फ़सलों में फ़ाइटोटॉक्सिसिटी स्ट्रेस

                                                                                              प्रो0 आर. एस. सेंगर एवं डॉ0 रेशु चौधरी

परिचय

जलवायु परिवर्तन के कारण पर्यावरण में कई तरह की गड़बड़ियां उत्पन्न हुई हैं, जैसे अत्यधिक गर्मी और ठंड, सूखा, जलभराव और बदलते मौसम के पैटर्न, जो वैश्विक स्तर पर फसल उत्पादन पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं। विभिन्न पर्यावरणीय और मानवजनित कारक पौधों पर अजैविक तनाव उत्पन्न करते हैं, जैसे तापमान, लवणता, सूखा, भारी धातुएं (सैंड्रिनी एट अल., 2022), पराबैंगनी विकिरण (शौरी एट अल., 2014) और कीटनाशक (यास्मीन और डीश्सूजा, 2010)। तापमान में उतार-चढ़ाव, अनियमित वर्षा और बार-बार पड़ने वाले सूखे को भी कृषि चक्रों में बदलाव का कारण माना जाता है। कृषि में होने वाले 50% से अधिक नुकसान गर्मी, लवणता, सूखा और भारी धातुओं के तनाव के कारण होते हैं, जो गुणात्मक और मात्रात्मक दोनों रूप से होते हैं (सलाम एट अल., 2023)। यह ध्यान देने योग्य है कि तापमान में 1 डिग्री सेल्सियस की मामूली वृद्धि भी विभिन्न फसलों की उपज को 3-7 प्रतिशत तक कम कर सकती है (झाओ एट अल., 2017)।

यह कारक मिट्टी के पीएच, नमी, लवणता, आयन सांद्रता, खनिज उपलब्धता और कार्बनिक सामग्री जैसे कारकों में परिवर्तन के लिए भी जिम्मेदार हैं, जो सीधे फसल की पैदावार को प्रभावित करते हैं। मिट्टी में लवणता और भारी धातुओं का संचय पौधों के स्वास्थ्य और फसल उत्पादकता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। लवण तनाव बीज अंकुरण को रोकता है और कोशिकीय और जैव रासायनिक स्तर पर समस्थिति को बिगाड़ता है। यह जल अवशोषण को प्रभावित करता है, परासरण तनाव उत्पन्न करता है और पौधों में पोषण असंतुलन पैदा करता है। इसी प्रकार, भारी धातुएँ भी पौधों पर विषाक्तता उत्पन्न करके और उनके जीवित रहने और विकास के लिए आवश्यक शारीरिक प्रक्रियाओं में बाधा डालकर हानिकारक प्रभाव डालती हैं।

