High temperature during anthesis affects the salinity tolerance of quinoa under field conditions

मध्य पूर्व और मध्य एशिया के शुष्क परिदृश्यों में, जहाँ मिट्टी अक्सर नमकीन होती है और हवा शुष्क होती है, किसानों के सामने एक कठिन विकल्प होता है: या तो भोजन उगाएं या भूमि को परती छोड़ दें। दशकों से, दुनिया अपनी आबादी को खिलाने के लिए गेहूं और चावल जैसी कुछ चुनिकृत मुख्य फसलों पर निर्भर रही है, लेकिन ये पौधे नाजुक होते हैं जब जमीन नमकीन हो या हवा बहुत गर्म हो। जैसे-जैसे जलवायु बदल रही है और तापमान बढ़ रहा है, एक लचीले विकल्प की खोज एंडीज के एक साधारण बीज की ओर मुड़ गई है: क्विनोआ (quinoa)। यह पौधा न केवल प्रोटीन और पोषक तत्वों का स्रोत है; यह एक उत्तरजीवी है। यह उन कठोर परिस्थितियों में भी फलता-फूलता है जहाँ अन्य फसलें विफल हो जाती हैं, और ऐसी नमकीन मिट्टी को सहन कर लेता है जो गेहूं के खेत को नष्ट कर सकती है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि क्विनोआ नमक को झेल सकता है, लेकिन वे यह सटीक रूप से अनुमान लगाने में संघर्ष करते रहे हैं कि वास्तविक दुनिया में यह कितना सहन कर सकता है, विशेष रूप से तब जब मौसम इसके विरुद्ध हो जाए। प्रश्न अब केवल यह नहीं है कि क्या क्विनोआ नमकीन मिट्टी में उग सकता है, बल्कि यह है कि क्या यह नमक और अत्यधिक गर्मी की दोहरी मार को झेल सकता है, जो एक ऐसा संयोजन है जो उन क्षेत्रों में तेजी से आम होता जा रहा है जहाँ इस फसल की सबसे अधिक आवश्यकता है।

इसका उत्तर देने के लिए, ईरान के शोधकर्ताओं ने दो लगातार वर्षों में वास्तविक खेत की स्थितियों के तहत पांच अलग-अलग किस्मों के क्विनोआ का परीक्षण करने का निर्णय लिया। उन्होंने मध्य पठार के रेतीली-दोमट मिट्टी में बीज बोए, जो अपने चुनौतीपूर्ण जलवायु के लिए जाना जाता है। टीम ने एक नियंत्रित वातावरण बनाया जहाँ वे सिंचाई के लिए उपयोग किए जाने वाले पानी के खारेपन को नियंत्रित कर सकते थे, जिसमें ताजे पानी से लेकर समुद्र के पानी जितने खारे पानी तक के स्तर का परीक्षण किया गया। उन्होंने पौधों को दो पूर्ण मौसमों, 2017 और 2018 के दौरान उगाया, ताकि यह देखा जा सके कि फसलें कैसा प्रदर्शन करती हैं। पहला वर्ष अपेक्षाकृत मध्यम था, लेकिन दूसरे वर्ष ने एक आश्चर्य दिया: पौधों के सबसे महत्वपूर्ण समय के दौरान तीव्र गर्मी का दौर आया, जब वे फूल रहे थे और अपने बीजों में अनाज भर रहे थे। इस प्राकृतिक भिन्नता ने वैज्ञानिकों को यह तुलना करने की अनुमति दी कि सामान्य वर्ष बनाम भीषण गर्मी वाले वर्ष में एक ही पौधे ने नमक के प्रति कैसी प्रतिक्रिया दी।

परिणामों ने पौधे की सीमाओं की एक स्पष्ट तस्वीर पेश की। 2017 के ठंडे वर्ष में, क्विनोआ ने अच्छा प्रदर्शन किया, मध्यम नमकीन मिट्टी में भी एक स्वस्थ फसल दी। पौधे लंबे हुए, उनके बीज भारी थे, और उन्होंने अनाज की पर्याप्त मात्रा पैदा की। हालाँकि, कहानी 2018 में नाटकीय रूप से बदल गई। जब फूलों के चरण के दौरान उच्च तापमान ने दस्तक दी, तो पौधों की बीज उत्पादन की क्षमता ढह गई। औसत बीज उपज पहले वर्ष के लगभग 400 ग्राम प्रति वर्ग मीटर से गिरकर दूसरे वर्ष में 76 ग्राम प्रति वर्ग मीटर से भी कम रह गई। गर्मी ने न केवल अनाज की मात्रा को कम किया; इसने पौधे की प्राथमिकताओं को भी बदल दिया। बीज बनाने में ऊर्जा लगाने के बजाय, पौधों ने पत्तियों और तनों को उगाने पर ध्यान केंद्रित किया, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक भूसा मिला लेकिन बहुत कम फसल। जो बीज बने, वे छोटे और हल्के थे, और पौधे मिट्टी में नमक के प्रति बहुत अधिक संवेदनशील हो गए।

