Optimizing the EBR spraying window can maintain the physiological function of wheat flag leaves under heat stress and thus grain yield
क्षेत्रीय प्रयोग प्रदर्शित करते हैं कि एंथेसिस के 5 दिन बाद 0.10 mg L⁻¹ 2,4-एपाइब्रासिनोलाइड (EBR) का पर्ण अनुप्रयोग (फोलियर एप्लिकेशन) ध्वज-पत्ती के शारीरिक कार्य और एंटीऑक्सीडेंट क्षमता को बनाए रखकर, इस प्रकार अनाज भरने की प्रक्रिया को बढ़ावा देकर और उपज को स्थिर करके, वसंत गेहूं में एंथेसिस के बाद होने वाले हीट स्ट्रेस को प्रभावी ढंग से कम करता है।
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गेहूं वैश्विक खाद्य सुरक्षा की रीढ़ है, एक ऐसी फसल जो अरबों लोगों का पेट भरती है और राष्ट्रों की स्थिरता को आधार प्रदान करती है। फिर भी, यह महत्वपूर्ण अनाज एक निरंतर शत्रु का सामना कर रहा है: गर्मी। हालांकि गेहूं कुछ गर्माहट सह सकता है, लेकिन फूल आने के बाद की महत्वपूर्ण अवधि के दौरान—जब बीज भरने की प्रक्रिया शुरू ही होती है—तापमान में अचानक उछाल विनाशकारी हो सकता है। यह हीट स्ट्रेस (गर्मी का तनाव) पौधे के आंतरिक कारखाने के अचानक बंद होने जैसा है। यह उन हरी पत्तियों को नुकसान पहुँचाता है जो इस प्रक्रिया को शक्ति देती हैं, उन रासायनिक संकेतों को अस्त-व्यस्त कर देता है जो पौधे को बढ़ने के लिए निर्देश देते हैं, और बीजों को समय से पहले भरने से रोक देता है। इसका परिणाम एक ऐसी फसल है जो हल्की, छोटी और बहुत कम प्रचुर होती है। उत्तर-पश्चिमी चीन जैसे क्षेत्रों के किसानों के लिए, जहाँ शुष्क, गर्म हवाएँ अधिक आम होती जा रही हैं, इन संवेदनशील दिनों के दौरान फसल को बचाने का एक तरीका खोजना केवल एक कृषि लक्ष्य नहीं है; यह अस्तित्व के लिए एक आवश्यकता है।
वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि पौधों के अपने रक्षा तंत्र होते हैं, लेकिन ये अत्यधिक मौसम से अभिभूत हो सकते हैं। हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने ब्रासिनोस्टेरॉइड्स नामक प्राकृतिक पादप हार्मोन के एक वर्ग की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया है। ये रासायनिक संदेशवाहक हैं जो पौधों को बढ़ने में मदद करते हैं और, महत्वपूर्ण रूप से, उन्हें तनाव सहने में मदद करते हैं। एक विशिष्ट संस्करण, जिसे 2,4-एपाइब्रासिनोलिड या EBR के रूप में जाना जाता है, ने प्रयोगशाला सेटिंग्स में फसलों को गर्मी का प्रतिरोध करने में मदद करने के लिए आशाजनक प्रदर्शन किया है। हालाँकि, हमारी समझ में एक कमी बनी हुई थी: जबकि हम जानते थे कि EBR मदद कर सकता है, हमें यह नहीं पता था कि वास्तविक दुनिया के खेत में इसे कब और कितनी मात्रा में उपयोग करना चाहिए। इसे बहुत जल्दी, बहुत देर से, या गलत मात्रा में लगाने से यह बेकार या यहाँ तक कि हानिकारक भी हो सकता है। इस पहेली को सुलझाने के लिए, निंग्ज़िया विश्वविद्यालय और सिचुआन कृषि विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने चीन के यिनचुआन के खेतों में हीट स्ट्रेस से गेहूं को बचाने के लिए सटीक रेसिपी खोजने का लक्ष्य रखा।
