आरहस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले सात गेहूं जड़ यौगिकों की पहचान की है जो सिंथेटिक नाइट्रिफिकेशन अवरोधकों के समान ही नाइट्रिफाइंग मिट्टी के जीवाणुओं को दबाते हैं, जिससे गेहूं की किस्मों के लिए एक संभावित प्रजनन मार्ग खुल जाता है जो अतिरिक्त रासायनिक इनपुट या उपज बलिदान की आवश्यकता के बिना अधिक लागू नाइट्रोजन को बनाए रखते हैं।
कृषि को नाइट्रोजन की समस्या का सामना करना पड़ता रहता है
उर्वरक के रूप में उपयोग की जाने वाली आधी से भी कम नाइट्रोजन वास्तव में फसलों द्वारा ली जाती है, शेष जलमार्गों में लीचिंग या नाइट्रस ऑक्साइड, एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस के रूप में वायुमंडल में गैसीय उत्सर्जन के माध्यम से नष्ट हो जाती है। दशकों से प्राथमिक प्रतिक्रिया अनुप्रयोग दरों और सिंथेटिक नाइट्रीकरण अवरोधकों पर विनियामक सीमाएं रही हैं, रसायन जो अमोनियम के नाइट्रेट में माइक्रोबियल रूपांतरण को धीमा करते हैं लेकिन महंगे हैं, बार-बार आवेदन की आवश्यकता होती है, और गैर-लक्षित मिट्टी के जीवों को प्रभावित कर सकते हैं।
पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता पूर्ण कुमार खत्री के नेतृत्व में आरहूस टीम ने जांच की कि क्या गेहूं स्वयं जैविक रूप से उस कार्य का एक संस्करण निष्पादित कर सकता है। उनका कार्य जैविक नाइट्रीकरण निषेध पर केंद्रित है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें पौधों की जड़ें प्राकृतिक यौगिकों को छोड़ती हैं जो अमोनियम को अधिक लीचिंग प्रवण नाइट्रेट रूप में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार नाइट्रिफाइंग रोगाणुओं को दबा देती हैं।
बेंज़ोक्साज़िनोइड्स क्या हैं?
बेंज़ोक्साज़िनोइड्स गेहूं, मक्का और राई सहित अनाज की फसलों द्वारा प्राकृतिक रूप से उत्पादित द्वितीयक मेटाबोलाइट्स हैं, जिनका पारंपरिक रूप से कीड़ों, खरपतवारों और नेमाटोड के खिलाफ पौधों की रक्षा में उनकी भूमिका के लिए अध्ययन किया जाता है। आरहस शोधकर्ताओं ने नाइट्रोसोमोनस यूरोपिया, एक मॉडल नाइट्रिफाइंग जीवाणु के साथ बायोल्यूमिनसेंस परख का उपयोग करके 18 अलग-अलग बेंज़ोक्साज़िनोइड यौगिकों की जांच की, और बीओए, एमबीओए, डीआईबीओए और डिम्बोआ - सहित सात - पाए जो अपेक्षाकृत कम सांद्रता पर नाइट्रिफिकेशन को दृढ़ता से दबाने में सक्षम हैं। क्योंकि ये यौगिक बाहरी रूप से लगाए जाने के बजाय पौधे द्वारा ही उत्पादित और जारी किए जाते हैं, वे सिंथेटिक अवरोधकों की तुलना में एक मौलिक रूप से अलग वितरण तंत्र प्रदान करते हैं: निरंतर, स्थानीयकृत रिलीज बिल्कुल वहीं और जब पौधे को उपलब्ध नाइट्रोजन की रक्षा करने की आवश्यकता होती है।
इंजीनियर्ड गेहूँ रेखाएँ दर्शाती हैं कि प्रभाव को बढ़ाया जा सकता है