पौधे प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए विभिन्न रणनीतियाँ अपनाते हैं और तनाव संकेतन द्वारा मध्यस्थता किए गए क्षणिक और स्थिर जीन अभिव्यक्ति के माध्यम से अजैविक तनावों को सहन करने और उनसे अनुकूलन करने की उल्लेखनीय क्षमता रखते हैं। पौधों की मिट्टी, प्रकंदमंडल और पर्णमंडल में मौजूद सूक्ष्मजीव पर्यावरणीय समस्थिति बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और पौधों को तनावपूर्ण परिस्थितियों में जीवित रहने में सक्षम बनाते हैं (बारेआ, 2015; न्गुम्बी और क्लोएपर, 2016)। एक पौधा अपना माइक्रोबायोम मूल पौधे, उस मिट्टी जिसमें बीज बोया जाता है और उस वातावरण से प्राप्त करता है जिसके संपर्क में वह आता है। पौधे और उनका माइक्रोबायोम एक उत्कृष्ट सहजीवी संबंध में होते हैं और परस्पर वृद्धि, स्वास्थ्य और विकास को बढ़ावा देते हैं। पौधों से जुड़े सूक्ष्मजीव पौधों को कई लाभ प्रदान करते हैं जैसे वायुमंडलीय नाइट्रोजन का स्थिरीकरण, खनिजों की जैव उपलब्धता में वृद्धि, कार्बनिक पोषक तत्वों का उत्पादन, कीटनाशकों, हानिकारक रसायनों और विषाक्त पदार्थों का विषहरण, पौधों के रोगों को कम करना और पादप वृद्धि हॉर्मोन और जैवसक्रिय यौगिकों का उत्पादन करना (सागर एट अल., 2021)। राइजोस्फेरिक निवासी एज़ोटोबैक्टर (साहू एट अल., 2014), एज़ोस्पिरिलम (उमर एट अल., 2009), राइज़ोबियम, पैन्टोइया, बेसिलस, स्यूडोमोनास (सॉर्टी एट अल., 2016), एंटरोबैक्टर (नदीम एट अल., 2007) जेनेरा से संबंधित हैं। ब्रैडीरिज़ोबियम (पनलाडा एट अल., 2013), मिथाइलोबैक्टीरियम (मीना एट अल., 2012), बर्कहोल्डेरिया (ओलिवेरा एट अल., 2009), ट्राइकोडर्मा (अहमद पी. एट अल., 2015) और सायनोबैक्टीरिया (जोशी एट अल., 2020) कई फसल पौधों के विकास को बढ़ावा देने में योगदान दे रहे हैं।

पादप सूक्ष्मजीव मेजबान को अजैविक तनाव से सुरक्षा प्रदान करता है, क्योंकि सूक्ष्मजीव की चयापचय क्षमता अपार होती है और यह पौधों की पोषण प्राप्ति और तनाव के प्रति सहनशीलता विकसित करने की चयापचय क्षमता को पूरक करता है। पादप सूक्ष्मजीव गतिशील होता है और इसका संगठन अजैविक तनाव की मात्रा और अवधि से प्रभावित होता है। पादप और उससे जुड़ा सूक्ष्मजीव परस्पर अस्तित्व और विकास के लिए अजैविक तनाव के प्रति सहक्रियात्मक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं (जावेद एट अल., 2022)। प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में, अच्रोमोबैक्टर, एज़ोस्पिरिलम, वेरियोवोरेक्स, बैसिलस, एंटरोबैक्टर, एज़ोटोबैक्टर, एयरोमोनास, क्लेबसिएला और स्यूडोमोनास जैसे वंशों के मृदा-निवास करने वाले सूक्ष्मजीवों को पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देने के लिए सिद्ध किया गया है (डारडानेली एट अल., 2008; बेलिमोव एट अल., 2009; ऑर्टिज़ एट अल., 2015; कौशल और वानी, 2016; सॉर्टी एट अल., 2016)। बर्कहोल्डेरिया फाइटोफिर्मन्स स्ट्रेन PsJN को अरेबिडोप्सिस (पिनेडो एट अल., 2015) और मक्का (नवेद एट अल., 2014) में लवण तनाव को कम करने के साथ-साथ गेहूं (नवेद एट अल., 2014) में सूखे के तनाव को कम करने में सक्षम पाया गया है।

अजैविक तनाव के प्रति पादप-सूक्ष्मजीवों की प्रतिक्रिया मेजबान पौधे और सूक्ष्मजीवों दोनों की वृद्धि, सहनशीलता, अनुकूलन और विकास को काफी हद तक प्रभावित करती है। अब इस बात के बढ़ते प्रमाण मिल रहे हैं कि जलवायु परिवर्तन के गंभीर प्रभावों के समय में कृषि को बनाए रखने में पादप-संबंधी सूक्ष्मजीव महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। यदि पादप-संबंधी सूक्ष्मजीव विविधता के पारिस्थितिक संबंधों और उनकी अंतःक्रियाओं के तंत्र को गहराई से समझा जाए, तो पादप-सूक्ष्मजीवों की संरचना का उपयोग पौधों के अजैविक तनाव को कम करने और तनाव-सहनशील फसल पौधों के विकास के लिए बेहतर ढंग से किया जा सकता है। तनावग्रस्त वातावरण में फसल पौधों की उत्पादकता संबंधी बाधाओं को दूर करने के संभावित विकल्पों में तनाव-सहनशील सूक्ष्मजीवों का चयन, परीक्षण और अनुप्रयोग शामिल हैं। विभिन्न प्रकार के अजैविक तनावों के तहत पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देने के लिए जैव-संक्रमणकारी पदार्थों के रूप में लाभकारी सूक्ष्मजीवों का अनुप्रयोग एक अच्छा विकल्प हो सकता है।

