નોના નિરાકરણ માટે સૃષ્ટિમાંજ અનેક વિધ વિવિધતા ભરી ઉકેલ અને વિકલ્પ આપેલા છે. ઊર્જા ક્ષેત્રે આવોજ ઍક અનન્ય વિકલ્પ ઍટલે જમીનમાં રહેલી ઊર્જા. અહી જે ઊર્જાની વાત કરવાની છે તે જમીનનાં પેટાળમાં રહેલી ઊર્જાની નહી, પરંતુ જમીનની સપાટી થી ફક્ત ૩ મીટરની ઉંડાઈઍથી મળતી અથવા મેળવાતી ઊર્જા વિષેની છે.

જમીન ઊર્જા:

જમીનમાં ઊર્જા તેના વિવિધ સ્તરોમાં જુદી-જુદી રીતે સમાયેલી છે. સૂર્ય એ ઊર્જાનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે. સૂર્યના કિરણો જમીન પર સીધા પડે છે. જેથી જમીન પરની સપાટી પ્રથમ ગરમ થાય છે. આ ગરમ થવાની અસર જે તે જમીનના પ્રકાર, સ્થળ અને ઋતુ અનુસાર થતી હોય છે. જમીનની ઉપરની સપાટીનું તાપમાન ઉનાળામાં સામાન્ય રીતે ૫૦ ડીગ્રી સેલ્સીયસ પર અમુક સમય માટે જતું રહેતું હોય છે, જ્યારે શિયાળાની ઋતૂમાં તે ૫ થી ૮ ડીગ્રી સેલ્સીયસ જેટલુ નીચે થઈ જતું હોય છે. આ ઉપરાંત ચોમાસામાં વરસાદ અને વાદળ ની રૂપરેખા મુજબ આ તાપમાન સતત બદલાયા કરતુ હોય છે. આમ ઋતુ પ્રમાણે જમીનની ઉપરની સપાટીનું તાપમાન ખૂબ મોટા ફેરફાર બતાવતું હોય છે. જ્યારે આજ જમીનની સપાટીની નીચે ૨.૫ થી ૩ મીટરની ઉંડાઈએ તેનું તાપમાન જોવામાં આવે તો લગભગ  ૨૪ થી ૩૦ ડીગ્રી સેલ્સીયસ જેટલી ટુકી રેન્જ માં વર્ષભર રહેતુ હોય છે. ઋતુઑનાં થર્મલ લેગને કારણે જમીનમાંના આ તાપમાંનનો ઉનાળાની સીઝનમાં કુલીંગ અને શિયાળાની સીઝનમાં હીટીંગ હેતુસર અદભૂત ઉપયોગ કરી શકાય છે.