अध्ययन में पारंपरिक गेहूं की मूल वंशावली की तुलना दो गेहूं वंशावली से की गई, जिसमें लेयमस रेसमोसस, एक जंगली घास, जो जैविक नाइट्रीकरण निषेध गुणों को बढ़ाने के लिए जानी जाती है, से एक गुणसूत्र का टुकड़ा ले जाता है। हाइड्रोपोनिक रूप से विकसित, बढ़ी हुई रेखाओं ने मूल रेखा की तुलना में सक्रिय बेंज़ोक्साज़िनोइड्स की काफी अधिक सांद्रता जारी की, और उनकी जड़ ने नाइट्रीकरण को दोगुना तक दबा दिया - जिसके परिणामस्वरूप सीधे उच्च यौगिक सांद्रता के साथ सहसंबद्ध होता है।
शोधकर्ताओं द्वारा उद्धृत मॉडलिंग कार्य से पता चलता है कि जैविक {{0}नाइट्रीकरण {{1}निषेध {{2}सक्षम फसलें नाइट्रोजन हानि को 20% से 30% तक कम कर सकती हैं, और प्रारंभिक क्षेत्र परीक्षणों में विशेषता के साथ कोई उपज दंड नहीं दिखाया गया है, जिसका अर्थ है कि किसान तुलनीय अनाज की मात्रा में कटाई करते समय सैद्धांतिक रूप से कम उर्वरक लगा सकते हैं। खत्री ने कहा कि अवसर की भयावहता मामूली दक्षता लाभ पर भी महत्वपूर्ण है: "यदि आप वास्तविक क्षेत्र की स्थितियों में नाइट्रोजन का उपयोग करने की दक्षता को दस प्रतिशत भी बढ़ा सकते हैं, तो उर्वरक और उत्सर्जन में पूर्ण बचत बहुत बड़ी है।"
रसायन विज्ञान से प्रजनन लक्ष्य तक
दीर्घकालिक लक्ष्य रासायनिक निष्कर्षों को प्रजनन रणनीति में अनुवाद करना है: एक बार जब शोधकर्ता यह पहचान लेते हैं कि कौन से जैवसंश्लेषक मार्ग सबसे प्रभावी नाइट्रीकरण को बाधित करने वाले यौगिकों का उत्पादन करते हैं, तो पौधे प्रजनक गेहूं की उन किस्मों का चयन कर सकते हैं जो लक्षणों को अधिक दृढ़ता से व्यक्त करते हैं, किसानों को प्रथाओं को बदलने या नए इनपुट खरीदने की आवश्यकता नहीं होती है। अनुसंधान व्यापक अंतरराष्ट्रीय क्रॉपसस्टेन परियोजना का हिस्सा है, जिसमें समानांतर अनुसंधान समूह अध्ययन कर रहे हैं कि ये लक्षण लंबी समय सीमा में मिट्टी के माइक्रोबायोम और गैर-{3}}लक्षित जीवों को कैसे प्रभावित करते हैं।
ये निष्कर्ष तब सामने आए हैं जब होर्मुज जलडमरूमध्य में व्यवधान के बाद वैश्विक नाइट्रोजन बाजार अस्थिर बने हुए हैं, जिससे आंशिक सुधार से पहले इस साल की शुरुआत में यूरिया की कीमतें रिकॉर्ड ऊंचाई के करीब पहुंच गईं। जबकि नाइट्रीकरण के लिए प्रजनन की समय-सीमा गेहूं की किस्मों को रोकती है, जो तत्काल राहत देने के बजाय बहु-वर्ष के क्षितिज पर चलती है, अनुसंधान माइक्रोबियल नाइट्रोजन के साथ-साथ जैविक विकल्पों के बढ़ते समूह को जोड़ता है, पिवोट बायो सहित कंपनियों द्वारा पहले से ही व्यावसायीकृत उत्पादों को ठीक करता है, जो धीरे-धीरे सिंथेटिक नाइट्रोजन इनपुट पर कृषि क्षेत्र की संरचनात्मक निर्भरता को कम कर सकता है।
अध्ययन, "गेहूं में जैविक नाइट्रीकरण अवरोध के लिए उम्मीदवार यौगिकों के रूप में बेंज़ोक्साज़िनोइड्स", प्लांट फिजियोलॉजी और बायोकैमिस्ट्री में प्रकाशित किया गया था और कोपेनहेगन विश्वविद्यालय, एबरडीन विश्वविद्यालय और मेक्सिको के अंतर्राष्ट्रीय मक्का और गेहूं सुधार केंद्र (सीआईएमएमवाईटी) के सहयोग से आयोजित किया गया था, जिसने परीक्षण के लिए बीज सामग्री प्रदान की थी।