शोधकर्ताओं ने पाया कि गर्मी के तनाव ने मौलिक रूप से इस बात को बदल दिया कि क्विनोआ नमक को कैसे संभालता है। ठंडे वर्ष में, पौधे उच्च स्तर की लवणता को सहन कर सकते थे, जिसमें कुछ किस्में काफी नमकीन मिट्टी में भी अच्छा उत्पादन करती थीं। लेकिन जब गर्मी आई, तो पौधों की सहनशीलता की गतिशीलता बदल गई। वह सीमा मान (threshold value) जिस पर उपज घटने लगती है, गर्मी के तनाव के तहत मिश्रित परिणाम दिखा रहा था; 'सदोक' (Sadoq) जैसी कुछ किस्मों के लिए यह सीमा बढ़ गई, जबकि 'NSRCQE' जैसी अन्य किस्मों के लिए यह घट गई। हालाँकि, उपज में गिरावट का ढलान (slope) सभी के लिए बहुत तीव्र हो गया; नमक की प्रत्येक अतिरिक्त इकाई के लिए, ठंडे वर्ष की तुलना में गर्म वर्ष में उपज बहुत तेजी से गिरी। अनिवार्य रूप रूप से, जबकि तनाव का शुरुआती बिंदु किस्मों के अनुसार भिन्न था, एक बार वह बिंदु प्राप्त होने के बाद नमक द्वारा पहुँचाई गई क्षति कहीं अधिक गंभीर हो गई, जिससे पौधे समग्र रूप से अधिक नाजुक हो गए। अध्ययन ने दिखाया कि गर्मी के तनाव, विशेष रूप से फूलों के आने और बीज भरने की अवधि के दौरान, नमक के प्रति क्विनोआ की संवेदनशीलता काफी बढ़ गई।

प्रयोग ने यह भी रेखांकित किया कि सभी क्विनोआ किस्में एक समान नहीं हैं। 'सदोक' जैसी कुछ रेखाओं ने दोनों वर्षों में बीज उत्पादन की उच्च क्षमता दिखाई, हालांकि इस लचीली किस्म को भी गर्म वर्ष के दौरान उपज में भारी गिरावट का सामना करना पड़ा। अन्य किस्में कम सुसंगत थीं, जिनमें से कुछ एक वर्ष में अच्छा प्रदर्शन करती थीं और अगले वर्ष खराब। शोधकर्ताओं ने देखा कि बड़े बीज बनाने की क्षमता गर्मी के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील थी, जिसमें गर्म वर्ष में बड़े बीजों का प्रतिशत लगभग एक चौथाई तक गिर गया। यह असंगति बताती है कि केवल नमकीन क्षेत्रों में क्विनोआ लगाना एक गारंटीकृत समाधान नहीं है। बुवाई का समय और बीज की विशिष्ट आनुवंशिक संरचना मिट्टी की स्थितियों जितनी ही महत्वपूर्ण है।

निष्कर्ष एक गर्म होती दुनिया में कृषि के लिए एक गंभीर सबक प्रदान करते हैं। हालांकि क्विनोआ नमकीन मिट्टी के लिए एक आशाजनक फसल बना हुआ है, लेकिन इसकी सफलता पूर्ण नहीं है। यह कोई जादुई समाधान नहीं है जो मौसम की अनदेखी कर सके। अध्ययन दर्शाता है कि फूलों के चरण के दौरान उच्च तापमान पौधों की प्रजनन प्रक्रिया को बाधित कर सकता है, जिससे बीज गिरने लगते हैं या बहुत छोटे, हल्के बीज बनते हैं। यह व्यवधान इसलिए होता है क्योंकि गर्मी परागण (pollination) में हस्तक्षेप करती है, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जो विशिष्ट तापमान सीमा पर निर्भर करती है। जब हवा बहुत गर्म होती है, तो पौधे की धूप और पोषक तत्वों को अनाज में बदलने की क्षमता बाधित हो जाती है, और मिट्टी में मौजूद नमक एक बहुत अधिक हानिकारक कारक बन जाता है। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि इन कठोर वातावरणों में क्वइनोआ को एक विश्वसनीय खाद्य स्रोत बनाने के लिए, किसानों और प्रजनकों को ऐसी किस्मों के चयन पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए जो फूलों के समय गर्मी के प्रति कम संवेदनशील हों और बुवाई की तारीखों को मौसम के सबसे गर्म हिस्सों से बचने के लिए समायोजित करना चाहिए। इन समायोजनों के बिना, इन क्षेत्रों में जहाँ इसकी सबसे अधिक आवश्यकता है, क्विनोआ के एक जलवायु-लचीली फसल के रूप में उभरने का वादा अधूरा रह सकता है।