पौधों से जुड़े सूक्ष्मजीवों में जीवाणु, आर्कबैक्टीरिया, कवक और विषाणुओं के वर्गीकरण की दृष्टि से विविध समुदाय शामिल हैं, जो मेजबान पौधे के साथ अभिन्न पारिस्थितिक संबंध स्थापित करते हैं और फाइटो-माइक्रोबायोम का निर्माण करते हैं। फाइटो-माइक्रोबायोम न केवल पौधों की सामान्य वृद्धि और विकास में योगदान देता है, बल्कि अजैविक तनाव की स्थितियों के दौरान पौधों के समस्थिति को बनाए रखने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अपनी अपार चयापचय क्षमता के कारण, फाइटो-माइक्रोबायोम विभिन्न तंत्रों जैसे एंटीऑक्सिडेंट, पादप वृद्धि हॉर्मोन, जैवसक्रिय यौगिकों का उत्पादन, हानिकारक रसायनों और विषाक्त पदार्थों का विषहरण, प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों और अन्य मुक्त कणों का पृथक्करण आदि के माध्यम से मेजबान पौधे को अजैविक तनाव को कम करने की क्षमता प्रदान करता है।

फाइटो-माइक्रोबायोम की संरचना और कार्यों तथा फाइटो-माइक्रोबायोम द्वारा मध्यस्थता किए गए अजैविक तनाव शमन के जटिल तंत्रों की गहन समझ, फसलों में अजैविक तनाव को कम करने और तनाव-प्रतिरोधी फसलों के विकास के लिए इसके उपयोग को संभव बनाएगी। इस समीक्षा का उद्देश्य फसल पौधों में सूखा, गर्मी, खारापन और भारी धातु तनाव को कम करने में पादप-सूक्ष्मजीवों की क्षमता का पता लगाना और कृषि उत्पादकता बढ़ाने के लिए स्थायी समाधान खोजना है। पौधों में अजैविक तनाव सहनशीलता प्रदान करने में पादप-सूक्ष्मजीवों की भूमिका के बारे में क्रियाविधि संबंधी जानकारी संक्षेप में प्रस्तुत की गई है, जो नए जैव-संक्रमणकारी पदार्थों के विकास में सहायक होगी।

जलवायु परिवर्तन के प्रति प्रतिरोधी फसल पौधों की बढ़ती मांग को देखते हुए, जीनोमिक्स, मेटाजीनोमिक्स, ट्रांसक्रिप्टोमिक्स, मेटाबोलोमिक्स और पादप-सूक्ष्मजीवों पर आधारित आनुवंशिक अभियांत्रिकी जैसी आधुनिक तकनीकों पर चर्चा की गई है, जिनमें उम्मीदवार जीन की पहचान और लक्षित जीन संशोधन शामिल हैं।

सिर्फ़ कीड़े या बीमारियाँ ही नहीं, फ़ाइटोटॉक्सिसिटी को भी पहचानें!

