Selected indigenous Bradyrhizobium strains match or surpass elite exotic strains as soybean inoculants in Mozambique

उप-सहारा अफ्रीका के विशाल, धूप से सराबोर खेतों में, खेती में एक शांत क्रांति जड़ें जमा रही है, जो भारी मशीनरी या रासायनिक छिड़काव के माध्यम से नहीं, बल्कि मिट्टी के नीचे छिपी एक सूक्ष्म साझेदारी के माध्यम से हो रही है। सोयाबीन इस महाद्वीप के लिए एक महत्वपूर्ण फसल है, जो लोगों के लिए प्रोटीन और जानवरों के लिए चारा प्रदान करती है, फिर भी इसकी एक अनूठी जैविक आवश्यकता है: इसे बढ़ने के लिए नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। जबकि अधिकांश फसलों को महंगे सिंथेटिक उर्वरकों से नाइट्रोजन खिलाना पड़ता है, सोयाबीन के पास एक प्राकृतिक सहयोगी होता है। वे राइजोबियम (rhizobia) नामक मिट्टी के बैक्टीरिया के साथ एक सहजीवी संबंध बनाते हैं। ये बैक्टीरिया पौधे की जड़ों पर छोटे गांठों के भीतर रहते हैं और नन्हे कारखानों के रूप में कार्य करते हैं, जो हवा से नाइट्रोजन गैस खींचते हैं और उसे उस रूप में परिवर्तित करते हैं जिसे पौधा उपयोग कर सके। यह प्रक्रिया, जिसे जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण (biological nitrogen fixation) के रूप में जाना जाता है, किसानों को महंगी आयातित रसायनों पर निर्भर हुए बिना स्वस्थ फसल उगाने की अनुमति देती है। हालांकि, यह साझेदारी नाजुक है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि मिट्टी में सही बैक्टीरिया पर्याप्त संख्या में मौजूद हों और काम करने के लिए पर्याप्त प्रभावी हों। अफ्रीका के कई हिस्सों में, मूल बैक्टीरिया या तो बहुत कम हैं या नाइट्रोजन स्थिर करने में इतने कुशल नहीं हैं, जिससे पौधे संघर्ष करते हैं। दशकों से, इसका समाधान अन्य महाद्वीपों से उत्कृष्ट बैक्टीरियल स्ट्रेन (strains) आयात करना रहा है, लेकिन यह दृष्टिकोण महंगा है, लॉजिस्टिक रूप से कठिन है, और स्थानीय पारिस्थितिक तंत्र को बाधित करने का जोखिम पैदा करता है।

मोज़ाम्बिक के शोधकर्ताओं ने एक अलग पथ का परीक्षण करने का निर्णय लिया: क्या स्थानीय मिट्टी के बैक्टीरिया, यदि सावधानीपूर्वक चुने जाएं, तो आयातित दिग्गजों के समान प्रदर्शन कर सकते हैं? उत्तर खोजने के लिए, उन्होंने अपना ध्यान 'ब्राडीराइज़ोबियम' (Bradyrhizobium) के रूप में ज्ञात देशी बैक्टीरिया के पांच विशिष्ट स्ट्रेन पर केंद्रित किया, जिन्होंने पहले प्रयोगशाला परीक्षणों में आशाजनक प्रदर्शन दिखाया था। इन स्थानीय स्ट्रेनों की तुलना ब्राजील और संयुक्त राज्य अमेरिका से आयातित दुनिया के तीन सबसे प्रसिद्ध वाणिज्यिक बैक्टीरियल स्ट्रेनों से की गई थी, जिन्हें सोयाबीन की खेती के लिए स्वर्ण मानक माना जाता है। वैज्ञानिकों ने उन्हें केवल पेट्री डिश में नहीं देखा; उन्होंने प्रयोग को खेत तक ले गए। दो बढ़ते मौसमों के दौरान, उन्होंने मोज़ाम्बिक के चार अलग-अलग प्रांतों में सोयाबीन लगाया, जिसमें मिट्टी के प्रकारों और मौसम की स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल थी। उन्होंने सोयाबीन के बीजों के दो अलग-अलग प्रकारों का उपयोग किया: एक किस्म जो इस बात को लेकर चयनात्मक है कि वह किस बैक्टीरिया को स्वीकार करती है, और दूसरी जो सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ साझेदारी करने के लिए अधिक खुली है। लक्ष्य सरल लेकिन महत्वपूर्ण था: यह देखना कि क्या स्वदेशी बैक्टीरिया पौधों को उतना ही लंबा, उतना ही हरा और उतना ही उत्पादक बनाने में मदद कर सकते हैं जितना कि उन पौधों को जो सर्वोत्तम आयातित बैक्टीरिया या यहाँ तक कि सिंथेटिक उर्वरक से उपचारित किए गए थे।