જમીન પાઈપ ઊર્જા વિનિમય સીસ્ટમ

જમીન ઊર્જા મેળવવા ખાસ પ્રકારની ઍક જમીન પાઈપ ઊર્જા વિનિમય સીસ્ટમ તેનાં મુળભુત ઉપયોગ ને ધ્યાનમાં રાખી, બંધ અથવા ખુલ્લા લુપ મૉડમાં જરૂરી ગણતરી કરીને સામાન્ય રીતે જમીનમાં ૩ મીટરની ઉંડાઈઍ બેસાડવામા આવે છે(આકૃતિ મુજબ). આ માટે પીવીસી પાઈપ અથવા લોખંડની પાઇપને બેન્ડ, ટી અને ઍલ્બા સાથે ઉપયોગ કરી તેની હવાચુસ્ત લુપ બનાવી સામ-સામેના છેડાની પાઈપો ને જમીનની બહાર કાઢી, ઍક બાજુના છેડા સાથે યોગ્ય સાઈઝ નો બ્લાવર(હવા ખેચવાનો પંખો)ફીટ કરી તેનું કનેકક્ષન રૂમ અથવા સંગ્રહ સ્થાનમાં ભોયતળિયાની પેરેલલ ડિસ્ટ્રીબ્યૂટર પાઈપ દ્વારા આપવામા આવે છે, જ્યારે બીજી બાજુનાં પાઈપનાં ખુલ્લા છેડાને ઑપન લૂપ મોડમાં ખુલ્લો રાખવામા આવે છે, જેથી બહાર ની હવા ખેચી શકાય. બંધ લૂપ મૉડમાં આ છેડાને રૂમ અથવા સંગ્રહ સ્થાનની અંદરના ભાગે ઉપર છતની નજીક ડીસ્ટ્રીબ્યૂટર પાઈપ દ્વારા કનેક્ટ કરવામા આવે છે, જેથી અંદરનીજ હવા સીસ્ટમમાં વિનિમય થયા કરે. આમ, જ્યારે સીસ્ટમ ને બ્લાવર દ્વારા ચલાવવામા આવે ત્યારે ઉનાળામાં ગરમ હવા જમીનમાં બેસાડેલી પાઈપ લૂપમાં દાખલ થઈ ઠંડી થઈ રૂમ અથવા સંગ્રહ સ્થાનમાં પ્રવેશે છે, જેથી કુલીંગ થાય છે. આ રીતે બહારની  ગરમ હવાનું તાપમાન જ્યારે ૪૦ થી ૪૫ ડીગ્રી સેલ્સીયસ જેટલુ હોય છે, ત્યારે આ સીસ્ટમમાંથી નિકળતી હવાનું તાપમાન તેના કરતા ૪ થી ૮ ડીગ્રી સેલ્સીયસ જેટલુ નીચુ હોય છે. શિયાળાની સીઝનમાં આથી વિપરીત ઍટલે કે સીસ્ટમમાં દાખલ થતી હવાનું તાપમાન ૮ થી ૧૨ ડીગ્રી સેલ્સીયસ જેટલુ ઓછુ હોય ત્યારે લૂપમાંથી નિકળતી હવાનું તાપમાન તેના કરતા ઉંચુ મળતુ હોય છે. આમ, જમીન પાઈપ ઊર્જા વિનિમય સીસ્ટમ દ્વારા જમીન ઊર્જા નો કુલીંગ અને હીટીંગ હેતુસર બહુવીધ ઉપયોગ કરી શકાય છે.

કૃષિક્ષેત્રે ઉપયોગ

ખુલ્લા લૂપ મોડમાં

૧) રહેણાકનાં રૂમ, મકાન, શેડ, બિલ્ડિંગ વિગેરેમા સ્પેશ કુલીંગ અને હિટીંગ માટે.

૨) પશુપાલન શેડમા ગાય, ભેસ તથા પોલ્ટ્રી ફાર્મમાં મરઘાની આસાન રહેણીકરણી માટે.

૩) ગ્રીન હાઉસમાં સીઝન પ્રમાણે તાપમાનની જાણવણી માટે.

૪) કૃષિ પેદાશોની મૂલ્યવર્ધક સુકવણી માટે.

બંધ લૂપ મોડમાં :-

૧) અનાજ ના લાંબા ગાળાનાં સંગ્રહ માટે.

૨) અગત્યના કિંમતી બીજની ઉગાવાની ટકાઉક્ષમતા જાળવી રાખવા માટે.

૩) મૂલ્યવર્ઘક પેદાશોની જાણવણી માટે.

આમ ઉપર મુજબ આ સીસ્ટમ બેસાડી તેનો અનેકવીધ ઉપયોગ કરી શકાય છે. ખાસ કરી ને જ્યારે અનાજ કે બીજનો સંગ્રહ કરવાનો હોય ત્યારે બંધ લૂપ મોડમા આ સીસ્ટમ ખુબજ અસરકારક નિવડી શકે છે. આ અસરકારક નિવડવાનાં કેટલાક તથ્યો નીચે મુજબ આપવામાં આવેલ છે.