शोधकर्ताओं ने क्षेत्र में प्रचलित एक स्प्रिंग गेहूं की किस्म का उपयोग करके एक कठोर प्रयोग डिजाइन किया। उन्होंने अपने फील्ड प्लॉट्स को विभिन्न समूहों में विभाजित किया, जिनमें से कुछ को प्राकृतिक तापमान के अधीन रखा गया जबकि अन्य को अस्थायी, नियंत्रित हीट स्ट्रेस के तहत रखा गया। इस हीट ट्रीटमेंट ने एक गंभीर हीटवेव की नकल की, जिसमें अनाज भरने के चरण के दौरान लगातार तीन दिनों तक दिन का तापमान 35 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया गया। इन समूहों के भीतर, उन्होंने EBR के छिड़काव की विभिन्न रणनीतियों का परीक्षण किया। उन्होंने गेहूं के फूल खिलने के बाद तीन अलग-अलग समय पर इसे लगाया: पांच दिन, दस दिन और पंद्रह दिन। उन्होंने तीन अलग-अलग सांद्रता (कंसन्ट्रेशन) का भी परीक्षण किया: केवल पानी वाला एक कंट्रोल ग्रुप, 0.10 मिलीग्राम प्रति लीटर की कम सांद्रता, और 0.20 मिलीग्राम प्रति लीटर की उच्च सांद्रता। इसने उपचारों का एक जटिल ग्रिड बनाया, जिससे टीम को न केवल यह देखने में मदद मिली कि क्या रसायन काम करता है, बल्कि यह भी कि समय और खुराक कैसे मिलकर पौधे की रक्षा करते हैं।
परिणामों ने एक स्पष्ट तस्वीर पेश की कि जब गेहूं गर्मी से झुलस जाता है तो क्या होता है और एक सही समय पर किया गया छिड़काव कैसे हस्तक्षेप कर सकता है। हीट स्ट्रेस की स्थिति के तहत, गेहूं के पौधों ने काफी नुकसान सहा। उनकी पत्तियां, जो पौधे के सौर पैनल हैं, सिकुड़ने लगीं और अपना हरा रंग खोने लगीं। उनकी ऊर्जा उत्पादन की दर तेजी से गिर गई, और वे सुरक्षात्मक एंजाइम जो आमतौर पर गर्मी के जहरीले उपोत्पादों को साफ करते हैं, कम सक्रिय हो गए। पत्तियों के भीतर, कोशिका भित्तियों को नुकसान पहुँचाने वाले हानिकारक पदार्थ जमा होने लगे, और विकास हार्मोन का नाजुक संतुलन बिगड़ गया। फलस्वरूप, अनाज बहुत धीरे भरा, वजन कम हुआ, और अंतिम फसल औसतन लगभग 10 प्रतिशत कम हो गई। गर्मी ने प्रभावी रूप से पौधे की धूप को भोजन में बदलने की क्षमता को बाधित कर दिया था।
हालाँकि, प्रयोग ने खुलासा किया कि यह नुकसान अपरिहार्य नहीं था। सबसे प्रभावी हस्तक्षेप फूल आने के ठीक पांच दिन बाद कम सांद्रता वाले EBR स्प्रे का एक एकल, सटीक अनुप्रयोग था। यह विशिष्ट उपचार एक ढाल के रूप में कार्य करता है, जो फ्लैग लीफ (ध्वज पत्ती)—वह सबसे ऊपरी पत्ती जो अनाज भरने के दौरान मुख्य भूमिका निभाती है—के स्वास्थ्य को संरक्षित करता है। इस तरह से उपचारित पौधों ने बड़ा पत्ती क्षेत्र बनाए रखा, अधिक हरी रहीं, और बिना उपचारित, हीट-स्ट्रेस्ड पौधों की तुलना में अपने प्रकाश संश्लेषण इंजन को बहुत उच्च दर पर चालू रखा। स्प्रे ने पौधे की आंतरिक सफाई टीम को भी बढ़ावा दिया, जिससे जहरीले पदार्थ कम रहे और कोशिका झिल्ली को टूटने से बचाया गया। इसके अलावा, इसने हार्मोन के संतुलन को बहाल किया, यह सुनिश्चित करते हुए कि पौधा घबराने और बंद होने के बजाय बढ़ता रहे।