इस बड़े पैमाने पर किए गए फील्ड ट्रायल के परिणाम स्पष्ट और उत्साहजनक थे। हालांकि बैक्टीरिया का प्रदर्शन विशिष्ट स्थान और लगाए गए सोयाबीन के प्रकार के आधार पर भिन्न था, दो स्वदेशी स्ट्रेन वास्तविक विजेता के रूप में उभरे। एक स्ट्रेन, जिसकी पहचान Moz 4 के रूप में की गई, और दूसरा जिसे Moz 27 कहा गया, ने लगातार उत्कृष्ट विदेशी स्ट्रेन के प्रदर्शन की बराबरी की या उससे भी बेहतर प्रदर्शन किया। अनाज उत्पादन के मामले में, इन स्थानीय बैक्टीरिया ने सोयाबीन के पौधों को बिना किसी बैक्टीरियल मदद के छोड़े गए पौधों की तुलना में काफी अधिक भोजन पैदा करने में मदद की। विशेष रूप से, Moz 27 स्ट्रेन ने बिना इनोक्युलेटेड (uninoculated) कंट्रोल की तुलना में अनाज की उपज में 19 प्रतिशत की वृद्धि की, जबकि Moz 4 ने उपज में 13 प्रतिशत की वृद्धि की। ये लाभ सिंथेटिक नाइट्रोजन उर्वरक के साथ प्राप्त परिणामों की बराबरी करने के लिए पर्याप्त थे, जिससे सिद्ध हुआ कि ये स्थानीय सूक्ष्मजीव न केवल पर्याप्त, बल्कि अत्यधिक प्रभावी भी हैं। अध्ययन में पाया गया कि इन स्ट्रेन की सफलता भाग्य का मामला नहीं थी; यह व्यक्तिगत बैक्टीरिया का एक विशिष्ट गुण था। भले ही शोधकर्ताओं ने एक ही प्रजाति के कई स्ट्रेन का परीक्षण किया था, केवल इन दो विशिष्ट स्थानीय स्ट्रेनों के पास विविध और अक्सर चुनौतीपूर्ण वातावरण में फलने-फूलने के लिए आवश्यक गुणों का अनूठा संयोजन था।

प्रयोग ने यह भी प्रकट किया कि पर्यावरण परिणाम को कैसे आकार देता है। शोधकर्ताओं ने देखा कि तनाव के तहत सोयाबीन की दो किस्में अलग तरह से व्यवहार करती हैं। एक किस्म, जिसे सूखे के प्रति अधिक लचीला बनाया गया है, ने शुष्क मौसम के गंभीर होने से पहले ही तेजी से परिपक्व होकर पानी की कमी के बुरे प्रभावों से बचने में सफलता प्राप्त की। इस किस्म ने कम पत्ती वाले विकास के बावजूद अधिक अनाज का उत्पादन किया। दूसरी किस्म, जो विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया के साथ काम करने की क्षमता के लिए जानी जाती है, ने कुल अधिक पादप बायोमास (plant biomass) का उत्पादन किया लेकिन पानी की कमी होने पर इसे हमेशा उच्चतम अनाज उपज में नहीं बदला। इसके अलावा, अध्ययन ने इस बात पर प्रकाश डाला कि मिट्टी में अन्य बैक्टीरिया की उपस्थिति ने नए, चयनित स्ट्रेन को अपना काम करने से नहीं रोका। यहाँ तक कि उन खेतों में भी जहाँ देशी बैक्टीरिया पहले से ही उच्च संख्या में मौजूद थे, चयनित स्वदेशी स्ट्रेन खुद को स्थापित करने और सोयाबीन की जड़ों के साथ मजबूत साझेदारी बनाने में सक्षम रहे। यह एक महत्वपूर्ण खोज है क्योंकि यह सुझाव देती है कि किसानों को अपनी मिट्टी को कीटाणुरहित करने की आवश्यकता नहीं है या इस बात का डर नहीं होना चाहिए कि उनके स्थानीय सूक्ष्मजीव नए सूक्ष्मजीवों को बाहर कर देंगे; चयनित स्ट्रेन मौजूदा मिट्टी के जीवन के साथ सफल होने के लिए पर्याप्त प्रतिस्पर्धी हैं।

शायद इस कार्य का सबसे महत्वपूर्ण निहितार्थ स्थानीय खाद्य सुरक्षा और आर्थिक स्वतंत्रता की क्षमता है। आयातित बैक्टीरियल इनोकुलेंट्स (inoculants) पर निर्भरता किसानों के लिए एक भेद्यता पैदा करती है; यदि वैश्विक आपूर्ति श्रृंखला बाधित होती है या यदि शिपिंग की लागत बढ़ती है, तो इन आवश्यक इनपुट्स की उपलब्धता समाप्त हो सकती है। यह सिद्ध करके कि स्थानीय रूप से अनुकूलित स्ट्रेन सर्वश्रेष्ठ आयातित विकल्पों के समान प्रदर्शन कर सकते हैं, यह शोध एक स्थायी विकल्प प्रदान करता है। यह सुझाव देता है कि मोज़ाम्बिक, और संभावित रूप से उप-सहारा अफ्रीका के अन्य हिस्से, इन लाभकारी बैक्टीरिया का अपना वाणिज्यिक उत्पादन विकसित कर सकते हैं। यह स्थानीय कृषि प्रणालियों को अंतर्राष्ट्रीय बाजार के उतार-चढ़ाव से बचाएगा और यह सुनिश्चित करेगा कि मिट्टी विदेशी सूक्ष्मजीवों के परिचय के बजाय अपनी मूल जैव विविधता के साथ स्वस्थ बनी रहे। अध्ययन पुष्टि करता है कि सही स्थानीय बैक्टीरिया, जब सावधानीपूर्वक चुने जाते हैं, तो किसी भी आयातित तकनीक जितने शक्तिशाली हो सकते हैं, जो सोयाबीन किसानों के लिए एक ऐसा मार्ग प्रदान करता है जो उत्पादक और आत्मनिर्भर दोनों है।