અનાજ અને બીજની જાળવણી

સામાન્ય રીતે અનાજની ઍક વર્ષ સુધી જાળવણી કરવી હોય તો દાણામાંનો ભેજ ૧૧ થી ૧૩% સંગ્રહ દરમ્યાન જળવાઈ રહેવો જરૂરી છે. બે વર્ષ સુધી જાણવણી કરવી હોય તો આ ભેજ ૧૦% જરૂરી છે. અનાજ બીજ ની સલામત જાળવણી માટે સામાન્ય રીતે અનાજ બીજનો ભેજ, તાપમાન અને સાપેક્ષ ભેજ જેવા પરિબળો મુખ્ય ભાગ ભજવે છે. સંગ્રહ દરમ્યાન વિવિધ વાયુઓની(ઓક્સીજન, કાર્બનડાયોક્સાઈડ, નાઈટ્રોજન અને આર્ગોન) મોજુદગી પણ અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. બીજની જે તે વાયુ સાથે સતત પ્રક્રિયા થયા કરતી હોય છે, પરીણામે તેની અસર તેના ઉગાવાનાં દરમાં થતી હોય છે. ઓક્સીજન વાયુ સાથેના સંગ્રહમાં બીજના ઉગાવાનો દર (જર્મીનેશન) ફક્ત ૩% જેટલો હોય છે, જ્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઈડ વાયુ સાથેનાં સરખા સમયના સંગ્રહમાં બીજના ઉગાવાનો દર ૮૦% જેટલો (વધુ) હોય છે. આથી, ઓક્સિજન વાયુનું પ્રમાણ બીજના સંગ્રહ સ્થાનમાં શક્ય તેટલુ ઓછુ અને કાર્બનડાયોક્સાઈડ વાયુનું પ્રમાણ વધુ જરૂરી હોય છે. આ ઉપરાંત ચોમાસાની ઋતુમાં (ઑગસ્ટ મહીનામાં) અમુક દિવસે વાતાવરણમાં સાપેક્ષ ભેજનું પ્રમાણ અચાનક વધી લગભગ ૯૪ થી ૯૬% જેટલુ થઈ જતુ હોય છે. આવા સમયે અનાજ બીજનો યોગ્ય સંગ્રહ થયેલ ન હોય તો અનાજ બીજ ભેજને ઝડપથી શોષી ભેજ વધારે છે. ભેજ વધતા અને યોગ્ય તાપમાન મળતાજ બીજની શ્વાસોશ્વાસની પ્રક્રિયા સક્રિય થઈ સંગ્રહ સ્થાનમાંનાં ઑક્સિજન નો ઉપયોગ કરી ભેજ યુક્ત ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. આ ગરમીમાં મોલ્ડ જેવી જીવાતો ને ભાવતું  મળે છે અને અનાજને તેના ઉપદ્રવથી બગાડે છે. આવી રીતે શિયાળાની ઋતુમાં (ફેબ્રુઆરી મહીનામાં) જ્યારે વાતાવરણમાં નો સાપેક્ષ ભેજ ઘટી લગભગ ૨૭ થી ૨૮% સુધી થતો હોય છે, ત્યારે અનાજ બીજમાં રહેલો ભેજ ખેંચાઈ ઓછો થઈ જાય છે. ઓછા થતા ભેજને કારણે બીજની ઉગવાની ટકાઉ ક્ષમતામાં  ફેરફાર થતો હોય છે. ઍક અંદાજ મુજબ જ્યારે અનાજ બીજનાં ભેજ માં ફક્ત ૧% નો વધારો થાય અને સાથે-સાથે તેનાં તાપમાનમાં ૫ ડીગ્રી સેલ્સીયસનો વધારો થાય તો અનાજ બીજની સ્ટોરેજ લાઇફ તેનાં નિયત સમય કરતા અડઘી થઈ જાય છે. આમ, નાનકડું લાગતું આ પરીબળ ધ્યાનમાં આવે તે પહેલાં મોટા જથ્થામાં સંગ્રહ થયેલ અનાજ બીજ બગડી જઇ મોટુ નુકશાન કરાવી જતું હોય છે.

બંધ લૂપ જમીન પાઈપ ઊર્જા વિનિમય સીસ્ટમ ઉપર મુજબનાં પરિબળો ને સારી રીતે અંકુશમાં રાખી શકે છે. ટૂંકમાં અનાજ અને અગત્યનાં પાકનાં બીજ માટે સંગ્રહસ્થાનમાં બહારના વાતાવરણમાંનાં સાપેક્ષ ભેજ અને તાપમાન તથા અંદરની સાઈડે બીજમાંનો ભેજ અને ઉપસ્થિત વાયુની સ્થિતિને આ સીસ્ટમ અંકુશમાં રાખી આદર્શ સંગ્રહ સ્થિતિનું નિર્માણ કરવામાં મદદરૂપ થઈ શકે છે.

લેખક: ડૉ. આર.આર. ગજેરા (સહ પ્રાધ્યાપક) , બાગાયત કોલેજ, આ.કૃ.યુ , આણંદ

કોલેજ ઓફ એગ્રીકલ્ચરલ ઇન્ફોર્મેશન ટેકનોલોજી, આણંદ