Field Evaluation of Root-Nodule Endophytic Plant Growth-Promoting Bacteria for Improving Growth and Pod Production of Groundnut (Arachis hypogaea L.) in Semi-Arid Saurashtra
यह अध्ययन देशी जड़-गांठ अंतोबीजी (एंडोफाइटिक) बैक्टीरिया, विशेष रूप से *Rhizobium* sp. MU-RM12, *Bacillus licheniformis* MU-RM3, और *Pseudomonas* sp. MU_RM2 को अत्यधिक प्रभावी बायोइनोकुलेंट्स के रूप में पहचानता और मूल्यांकन करता है जो सौराष्ट्र की अर्ध-शुष्क मिट्टी में मूंगफली की वृद्धि और फलियों के उत्पादन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं।
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सौराष्ट्र, गुजरात के अर्ध-शुष्क मैदानों में, किसान एक निरंतर चुनौती का सामना कर रहे हैं: ऐसी मिट्टी में मूंगफली उगाना जो अक्सर आवश्यक पोषक तत्वों में कम होती है और सूखे के प्रति संवेदनशील होती है। हालांकि सिंथेटिक उर्वरक अस्थायी रूप से पैदावार बढ़ा सकते हैं, लेकिन वे अक्सर मिट्टी की संरचना को खराब करते हैं और संसाधन-विहीन किसानों के लिए लागत बढ़ा देते हैं। हालाँकि, प्रकृति, स्वयं पौधे के भीतर छिपे एक अलग समाधान के माध्यम से, एक अलग समाधान प्रदान करती है। मूंगफली के पौधे अपनी जड़ों पर छोटे, गुलाबी रंग के गांठ जैसे उभार बनाते हैं जिन्हें 'नोड्यूल्स' (गांठें) कहा जाता है। इन नोड्यूल्स के भीतर लाभकारी बैक्टीरिया रहते हैं जो पौधे को बढ़ने में मदद करते हैं। इनमें सबसे प्रसिद्ध 'राइजोबियम' (rhizobia) हैं, जो हवा से नाइट्रोजन को उस रूप में बदलते हैं जिसे पौधा खा सके। लेकिन इन नोड्यूल्स में बैक्टीरिया का एक विविध समुदाय भी रहता है जो स्वयं नोड्यूल्स तो नहीं बनाते, फिर भी उनके ऊतकों के भीतर रहते हैं। ये "एंडोफाइट्स" (endophytes) मूक भागीदारों के रूप में कार्य करते हैं, जो पौधे को फास्फोरस और जिंक जैसे पोषक तत्वों तक पहुँचने, प्राकृतिक विकास हार्मोन बनाने और शुष्क परिस्थितियों के कारण होने वाले तनाव को कम करने में मदद करते हैं। शोधकर्ता लंबे समय से यह सवाल पूछ रहे हैं कि क्या इन बैक्टीरिया के विशिष्ट, स्थानीय रूप से अनुकूलित संस्करणों को फसल को कठिन वातावरण में फलने-फूलने में मदद करने के लिए भारी रासायनिक इनपुट पर निर्भर किए बिना उपयोग किया जा सकता है।
मारवाड़ी यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों की एक टीम ने अपने ही क्षेत्र के मूंगफली के पौधों को सीधे देखकर इसका उत्तर खोजने का प्रयास किया। उन्होंने अपने विश्वविद्यालय के फार्म पर उग रहे स्वस्थ पौधों से नमूने एकत्र किए, और भीतर रहने वाले बैक्टीरिया को अलग करने के लिए सावधानीपूर्वक जड़ के नोड्यूल्स को निकाला। इन नोड्यूल्स से, उन्होंने बैक्टीरिया के बयालीस (42) अलग-अलग प्रकारों को संवर्धित किया। फील्ड में परीक्षण करने से पहले, शोधकर्ताओं ने लैब में इन बैक्टीरिया की जांच की ताकि यह देख सकें कि किनमें सबसे उपयोगी गुण मौजूद हैं। उन्होंने उन बैक्टीरिया की तलाश की जो मिट्टी में फंसे हुए पोषक तत्वों को घोल सकें, विकास हार्मोन का उत्पादन कर सकें और पौधे को तनाव से निपटने में मदद कर सकें। इस कठोर स्क्रीनिंग के बाद, बड़े पैमाने पर फील्ड ट्रायल के लिए नौ सबसे आशाजनक उम्मीदवारों का चयन किया गया। इनमें एक ज्ञात नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया और आठ अन्य प्रकार के बैक्टीरिया शामिल थे जिन्हें पहले कभी इस तरह एक साथ नहीं परखा गया था।
