Systemic protection of rice against African rice gall midge (Orseolia oryzivora) through seed coat treatment with selected botanical extracts

पश्चिम अफ्रीका के नम, जलमग्न खेतों में, चावल के किसान एक शांत लेकिन विनाशकारी दुश्मन का सामना कर रहे हैं: अफ्रीकी राइस गॉल मिज (African rice gall midge)। यह नन्ही मक्खी चावल की पत्तियों पर अपने अंडे देती है, और जब लार्वा निकलते हैं, तो वे पौधे के केंद्र की ओर रेंगते हुए जाते हैं ताकि वहां भोजन कर सकें। वहां, वे चावल को अपने चारों ओर एक अजीब, खोखली नली उगाने के लिए प्रेरित करते हैं, जिसे "सिल्वर शूट" (silver shoot) के रूप में जाना जाता है। इस सुरक्षात्मक कवच के भीतर, लार्वा बिना किसी बाधा के भोजन करते हैं, जिससे पौधे की अनाज पैदा करने की क्षमता नष्ट हो जाती है। चूंकि ये कीट पौधे के भीतर इतनी कुशलता से छिप जाते हैं, इसलिए पत्तियों पर रसायनों का छिड़काव बहुत कम काम आता है; जहर छिपे हुए लार्वा तक कभी नहीं पहुँच पाता। इसके अलावा, ऐसे रसायनों का अत्यधिक उपयोग पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुँचाता है। दशकों से, वैज्ञानिकों ने चावल को अंदर से बाहर तक सुरक्षित करने का तरीका खोजने की कोशिश की है, इस उम्मीद में कि कोई ऐसा तरीका मिल जाए जो पारंपरिक स्प्रे के दुष्प्रभावों के बिना उस कीट तक पहुँच सके जहाँ वह रहता है।

नाइजीरिया में शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में पौधों में ही निहित एक समाधान की खोज की। उन्होंने इस बात की जांच की कि क्या सामान्य खरपतवारों और जड़ी-बूटियों के अर्क (extracts) में चावल के बीजों को भिगोने से बढ़ता हुआ चावल का पौधा गॉल मिज के खिलाफ एक किले में बदल सकता है। यह अध्ययन तीन विशिष्ट पौधों पर केंद्रित था: एगेरेटम कॉनिज़ोइड्स (Ageratum conyzoides), क्रोमोलेना ओडोराटा (Chromolaena odorata), और ओसिमम ग्रैटिसिमम (Ocimum gratissimum)। ये पौधे ऐसे प्राकृतिक रसायनों से युक्त हैं जो कीटों को दूर भगा सकते हैं या उन्हें मार सकते हैं। शोधकर्ताओं ने सोचा कि क्या ये रसायन एक चावल के बीज द्वारा अवशोषित किए जा सकते हैं, बढ़ते हुए पौधे के माध्यम से ऊपर जा सकते हैं, और उन कोमल बढ़ते सिरों तक पहुँच सकते हैं जहाँ मिज के लार्वा हमला करते हैं। यदि यह सफल रहा, तो इसका अर्थ होगा कि एक किसान बीज को एक बार उपचारित कर सकता है, और पौधा अंकुरित होने के क्षण से ही अपनी स्वयं की रक्षा प्रणाली लेकर बढ़ेगा।

इसका परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने इबादानन स्थित इंटरनेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ ट्रॉपिकल एग्रीकल्चर में एक नियंत्रित वातावरण में काम किया। उन्होंने चावल के बीजों के दो प्रकार चुने: एक किस्म जो मिज के प्रति मध्यम रूप से प्रतिरोधी (resistant) थी, और दूसरी जो इसके प्रति अत्यधिक संवेदनशील (susceptible) थी। उन्होंने सक्रिय रसायनों को निकालने के लिए विशिष्ट विलायकों (solvents) का उपयोग करके इन तीन पौधों के अर्क तैयार किए। फिर, उन्होंने चावल के बीजों को विभिन्न सांद्रताओं (strengths) में, जो बहुत हल्के से लेकर काफी गाढ़े तक थीं, इन तरल अर्क में भिगोया। बीजों को पूरे एक दिन तक छोड़ने के बाद, उन्होंने उन्हें गमलों में लगाया और एक स्क्रीनहाउस में उगाया। एक बार जब पौधे स्थापित हो गए, तो शोधकर्ताओं ने पिंजरों में वयस्क मिज (midges) को छोड़ा ताकि वे अंडे दे सकें और संक्रमण शुरू कर सकें, जैसा कि वास्तविक खेत में होता है।

परिणामों ने दिखाया कि बीजों ने वास्तव में पौधों के अर्क को अवशोषित किया और सुरक्षा को बढ़ते हुए पौधे तक पहुँचाया। जब शोधकर्ताओं ने कुछ हफ्तों बाद चावल के पौधों की जाँच की, तो उन्होंने पाया कि उपचारित बीजों ने क्षतिग्रस्त शूट्स की संख्या को काफी कम कर दिया था। सबसे प्रभावी उपचार एगेरेटम कॉनिज़ोइड्स का अर्क था। जब मध्यम प्रतिरोधी चावल की किस्म को इस अर्क के बीस प्रतिशत घोल में भिगोया गया, तो उसमें शून्य संक्रमण देखा गया; एक भी शूट क्षतिग्रस्त नहीं हुआ। उल्लेखनीय रूप से, दस प्रतिशत की कम सांद्रता पर भी, इसी अर्क ने प्रतिरोधी चावल की किस्म को पूरी तरह से सुरक्षित कर दिया। अधिक संवेदनशील चावल की किस्म पर, उसी अर्क का बीस प्रतिशत वाला घोल ही पूर्ण सुरक्षा प्राप्त करने वाला एकमात्र उपचार था। अन्य दो पौधों के अर्क भी काम कर रहे थे, लेकिन उन्हें पूरी तरह प्रभावी होने के लिए उच्च सांद्रता की आवश्यकता थी, और वे परीक्षण किए गए किसी भी स्तर पर संवेदनशील चावल की किस्म पर संक्रमण को पूरी तरह से रोकने में सक्षम नहीं थे।

केवल कीटों को रोकने के अलावा, इस उपचार ने चावल के पौधों को बेहतर ढंग से बढ़ने में भी मदद की। शोधकर्ताओं ने पौधों की ऊंचाई, उनके तनों की संख्या और उनके अनाज के वजन को मापा। जिन चावल के पौधों को वानस्पतिक अर्क से सबसे मजबूत सुरक्षा मिली थी, वे उन पौधों की तुलना में अधिक लंबे थे, अधिक तने उत्पन्न करते थे, और अधिक अनाज पैदा करते थे, जिन्हें कम या कोई सुरक्षा नहीं मिली थी। मध्यम प्रतिरोधी चावल की किस्म ने सभी मापों में संवेदनशील किस्म की तुलना में लगातार बेहतर प्रदर्शन किया, जो यह सुझाव देता है कि एक स्वाभाविक रूप से मजबूत पौधे की किस्म को वानस्पतिक बीज उपचार के साथ मिलाने से एक शक्तिशाली, सहक्रियात्मक (synergistic) रक्षा निर्मित होती है। अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि इन विशिष्ट पौधों के अर्क में बीजों को भिगोना चावल को गॉल मिज से बचाने का एक व्यवहार्य, पर्यावरण-अनुकूल तरीका है, जो उन कठोर रसायनों के लिए एक आशाजनक विकल्प प्रदान करता है जो लंबे समय से छिपे हुए लार्वा तक पहुँचने में विफल रहे हैं।