Crop Density and Geometry

1. Crop Density

Definition

Crop density refers to the number of plants per unit area in a cropped field.
It indicates the size of the area available for each individual plant to grow and utilize resources such as light, water, and nutrients.

The yield of a crop largely depends on the final plant density, which in turn is influenced by:

• Seed germination percentage, and
• Survival rate of seedlings after emergence.

Establishing the required plant density is essential to achieve maximum yield and efficient resource utilization.

(a) Plant Density and Yield

• Biological yield (total dry matter) generally increases with plant density up to a certain limit, beyond which it reaches a plateau — meaning no additional biomass is produced with further increase in density.
• Economic yield (harvestable portion such as grains, pods, or fruits) increases with density up to an optimum level, and then declines if density increases further due to intense competition among plants.

Conclusion: There exists an optimum plant density at which maximum economic yield per unit area is achieved.

(b) Plant Density and Growth

• Plant height usually increases with increase in plant density due to competition for light, as plants elongate to capture sunlight.
• Dense plant stands lead to:
  • Reduction in leaf thickness,
  • Alteration in leaf orientation, and
  • Restriction of branching or tillering.
• Dry matter production per unit area increases with plant density up to a certain limit, similar to biological yield behavior.

2. Crop Geometry

Definition

• Crop geometry refers to the pattern of distribution of plants over the ground or the shape and size of the area available for each plant in the field.
• It is determined by the row spacing (inter-row distance) and plant spacing (intra-row distance).
• Crop geometry influences yield through its effects on light interception, rooting pattern, aeration, and moisture extraction.
• Changing the inter-row and intra-row spacing alters crop geometry to suit different crop species, varieties, or management practices.

3. Types of Planting Patterns (Crop Geometry Arrangements)

(a) Square Planting

• The distance between plants in the row and between rows is equal.
• Each plant occupies a square-shaped area.
• Provides efficient utilization of light, water, and nutrients.
• Facilitates inter-cultivation in both directions.

Example: Cotton, maize, sugarcane.

(b) Rectangular Planting

• The row-to-row spacing is greater than the plant-to-plant spacing within a row.
• Results in rectangular areas for individual plants.
• Commonly achieved using a seed drill.
• Facilitates easy intercultural operations, irrigation, and mechanized farming.
• Suitable for annual crops and closely spaced crops.

Example: Wheat, rice, sorghum, pulses.

(c) Triangular Planting

• Plants are arranged in a triangular or hexagonal pattern, where each plant is equidistant from others.
• Helps accommodate more plants per unit area compared to square planting.
• Commonly used for perennial or tree crops.

Example: Orchards, coconut, mango, and other fruit crops.

(d) Miscellaneous Planting Patterns

1. Random Planting: Used in crops like rice and ragi, where transplanting is done without fixed row alignment.
2. Skip Row Planting: Every alternate row is skipped to facilitate better aeration and intercultural operations.
   • The plant density is adjusted by reducing inter-row spacing in the remaining rows.
3. Paired Row Planting: Two rows are planted close together, followed by a wider space (for irrigation or intercrop). Commonly used in sugarcane, maize, cotton, and intercropping systems.

4. After-Cultivation Practices

• After-cultivation refers to the agronomic operations carried out after crop emergence to maintain an optimum plant population and ensure uniform crop growth.

These include:

• Thinning
• Gap Filling
• Harrowing
• Light Tilling

(a) Thinning; Thinning is the removal of excess plants in a field to reduce overcrowding caused by:

• Excess seed rate,
• More than one seed per hole,
• Uneven seed broadcasting.

It ensures that each plant gets adequate space for growth and helps maintain optimum density.

(b) Gap Filling; Gap filling is done to replace missing plants in the field that failed to germinate or survive.

Causes of gaps:

• Poor-quality seed,
• Soil crusting,
• Very shallow or deep seed placement,
• Poor soil moisture or drought.

Methods:

• By transplanting seedlings (kept as reserve), or
• By re-sowing seeds in the vacant spots.

Time of Gap Filling:

• Should be done early, so that replaced plants mature simultaneously with others.
• For long-duration crops (e.g., sugarcane): within 30 days after planting.
• For short-duration crops (e.g., maize, sorghum, rice): within 10–15 days after sowing.

