কার্যকারিতা বৃদ্ধি, উৎপাদন ব্যয় হ্রাস এবং ইউরিয়া (Urea) থেকে নাইট্রোজেন এর মুক্তির সময় বাড়ানোর জন্য ধীরে ধীরে বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক ব্যবস্থা গ্রহণ করা হয়েছে। এই বৈজ্ঞানিক ব্যবস্থাগুলির মধ্যে অন্যতম হল ফর্মালডিহাইডযুক্ত ইউরিয়া, ১.৫% বাই-ইউরেট সহ ইউরিয়া দ্রবণ, দানাদার ইউরিয়া এবং খুব সম্প্রতি অন্যান্য পুষ্টিকর উপাদানগুলির সাথে ইউরিয়ার প্রলেপের মতো উন্নত পদক্ষেপ যথা ফসফেট প্রলিপ্ত ইউরিয়া, সালফার লেপযুক্ত ইউরিয়া, ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড বা ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড দিয়ে ইউরিয়ার আবরণ ইত্যাদি।
সাম্প্রতিককালে, ইউরিয়া লেপনের ক্ষেত্রে সর্বশেষ উদ্ভাবনটি হল কার্বন উপাদানের সাথে অর্থাৎ হিউমিক অ্যাসিড দিয়ে ইউরিয়া গ্র্যানিউলের আবরণ, যাকে কৃষ্ণ বা কালো ইউরিয়া হিসাবে অভিহিত করা হয়। হিউমিক অ্যাসিড প্রলিপ্ত ইউরিয়া প্রয়োগের লক্ষ্য হল মাটিতে নাইট্রোজেনের ক্ষতি হ্রাস করা এবং অ্যামোনিয়া উদ্বায়ীকরণ, জৈবিক ডিনাইট্রিফিকেশন ও নাইট্রেট লিচিং প্রতিরোধ করার মাধ্যমে উদ্ভিদের প্রয়োগকৃত ইউরিয়া গ্রহণের ক্ষমতা বৃদ্ধি করা। সাম্প্রতিক সময়ে, কালো ইউরিয়া নাইট্রোজেনের ক্ষয় হ্রাস, ব্যয়ের কার্যকারিতা বৃদ্ধি এবং নাইট্রোজেন ব্যবহারের দক্ষতা বাড়ানোর জন্য একটি সঙ্গতিসম্পন্ন প্রযুক্তি হয়ে উঠছে। কৃষ্ণ ইউরিয়া হল এক ধরণের গ্র্যানিউলেটেড বা দানাদার ইউরিয়া যা কার্বন ও জৈবিক উদ্দীপকগুলির একটি জৈব মিশ্রণ দ্বারা প্রলিপ্ত থাকে এবং এটি মাটিতে উপস্থিত বিভিন্ন উপকারী জীবাণুদের ক্রিয়াকলাপ বাড়ায় ও নাইট্রোজেন ব্যবহারের দক্ষতাকে অনুকূল করে। মাটিতে নানারকম ক্ষয় কমাতে কালো ইউরিয়া স্বতন্ত্রভাবে বিকাশ করা হয়েছে; ফলস্বরূপ, অ-প্রলিপ্ত ইউরিয়ার চেয়ে প্রায় ৩০ শতাংশ বেশি নাইট্রোজেন ফসলে পৌঁছাতে পারে। কৃষ্ণ ইউরিয়া প্রযুক্তি মাটিতে নাইট্রোজেন চক্রের প্রতিটি পর্যায়ে অল্পবিস্তর উন্নতিসাধনের মাধ্যমে কাজ করে। এটি উদ্বায়ীকরণ/বাষ্পীভবন এবং লিচিং/পরিস্রুতকরণের মাধ্যমে মাটির বিভিন্ন ক্ষয়ক্ষতি হ্রাসকে উৎসাহ দেয় কারণ এটি জৈবিক প্রক্রিয়ার সাহায্যে মাটির পুষ্টিগুণ বা পরিপোষক পদার্থগুলিকে স্থিতিশীল করতে সহায়তা করে। কালো ইউরিয়া নাইট্রোজেন ব্যবহারের দক্ষতা সর্বাধিক করার মাধ্যমে নাইট্রোজেনের উপলব্ধতা নিয়ন্ত্রণ করে। এটি প্রচলিত ইউরিয়া সারের চেয়ে কম জ্বলন্ত হবার সম্ভাবনা বা বার্ন পোটেনশিয়াল প্রদর্শন করে; উপরন্তু, এটিতে ২১% কার্বন ও ৪৫% নাইট্রোজেন রয়েছে, যা মাটিতে মাইক্রোবিয়াল ক্রিয়াকলাপ ও পুষ্টির সহজলভ্যতা বৃদ্ধি করতে সক্ষম ।
