Evaluation of CIMMYT Maize Inbred Lines for Low-Phosphorus Tolerance under Field and Hydroponic Conditions in the North Eastern Hills of Meghalaya India

कृषि की दुनिया में, पौधों को बढ़ने के लिए पोषक तत्वों के एक स्थिर आहार की आवश्यकता होती है, ठीक वैसे ही जैसे मनुष्यों को फलने-फूलने के लिए भोजन की आवश्यकता होती है। इन आवश्यक पोषक तत्वों के बीच, फास्फोरस मजबूत जड़ें बनाने और बीज पैदा करने के लिए एक महत्वपूर्ण घटक है। हालांकि, दुनिया के कई हिस्सों में, विशेष रूप से पहाड़ी क्षेत्रों में पाए जाने वाले अम्लीय मिट्टी में, यह महत्वपूर्ण पोषक तत्व कहीं छिपा हुआ या बंद पड़ा रहता है। मिट्टी का रसायन विज्ञान एक चुंबक की तरह कार्य करता है, जो फास्फोरस को ऐसे रूप में फँसा देता है जिसे पौधों की जड़ें नहीं पहुँच पातीं। जब किसान इसे अधिक उर्वरक डालकर ठीक करने की कोशिश करते हैं, तो वे एक दुविधा का सामना करते हैं। अतिरिक्त उर्वरक बहकर नदियों और झीलों को प्रदूषित कर सकता है, या यह खाद्य आपूर्ति में जहरीली भारी धातुएं ले जा सकता है। सबसे टिकाऊ समाधान अधिक उर्वरक डालना नहीं है, बल्कि ऐसी फसलें विकसित करना है जो स्वाभाविक रूप से उपलब्ध थोड़े से फास्फोरस को खोजने और उपयोग करने में सक्षम हों। इसके लिए पौधों की विशिष्ट किस्मों को खोजना आवश्यक है जो खराब मिट्टी में भी जीवित रह सकें और भोजन का उत्पादन कर सकें।

भारतीय शोधकर्ताओं ने इन कठिन परिस्थितियों में पनपने वाली मक्का की किस्मों की तलाश करके इस पहेली को सुलझाने का प्रयास किया। उन्होंने मक्का की बीस अलग-अलग लाइनों को इकट्ठा किया, जो अनिवार्य रूप से इस फसल के शुद्ध नस्ल वाले परिवार हैं, और उन्हें दो बहुत ही अलग वातावरणों में परीक्षण के लिए रखा। सबसे पहले, उन्होंने उन्हें मेघालय की उत्तर पूर्वी पहाड़ियों के एक वास्तविक खेत में लगाया, जहाँ की मिट्टी स्वाभाविक रूप से अम्लीय और फास्फोरस में कम है। इसने उन्हें प्रकृति की जटिल और वास्तविक स्थिति में पौधों के प्रदर्शन की एक तस्वीर दी। प्रयोगशाला में पौधों के भीतर क्या हो रहा है, इसका अधिक स्पष्ट और नियंत्रित दृश्य प्राप्त करने के लिए, उन्होंने इन्हीं लाइनों के एक चयन को जल-आधारित घोल का उपयोग करके प्रयोगशाला सेटिंग में उगाया, जिसे हाइड्रोपोनिक्स (hydroponics) नामक विधि कहा जाता है। इस सेटअप में, वे फास्फोरस की मात्रा को सख्ती से नियंत्रित कर सकते थे, जिसमें कुछ को सामान्य मात्रा और अन्य को बहुत कम मात्रा दी गई, जबकि बाकी सब कुछ बिल्कुल समान रखा गया।

वैज्ञानिक पौधों के भोजन की कमी के प्रति प्रतिक्रिया के विशिष्ट संकेतों की तलाश कर रहे थे। उन्होंने यह मापा कि पौधे कितने ऊंचे बढ़े, उनकी पत्तियों और तनों का वजन कितना था, और महत्वपूर्ण रूप से, उनकी जड़ प्रणाली कैसे विकसित हुई। उन्होंने पाया कि सभी पौधे एक ही तरह से प्रतिक्रिया नहीं करते थे। कुछ किस्में संघर्ष करती थीं और बहुत कम अनाज पैदा करती थीं, जबकि अन्य खराब मिट्टी के बावजूद आश्चर्यजनक रूप से अच्छी तरह से बढ़ जाती थीं। प्रयोगशाला के साफ पानी के साथ खेत की कीचड़ भरे परिणामों की तुलना करके, शोधकर्ता देख सके कि कौन से पौधे वास्तव में मजबूत थे और कौन से केवल भाग्यशाली थे। उन्होंने पाया कि सबसे सफल पौधे जरूरी नहीं कि भोजन की तलाश में लंबी मुख्य जड़ें विकसित करते थे। इसके बजाय, सहनशील किस्मों ने अपनी ऊर्जा अधिक पार्श्व जड़ों (side roots) को उगाने पर केंद्रित की, जिससे प्रभावी रूप से एक घना, झाड़ीदार नेटवर्क बन गया जो उपलब्ध पोषक तत्वों को पकड़ सके। इस रणनीति में बदलाव ने उन्हें फास्फोरस की कमी होने पर भी अपने विकास को बनाए रखने में मदद की।