यह प्रयोग जुलाई से नवंबर 2024 के दौरान एक एकल बढ़ते मौसम के दौरान, विश्वविद्यालय के कृषि फार्म पर आयोजित किया गया था। शोधकर्ताओं ने खेत में यादृच्छिक पैटर्न (randomized pattern) में मूंगफली के बीज लगाए, जिनमें से कुछ बीजों को नौ बैक्टीरियल स्ट्रेन (प्रजातियों) के साथ उपचारित किया गया, एक समूह को मानक वाणिज्यिक बायोफर्टिलाइजर (जैव उर्वरक) के साथ, और एक अंतिम समूह को बिना किसी बैक्टीरिया के छोड़ा गया ताकि एक आधार रेखा (baseline) के रूप में उपयोग किया जा सके। उन्होंने पौधों की वृद्धि के तीन अलग-अलग चरणों पर निगरानी रखी, जिसमें जड़ों और तनों की लंबाई से लेकर पत्तियों की संख्या और तने की मोटाई तक सब कुछ मापा गया। लक्ष्य यह देखना था कि क्या देशी बैक्टीरिया, खाली मिट्टी और बाजार में मिलने वाले उर्वरक दोनों से बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं।
परिणाम चौंकाने वाले थे। देशी बैक्टीरिया से उपचारित पौधों ने नियंत्रण समूह की तुलना में काफी बेहतर विकास किया। विशेष रूप से, तीन स्ट्रेन सबसे प्रभावी पाए गए: एक राइजोबियम स्ट्रेन, एक बैसिलस स्ट्रेन और एक स्यूडोमोनास स्ट्रेन। जब तक पौधे कटाई के लिए तैयार हुए, इन शीर्ष प्रदर्शन करने वालों से उपचारित पौधों ने अनुपचारित समूह की तुलना में प्रति पौधा 60 प्रतिशत तक अधिक फलियां (pods) पैदा कीं। इससे भी अधिक प्रभावशाली बात यह थी कि इन देशी स्ट्रेन ने वाणिज्यिक बायोफर्टिलाइजर से उपचारित पौधों की तुलना में 25 प्रतिशत अधिक फलियां पैदा कीं। शोधकर्ताओं ने पाया कि बैक्टीरिया ने न केवल पौधों को लंबा होने में मदद की, बल्कि उन्होंने पौधे के संपूर्ण स्वास्थ्य में सुधार किया, जिससे मोटे तने, अधिक शाखाएं और बेहतर जल प्रतिधारण (water retention) प्राप्त हुआ।
यह समझने के लिए कि ये विशिष्ट बैक्टीरिया इतने प्रभावी क्यों थे, टीम ने डेटा का विश्लेषण सांख्यिकीय विधियों का उपयोग करके किया, जिसमें सभी विभिन्न गुणों की आपस में तुलना की गई। उन्होंने पाया कि बैक्टीरिया की सफलता एक "व्यापक जीवंतता" (broad vigor) प्रभाव से जुड़ी थी। लैब में जो बैक्टीरिया सबसे अच्छा प्रदर्शन कर रहे थे, उनमें पोषक तत्वों को घोलने और विकास हार्मोन बनाने जैसी सहायक क्षमताओं की एक विस्तृत श्रृंखला देखी गई। डेटा से पता चला कि ये बैक्टीरिया पौधे की जड़ प्रणाली में सुधार करके काम करते हैं। अध्ययन में जड़ों की लंबाई और पौधे द्वारा उत्पादित फलियों की संख्या के बीच एक मजबूत संबंध पाया गया, जो यह दर्शाता कि बैक्टीरिया ने पौधे को अधिक फल देने के लिए एक मजबूत आधार बनाने में मदद की।
हालांकि परिणाम उत्साहजनक हैं, शोधकर्ता सावधानी बरतते हुए नोट करते हैं कि यह एक ही स्थान पर एक एकल-सीजन का परीक्षण था। उन्होंने पहचान की कि दो बैक्टीरियल स्ट्रेन को केवल अनिश्चित रूप से नाम दिया गया था क्योंकि उनके जेनेटिक सीक्वेंस ज्ञात प्रजातियों से पूरी तरह मेल नहीं खाते थे, और उन्होंने यह भी उल्लेख किया कि राइजोबियम स्ट्रेन की नाइट्रोजन-फिक्सिंग क्षमता इस विशिष्ट अध्ययन में स्वतंत्र रूप से पुष्ट नहीं की गई थी। फिर भी, साक्ष्य इतने मजबूत हैं कि यह सुझाव देते हैं कि ये स्थानीय रूप से प्राप्त बैक्टीरिया वर्तमान वाणिज्यिक विकल्पों की तुलना में इस क्षेत्र में मूंगफली की पैदावार बढ़ाने के लिए बेहतर उम्मीदवार हैं। अध्ययन का निष्कर्ष है कि ये देशी स्ट्रेन, विशेष रूप से राइजोबियम, बैसिलस और स्यूडोमोनास आइसोलेट्स, टिकाऊ खेती के लिए आशाजनक उपकरण हैं। किसानों को बेचने से पहले, उन्हें विभिन्न मौसमों और स्थानों में सुरक्षित और प्रभावी सुनिश्चित करने के लिए और अधिक परीक्षण की आवश्यकता है, लेकिन प्रारंभिक निष्कर्ष सौराष्ट्र के अर्ध-शुष्क क्षेत्रों के लिए एक अधिक लचीले और उत्पादक कृषि भविष्य की ओर एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करते हैं।
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