ব্ল্যাক ইউরিয়াকে সাশ্রয়ী অথবা অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর এবং অত্যন্ত দক্ষ নাইট্রোজেন সার হিসাবে দাবি করা হয়, কারণ লেপনোযোগী উপাদান, হিউমিক অ্যাসিডে উদ্ভিদের জন্য প্রয়োজনীয় পরিপোষক পদার্থ যেমন ফসফরাস, পটাসিয়াম এবং বিভিন্ন মাইক্রোনিউট্রিয়েন্টস রয়েছে। হিউমিক অ্যাসিডের সাথে ইউরিয়ার প্রলেপ মাটিতে মাইক্রোবিয়াল ক্রিয়াকলাপকে উৎসাহ প্রদান করে, যা ইউরিয়াতে উপস্থিত নাইট্রোজেনকে অ্যামোনিয়াতে এবং আরও দ্রুততা ও দক্ষতার সাথে নাইট্রেটে রূপান্তরকরণ প্রক্রিয়াকে বাড়ায়; এইভাবে উদ্ভিদ দ্বারা গ্রহণের পদ্ধতিকেও ত্বরান্বিত করে। হিউমিক অ্যাসিড একটি কার্বনের উৎস হওয়ায় তা উদ্ভিদে নাইট্রোজেনের অ্যামিনো অ্যাসিডে রূপান্তর বৃদ্ধি করে। গবেষণাগুলি প্রমাণ করেছে যে, নাইট্রোজেন সরবরাহের উৎস হিসাবে কালো ইউরিয়ার ব্যবহার নাইট্রোজেন চক্রের বিভিন্ন ধাপে উন্নতি করতে সহায়তা করে।
অন্যদিকে, জৈব প্রলেপযুক্ত ইউরিয়া ব্যবহার জৈবিক প্রক্রিয়াগুলিকে উদ্দীপিত করে যা মাটিতে পুষ্টির স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করে এবং লিচিং ও উদ্বায়ীকরণের মাধ্যমে নাইট্রোজেনের ক্ষতির পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। স্বল্প উর্বর জমিতে শস্য উৎপাদন থেকে অধিকমাত্রায় লাভ পেতে ও টেকসই কৃষিকাজের জন্য কালো ইউরিয়া তৈরি করা হয়েছে। কালো ইউরিয়ায় ২১% কার্বন উপস্থিত থাকার দরুন এর ব্যবহার সাদা ইউরিয়ার পরিবর্তে আরও ভাল প্রমাণিত হয়েছে সর্বাধিক নাইট্রোজেন ব্যবহারের দক্ষতা; জ্বলনের সম্ভাবনা হ্রাস; বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে নাইট্রোজেনের ক্ষতি ও তাদের পরিবেশের ওপর প্রভাব; মাটিতে উন্নত জীবাণুঘটিত ক্রিয়াকলাপ এবং সর্বোপরি পুষ্টিগুণের সহজলভ্যতার ক্ষেত্রে ।
ব্ল্যাক ইউরিয়া ধারণাটি মূলত নিম্নলিখিত নীতিগুলির উপর নির্ভর করে কাজ করেঃ
১. নাইট্রোজেন ব্যবহারের দক্ষতার সর্বাধিককরণ (Maximizing the efficiency of nitrogen use) -
লেপনের জন্য জৈব পদার্থের ব্যবহার, শস্যগুলিতে প্রতি হেক্টরে ১২০ কেজি হারে প্রয়োগ করা কালো ইউরিয়া থেকে নাইট্রোজেন এর বর্ধিত নিঃসরণ ক্ষমতার এক অনন্য গুণ প্রদান করে। অনেক গবেষক পর্যবেক্ষণ করেছেন যে কালো ইউরিয়ার উচ্চতর জৈবিক ক্রিয়াকলাপ প্রয়োগকৃত ক্ষেত্রগুলিতে নাইট্রোজেন চক্রের কার্যকারিতা আরও বাড়িয়ে দেয়, যার ফলে গাছপালায় ২৫% অতিরিক্ত নাইট্রোজেন এর শোষণ হয়। আবরণের উপাদান হিসাবে কার্বন জৈব-অনুঘটক যেমন হিউমিক অ্যাসিড, ফালভিক অ্যাসিড, অ্যামিনো অ্যাসিড, আলমিক, পেপটাইডস, পলিস্যাকারাইডস, ভিটামিন, সার্ফ্যাক্ট্যান্টস ও বিভিন্ন খনিজগুলির ব্যবহার মাটিতে বসবাসকারী অণুজীবের জন্য অত্যন্ত উচ্চতর শক্তির আধার হিসাবে পরিবেশন করে এবং সারের গ্র্যানিউলের চারপাশে খুবই উচ্চ পুষ্টিগুণ বিনিময় করার ক্ষমতা সরবরাহ করে। লেপনের উপাদান হিসাবে জৈব পদার্থের ব্যবহার নিম্নলিখিতভাবে সহায়তা করে:
ক) মাটিতে নাইট্রোজেনকে প্রোটিন হিসাবে (জীবাণুতে) এবং স্থায়ী নিঃসরণ সহ অ্যামোনিয়ামকে নাইট্রেটে স্থিতিশীল করে যা রাইজোস্ফিয়ারে উদ্ভিদ-মাটির মিথস্ক্রিয়া দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় ।
খ) কার্বোহাইড্রেট সহ ফসফরাসের স্থিতিশীলতা মাল্টিভ্যালেন্ট বা একাধিক যোজ্যতাযুক্ত ক্যাটায়ন -এর সাথে প্রতিক্রিয়াগুলি এড়িয়ে যায় ।