इस पूरे डेटा को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने दो मुख्य गुणों के आधार पर पौधों को रैंक करने का एक तरीका बनाया: वे फास्फोरस की कमी के तनाव को कितनी अच्छी तरह सहन करते हैं, और वास्तव में विकास और वजन के मामले में उनका प्रदर्शन कैसा है। इसने उन्हें बीस लाइनों को चार अलग-अलग समूहों में वर्गीकृत करने की अनुमति दी। सबसे मूल्यवान समूह उन पौधों का था जो कठिन और उच्च-प्रदर्शन करने वाले दोनों थे। इनमें VL181019, VL20213, VL175994 और VL236956 जैसी किस्में शामिल थीं। इन पौधों ने कम-फास्फोरस वाले वातावरण के तनाव को संभालने और फिर भी अच्छी मात्रा में अनाज पैदा करने की उल्लेखनीय क्षमता दिखाई। दूसरी ओर, संवेदनशील और खराब प्रदर्शन करने वाले पौधों का समूह था, जैसे कि ZL22777, VL1885 और VL10913el। ये किस्में पोषक तत्वों की कमी का सामना नहीं कर सकीं, चाहे वे खेत में हों या प्रयोगशाला में।

इस अध्ययन को विशेष रूप से शक्तिशाली बनाने वाली बात दोनों परीक्षण विधियों के बीच का सामंजस्य था। जो पौधे नियंत्रित जल समाधानों में अच्छा प्रदर्शन करते थे, वे वास्तविक खेत में भी अच्छा प्रदर्शन करते थे, और जो प्रयोगशाला में विफल रहे, वे मिट्टी में भी विफल रहे। यह निरंतरता बताती है कि प्रयोगशाला विधि खेत में लगाने से पहले इन कठिन गुणों की जांच करने के लिए एक विश्वसनीय और लागत प्रभावी तरीका है। इसका अर्थ है कि ब्रीडर्स (breeders) इन बेहतरीन उम्मीदवारों की पहचान करके समय और संसाधनों की बचत कर सकते हैं। अध्ययन ने यह भी रेखांकित किया कि सफलता का बेहतर संकेतक जड़ की लंबाई के बजाय जड़ का वजन था। जो पौधे सबसे अच्छी तरह जीवित रहे, वे थे जिन्होंने अपनी जड़ प्रणालियों में अधिक द्रव्यमान डाला, यानी केवल गहराई तक जाने के बजाय उन्होंने अपने विस्तार को बढ़ाया।

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि ये विशिष्ट मक्का लाइनें भविष्य के लिए एक मूल्यवान आनुवंशिक संसाधन हैं। इन कठिन, उच्च-प्रदर्शन करने वाली किस्मों को नई फसलों के जनक के रूप में उपयोग करके, वैज्ञानिक ऐसी मक्का विकसित कर सकते हैं जिसे बढ़ने के लिए कम उर्वरक की आवश्यकता हो। यह दृष्टिकोण अम्लीय मिट्टी में टिकाऊ कृषि की ओर एक मार्ग प्रदान करता है, जो रासायनिक इनपुट की आवश्यकता को कम करते हुए खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करता है। अध्ययन ने यह दावा नहीं किया कि इसने हर जगह फास्फोरस की कमी की समस्या को हल कर दिया है, लेकिन इसने सही उपकरणों को खोजने के लिए एक स्पष्ट, प्रमाणित तरीका प्रदान किया है। पहचानी गई लाइनों को अब अगली पीढ़ी की लचीली मक्का तैयार करने के लिए प्रजनन कार्यक्रमों में उपयोग करने के लिए तैयार किया गया है, जो मिट्टी के पूर्ण न होने पर भी लोगों को खिलाने में सक्षम है।