फसल घनत्व और फसल ज्यामिति (Crop Density and Crop Geometry)

फसल घनत्व (Crop Density)

परिभाषा (Definition): फसल घनत्व से अभिप्राय है — किसी खेत में प्रति इकाई क्षेत्र (जैसे 1 वर्ग मीटर या 1 हेक्टेयर) में उगाए गए पौधों की संख्या।
यह दर्शाता है कि प्रत्येक पौधे को वृद्धि और संसाधनों (जैसे प्रकाश, जल, पोषक तत्व) के उपयोग के लिए कितनी जगह उपलब्ध है।

फसल की उपज (Yield) काफी हद तक अंतिम पौध जनसंख्या पर निर्भर करती है, जो मुख्यतः प्रभावित होती है:

• बीज के अंकुरण प्रतिशत (Germination %) से, तथा
• अंकुरित पौधों के जीवित रहने की दर (Survival Rate) से।

उचित पौध घनत्व की स्थापना से अधिकतम उपज और संसाधनों का कुशल उपयोग संभव होता है।

(a) पौध घनत्व और उपज (Plant Density and Yield)

• जैविक उपज (Biological yield) — जो कुल सूखा पदार्थ (Dry matter) होती है — पौध घनत्व बढ़ने के साथ एक सीमा तक बढ़ती है, फिर स्थिर हो जाती है (Plateau stage)।
• आर्थिक उपज (Economic yield) — जैसे दाना, फल या फली — पौध घनत्व बढ़ने पर पहले बढ़ती है, फिर अत्यधिक प्रतिस्पर्धा (Competition) के कारण घट जाती है।
• निष्कर्ष (Conclusion): फसल की एक उपयुक्त पौध घनत्व (Optimum Plant Density) होती है जिस पर प्रति इकाई क्षेत्र अधिकतम आर्थिक उपज प्राप्त होती है।

(b) पौध घनत्व और वृद्धि (Plant Density and Growth)

• पौध घनत्व बढ़ने पर पौधे की ऊँचाई (Plant height) सामान्यतः बढ़ जाती है क्योंकि पौधे प्रकाश प्राप्त करने के लिए ऊपर की ओर बढ़ते हैं।
• अधिक घनत्व वाली फसलों में —
  • पत्तियों की मोटाई घट जाती है,
  • पत्तियों का अभिमुख (Leaf orientation) बदल जाता है,
  • शाखाएँ या टिलर बनने की क्षमता कम हो जाती है।

कुल सूखा पदार्थ (Dry matter) प्रति इकाई क्षेत्र एक सीमा तक बढ़ता है, उसके बाद स्थिर हो जाता है।

फसल ज्यामिति (Crop Geometry)

परिभाषा (Definition): फसल ज्यामिति से तात्पर्य है — खेत में पौधों के वितरण का पैटर्न (Pattern) या प्रत्येक पौधे के चारों ओर उपलब्ध क्षेत्र का आकार और स्वरूप।
यह मुख्यतः दो कारकों से निर्धारित होती है:

• पंक्ति से पंक्ति की दूरी (Inter-row spacing)
• पौधे से पौधे की दूरी (Intra-row spacing)

फसल ज्यामिति प्रकाश अवशोषण (Light interception), जड़ प्रसार (Rooting pattern), वायुसंचार (Aeration), और नमी उपयोग (Moisture extraction) को प्रभावित करती है।
उचित पंक्ति और पौध दूरी अपनाने से फसल की उपज, संसाधन उपयोग, और प्रबंधन दक्षता में सुधार होता है।

फसल ज्यामिति के प्रकार (Types of Planting Patterns / Crop Geometry Arrangements)

(a) वर्गाकार रोपण (Square Planting)

• पंक्ति से पंक्ति और पौधे से पौधे की दूरी समान होती है।
• प्रत्येक पौधा एक वर्गाकार क्षेत्र घेरता है।
• प्रकाश, जल और पोषक तत्वों का समान उपयोग सुनिश्चित करता है।
• दोनों दिशाओं में यांत्रिक निराई-गुड़ाई आसान होती है।
• उदाहरण: कपास (Cotton), मक्का (Maize), गन्ना (Sugarcane)।

(b) आयताकार रोपण (Rectangular Planting)