इस एकल स्प्रे का प्रभाव अंतिम फसल तक पहुँचा। पांच-दिवसीय, कम सांद्रता वाले EBR स्प्रे से उपचारित गेहूं के दाने अन्य किसी भी समूह की तुलना में तेजी से भरे और अधिक शुष्क द्रव्यमान (dry matter) संचित किया। अनाज भरने की अधिकतम दर बिना उपचारित, हीट-स्ट्रेस्ड पौधों की तुलना में 16 प्रतिशत से अधिक बढ़ गई। भरने की इस प्रक्रिया में सुधार सीधे खेत में अनुवादित हुआ: अंतिम अनाज की उपज केवल पानी प्राप्त करने वाले कंट्रोल ग्रुप की तुलना में 12.5 प्रतिशत अधिक थी। शोधकर्ताओं ने पाया कि समय महत्वपूर्ण था; दस या पंद्रह दिन बाद छिड़काव करना कम प्रभावी था क्योंकि तब तक पौधा पहले से ही अपूरणीय क्षति झेल चुका था। इसी तरह, रसायन की उच्च सांद्रता का उपयोग करने से कोई अतिरिक्त लाभ नहीं हुआ और कभी-कभी इसने पौधे की प्राकृतिक रक्षा प्रणाली को कमजोर कर दिया। अध्ययन ने पुष्टि की कि सफलता की कुंजी केवल रसायन नहीं था, बल्कि इसके अनुप्रयोग का सटीक क्षण था, जिसने पौधे को खतरे के आगमन के समय ही अपनी रक्षा मजबूत करने की अनुमति दी।
यह समझने के लिए कि यह विशिष्ट उपचार इतना प्रभावी क्यों रहा, शोधकर्ताओं ने उपज के अंतर्निहित कारकों का विश्लेषण किया। उन्होंने सांख्यिकीय मॉडल का उपयोग करके यह निर्धारित किया कि कौन से कारक सबसे अधिक महत्वपूर्ण थे। उन्होंने पाया कि हीट स्ट्रेस के तहत, अनाज भरने की गति अंतिम फसल निर्धारित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक था। पत्तियों की ऊर्जा उत्पन्न करने की क्षमता की रक्षा करके और अनाज भरने की प्रक्रिया को उच्च गति पर रखकर, EBR स्प्रे ने यह सुनिश्चित किया कि पौधा तपती हवा के बावजूद बीजों में वजन भरने की प्रक्रिया जारी रख सके। अध्ययन ने यह भी रेखांकित किया कि स्प्रे किसी एक जादू के माध्यम से नहीं, बल्कि एक पूरे सिस्टम के समन्वय से काम करता है: इसने पत्तियों को स्वस्थ रखा, हार्मोन को संतुलित किया, और यह सुनिश्चित किया कि पत्तियों द्वारा उत्पादित ऊर्जा को कुशलतापूर्वक अनाज में स्थानांतरित किया जाए।
यह शोध उन किसानों के लिए एक ठोस, कार्रवाई योग्य समाधान प्रदान करता है जो हीटवेव की बढ़ती वास्तविकता का सामना कर रहे हैं। यह "गर्मी बुरी है" जैसे सामान्य विचार से आगे बढ़कर क्षति को कम करने के लिए एक विशिष्ट, परीक्षित विधि प्रदान करता है। यह पहचानकर कि फूल आने के पांच दिन बाद कम खुराक वाला प्राकृतिक विकास नियामक लगाना इष्टतम रणनीति है, यह अध्ययन बढ़ते गर्म होते विश्व में पैदावार को स्थिर करने के लिए उत्पादकों को एक उपकरण देता है। निष्कर्ष बताते हैं कि सही समय और सांद्रता के साथ, गेहूं की शारीरिक कार्यप्रणाली को बनाए रखना, अनाज भरने की प्रक्रिया को ट्रैक पर रखना और तापमान बढ़ने पर भी फसल को सुरक्षित करना संभव है। यह दृष्टिकोण मौसम को नहीं बदलता है, बल्कि इस पर पौधे की प्रतिक्रिया को बदल देता है, जिससे एक संभावित आपदा को एक प्रबंधनीय चुनौती में बदला जा सकता है और यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि गेहूं के खेत जनसंख्या का पेट भरना जारी रख सकें।
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