গ) জৈব পদার্থের সাথে আবরণ নাইট্রোজেনকে স্থিতিশীল করার একমাত্র প্রযুক্তি হতে পারে যা ইউরিয়া, ইউরিয়া অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট, তরল ইউরিয়া ইত্যাদির সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে।
২. ইনপুট ব্যবহারে হ্রাস -
সার থেকে নাইট্রোজেনের ধীরগতিতে মুক্তি; প্রয়োগের হার হ্রাস; খামারের শ্রম এবং বিভিন্নপ্রক্রিয়ার মাধ্যমে নাইট্রোজেনের লোকসানের দরুন সম্ভাব্য মাটি ও পরিবেশগত প্রভাবের কারণে বিভিন্ন লেপ জাতীয় পদার্থ যেমন সালফার, নিম, জৈব পদার্থ ইত্যাদির সাথে ইউরিয়া সারের আবরণ বর্তমানকালে কৃষকদের মধ্যে বেশ জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে। কালো ইউরিয়ার ক্ষেত্রে জৈবিক প্রক্রিয়াগুলির সাথে জড়িত হওয়ার মাধ্যমে নাইট্রোজেন চক্রের বিভিন্ন পর্যায়ে উন্নতিসাধন নাইট্রোজেন প্রয়োগের হার অনেকাংশে হ্রাস করে। গত দুই দশক ধরে বিশ্বজুড়ে অনেক বৈজ্ঞানিক ভিত্তিতে তৈরি গ্লাসহাউসে/গ্রিনহাউসে, মাঠে বা জমিতে ও পরীক্ষাগা্রে গবেষণা প্রমাণ করেছে যে কালো ইউরিয়া প্রয়োগ করা হলে বিভিন্ন ফসলে নাইট্রোজেন প্রয়োগ প্রায় ২৫% পর্যন্ত হ্রাস করা সম্ভব। এর অর্থ হল সাধারণ সাদা ইউরিয়ার তুলনায় কালো ইউরিয়ার ক্ষেত্রে গাছপালাগুলিতে ন্যূনতম ২৫ শতাংশ বেশি নাইট্রোজেন পাওয়া যাবে, যা কৃষ্ণ ইউরিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে আরও অর্থনৈতিক ও অত্যন্ত কার্যকর নাইট্রোজেনের বিকল্প হিসাবে স্বীকৃতি দান করবে ।
৩. মুনাফা সর্বোচ্চকরণ (Profit) -
কালো ইউরিয়ার মাধ্যমে নাইট্রোজেন প্রয়োগ সাধারণ সাদা ইউরিয়ার তুলনায় সার ব্যবহারের হার অনেকটাই কমিয়ে দেয় ও তার পাশাপাশি উচ্চতর ফলনও প্রদান করে যা উৎপাদনকারীদের আর্থিক মুনাফার প্রায় ১০-২০% সামগ্রিক বৃদ্ধি দেয়। কালো ইউরিয়া থেকে ধীরে ধীরে মুক্ত হওয়ার ফলে নাইট্রোজেন উত্তোলন বৃদ্ধি অত্যধিক সার ব্যবহারের বোঝা হ্রাস করে এবং অর্থনৈতিক দিক থেকে এটি কমপক্ষে ১০-২০% বেশী লাভবান হয়। আন্তর্জাতিকভাবে পরিচালিত গবেষণা পরীক্ষাগুলি সাধারণ সারের চেয়ে কালো লেপযুক্ত সারের যেমন কালো ইউরিয়া ও কালো ডাই অ্যামোনিয়াম ফসফেটের ১৫-৩৫% অধিক অর্থনৈতিক শ্রেষ্ঠত্ব প্রমাণ করেছে ।
উন্নত পুস্তিগুণ, গাছের বৃদ্ধি ও ব্যয়ের কার্যকারিতা বিচার বিবেচনা করলে, অন্যান্য ইউরিয়ারপাশাপাশি নাইট্রোজেন সরবরাহকারী বিভিন্ন সারের তুলনায় কালো ইউরিয়া অধিক ভালো নাইট্রোজেন সার হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে। কালো ইউরিয়ার যথাযথ প্রয়োগ ও পরিচালনার অনুশীলনগুলি এর সমৃদ্ধ উপকারিতা এবং হ্রাসপ্রাপ্ত ইনপুট ব্যয়ের লক্ষ্য পূরণ করতে পারে। খামারের নানারকম ইনপুটগুলির খরচ কালো ইউরিয়ার প্রয়োগ দ্বারা ১৫-৩৫% হ্রাস করা সম্ভব। এই সমস্ত দিক মাথায় রেখে, পরিবর্তিত জলবায়ুর বর্তমান পরিস্থিতিতে, কৃষ্ণ ইউরিয়াকে শস্য বা ফসলের জন্য নাইট্রোজেনের একটি অত্যন্ত কার্যকরি ও অর্থনৈতিক উৎস হিসেবে গণ্য করা যেতে পারে।