• पंक्ति से पंक्ति की दूरी, पौधे से पौधे की दूरी से अधिक होती है।
• प्रत्येक पौधा आयताकार क्षेत्र घेरता है।
• आमतौर पर सीड ड्रिल (Seed Drill) से प्राप्त किया जाता है।
• सिंचाई, यांत्रिक खेती और फसल प्रबंधन में सुविधा होती है।
• उपयुक्त फसलें: गेहूँ (Wheat), धान (Rice), ज्वार (Sorghum), दालें (Pulses)।

(c) त्रिकोणीय या षट्भुज रोपण (Triangular / Hexagonal Planting)

• पौधों को त्रिकोण या षट्भुज पैटर्न में लगाया जाता है ताकि प्रत्येक पौधा समान दूरी पर हो।
• इस व्यवस्था से प्रति इकाई क्षेत्र में अधिक पौधे लगाए जा सकते हैं।
• मुख्यतः स्थायी या वृक्षीय फसलों (Perennial / Tree crops) में उपयोग किया जाता है।
• उदाहरण: नारियल (Coconut), आम (Mango), अन्य फलदार बागान।

(d) विविध रोपण विधियाँ (Miscellaneous Planting Patterns)

• अनियमित रोपण (Random Planting):
  • फसलें बिना निश्चित पंक्ति व्यवस्था के लगाई जाती हैं।
  • उदाहरण: धान (Rice), रागी (Ragi)।
• स्किप रो रोपण (Skip Row Planting):
  • हर एक या दो पंक्तियों के बाद एक पंक्ति छोड़ी जाती है ताकि वायुसंचार और निराई में सुविधा हो।
  • शेष पंक्तियों में पौध दूरी घटाकर घनत्व समायोजित किया जाता है।
• जुड़ी पंक्ति रोपण (Paired Row Planting):
  • दो पंक्तियाँ पास-पास लगाई जाती हैं और उनके बाद चौड़ा स्थान छोड़ा जाता है।
  • यह विधि सिंचाई या मिश्रित फसल प्रणाली (Intercropping) के लिए उपयुक्त है।
  • उदाहरण: गन्ना, कपास, मक्का आदि।

फसल उगने के बाद की कृषि क्रियाएँ (After-Cultivation Practices)

परिभाषा: फसल अंकुरण के बाद की जाने वाली कृषि क्रियाएँ जिनका उद्देश्य पौध जनसंख्या को संतुलित रखना और समान वृद्धि सुनिश्चित करना है।

इनमें शामिल हैं —

• थिनिंग (Thinning)
• गैप फिलिंग (Gap Filling)
• हेरोइंग (Harrowing)
• हल्की जुताई (Light Tilling)

(a) थिनिंग (Thinning)

परिभाषा: थिनिंग वह प्रक्रिया है जिसमें अधिक भीड़ (Overcrowding) को कम करने के लिए अतिरिक्त पौधों को हटा दिया जाता है।

अधिक पौधे क्यों बनते हैं:

• अधिक बीज दर (Excess seed rate)
• एक छेद में कई बीज डालना
• असमान प्रसारण (Uneven broadcasting)

उद्देश्य: हर पौधे को पर्याप्त स्थान, प्रकाश और पोषण मिल सके ताकि उचित घनत्व बनाए रखा जा सके।

(b) गैप फिलिंग (Gap Filling)

परिभाषा: गैप फिलिंग वह प्रक्रिया है जिसमें उन स्थानों को भरा जाता है जहाँ बीज अंकुरित नहीं हुए या पौधे जीवित नहीं रहे।

गैप बनने के कारण:

• बीज की खराब गुणवत्ता
• मिट्टी पर कठोर परत बनना
• बहुत उथली या गहरी बुवाई
• नमी की कमी या सूखा

विधियाँ:

• नर्सरी पौधों की रोपाई (Transplanting seedlings)
• बीजों की पुनः बुवाई (Re-sowing seeds)

गैप फिलिंग का समय (Time of Gap Filling):

• जल्दी करना चाहिए ताकि नए पौधे अन्य पौधों के साथ समान रूप से परिपक्व हों।
• दीर्घावधि फसलों (Long-duration crops) जैसे गन्ना — बुवाई के 30 दिनों के भीतर।
• अल्पावधि फसलों (Short-duration crops) जैसे मक्का, ज्वार, धान — बुवाई के 10–15 दिनों के भीतर।