कई बार, जब हम फ़सलों की पत्तियों पर मुरझाना, पीला पड़ना, मुड़ना या बढ़ना रुकना जैसे लक्षण देखते हैं, तो हम तुरंत मान लेते हैं कि कीड़े या बीमारियों का इंफ़ेक्शन है। लेकिन हमेशा ही ऐसा नहीं होता।

अक्सर ये लक्षण फ़ाइटोटॉक्सिसिटी की वजह से होते हैं, यानी दवाओं, फ़र्टिलाइज़र, बायोस्टिमुलेंट या गलत मिक्सचर से होने वाला नुकसान।

फाइटोटॉक्सिसिटी के मुख्य लक्षण

• पत्ती के किनारे या सिरे पीले हो जाते हैं।
• पत्ती की नसों के बीच के हिस्सों का पीला पड़ना (क्लोरोसिस)।
• नई पत्तियां मुड़ जाती हैं, झुर्रीदार हो जाती हैं या टेढ़ी हो जाती हैं।
• तने और नई ग्रोथ टेढ़ी हो जाती हैं।
• पुराने या कोटिलेडन का समय से पहले सूख जाना।
• जड़ों की ग्रोथ कम होना और नई जड़ों का बनना कम होना।
• पूरी फसल का बढ़ना रुक जाना।

पौधे में असल में क्या होता है?

• फाइटोटॉक्सिसिटी से पौधे पर फिजिकल स्ट्रेस पड़ता है।
• रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज (ROS) बढ़ जाती हैं, जिससे सेल डैमेज होता है।
• क्लोरोप्लास्ट को डैमेज होने से फोटोसिंथेसिस कम हो जाता है।
• नए सेल बनने की स्पीड धीमी हो जाती है।
• एंजाइम का काम बिगड़ जाता है।
• सेल मेम्ब्रेन डैमेज हो जाते हैं और टिशू मरने लगते हैं।
• हॉर्मोनल असंतुलन से असामान्य ग्रोथ होती है।

फाइटोटॉक्सिसिटी के आम कारण

• दवाओं या फर्टिलाइज़र का ओवरडोज़ लेना।
• एक जैसी न होने वाली दवाओं को एक साथ मिलाना।
• तेज़ धूप में या अधिक तापमान पर स्प्रे करना।
• लेबल पर दिए गए निर्देशों को माने बिना बार-बार स्प्रे करना।
• गलत पीएच या खराब क्वालिटी का पानी इस्तेमाल करना।
• उन फसलों पर स्प्रे करना जो पहले से ही पानी की कमी से जूझ रही हैं या कमज़ोर हैं।

फाइटोटॉक्सिसिटी से बचने के लिए

• हमेशा बताई गई डोज़ और समय का पालन करें।
• दो या उससे ज़्यादा दवाओं को मिलाने से पहले जार टेस्ट करें।
• ठंडे मौसम में सुबह या शाम को स्प्रे करें।
• उन फसलों पर स्प्रे करने से बचें जो गर्मी या सूखे की परेशानी से जूझ रही हैं।
• साफ़ और पीएच के हिसाब से पानी इस्तेमाल करें।
• नए प्रोडक्ट्स को पहले एक छोटी सी जगह पर टेस्ट करें, फिर उन्हें पूरे खेत में इस्तेमाल करें।

याद रखें

हर मुरझाया हुआ पत्ता, पीलापन या रुकी हुई ग्रोथ किसी कीड़े या बीमारी की वजह से नहीं होती।

कोई भी नया पेस्टिसाइड स्प्रे करने से पहले, खुद से ये सवाल पूछें-

• हाल ही में क्या स्प्रे किया गया था?
• कौन से पेस्टिसाइड एक साथ मिलाए गए थे?
• मौसम कैसा था?
• क्या फर्टिलाइज़र मैनेजमेंट सही था?
• एक हेल्दी फसल सिर्फ सही ऑब्ज़र्वेशन और सही फैसले लेने से ही पैदा होती है।
• सही डायग्नोसिस से गैर-ज़रूरी स्प्रेइंग से बचा जा सकता है, खर्च कम किया जा सकता है और फसल को हेल्दी रखा जा सकता है।

लेखकः डॉ0 आर. एस. सेंगर, निदेशक ट्रेनिंग और प्लेसमेंट, सरदार वल्लभभाई पटेल कृषि एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय मेरठ।