Delayed seed germination and inhibited shoot emergence in glutinous corn (Zea mays L.) due to induced drought stress

फिलीपींस के खेतों में, मक्का केवल एक फसल नहीं है; यह उन किसानों के लिए एक जीवन रेखा है जो भोजन, पशु आहार और आय के लिए इस पर निर्भर हैं। अक्सर चावल की कटाई के बाद बोया जाने वाला मक्का एक गंभीर चुनौती का सामना करता है: शुष्क मौसम। जब मिट्टी में पर्याप्त नमी की कमी होती है, तो बीज अपनी सुप्त अवस्था से जागने के लिए संघर्ष करते हैं। पानी की यह कमी उन आंतरिक रासायनिक प्रक्रियाओं को धीमा कर देती है जो बीज को अंकुरित होने में मदद करती हैं, जिससे अक्सर उस नन्ही जड़ और अंकुर के निकलने में देरी हो जाती है जिसे मिट्टी से बाहर धकेलना होता है। यदि बीज खुद को जल्दी स्थापित नहीं कर पाता है, तो पूरी फसल प्रभावित होती है, जिससे किसानों की पैदावार खराब हो जाती है। इससे निपटने के लिए, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से बीजों को एक शुरुआती बढ़त देने के तरीके खोजे हैं। ऐसा ही एक तरीका है 'सीड प्राइमिंग' (seed priming), एक ऐसी तकनीक जहाँ बीजों को बुवाई से पहले एक निश्चित समय के लिए पानी या किसी विशेष घोल में भिगोया जाता है। यह प्रक्रिया बीज की आंतरिक मशीनरी को पूरी तरह से अंकुरित किए बिना ही जगा देती है, ताकि जब इसे अंततः बोया जाए, तो यह तेजी से और मजबूती से बढ़ सके, भले ही मिट्टी सूखी हो।

मैरिएनो मार्कोस स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने हाल ही में ग्लूटेनस कॉर्न (glutinous corn), जो इस क्षेत्र में लोकप्रिय एक विशिष्ट किस्म है, के साथ इस विचार का परीक्षण किया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या बीजों को पानी या हल्के नमक के घोल में भिगोने से उन्हें कृत्रिम सूखे की स्थिति में जीवित रहने में मदद मिल सकती है। टीम ने स्वस्थ, एक समान बीजों को लिया और उन्हें विभिन्न समूहों में विभाजित किया। कुछ को नियंत्रण (control) के रूप में सूखा छोड़ दिया गया, जबकि अन्य को सादे पानी में भिगोया गया, जिसे हाइड्रोप्राइमिंग (hydropriming) कहा जाता है। एक अन्य समूह को पोटेशियम नाइट्रेट के घोल में भिगोया गया, जो एक रासायनिक यौगिक है जिसका उपयोग अक्सर पौधों को बढ़ने में मदद करने के लिए किया जाता है। प्रत्येक समूह को अलग-अलग समय के लिए भिगोया गया: आठ घंटे, बारह घंटे और चौबीस घंटे। भिगोने के बाद, बीजों को उनकी मूल अवस्था में वापस सुखाया गया और फिर बक्सों में बोया गया। सूखे की नकल करने के लिए, कुछ बक्सों को ऐसे पदार्थ से उपचारित किया गया जिसने मिट्टी में पानी को बीजों द्वारा सोखना कठिन बना दिया, जिससे कम पानी वाला वातावरण बन गया, जबकि अन्य बक्सों को सामान्य पानी दिया गया ताकि तुलना की जा सके।

परिणामों ने एक स्पष्ट तस्वीर पेश की कि ये बीज तनाव के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं और प्राइमिंग कैसे मदद कर सकती है। जब बीजों का सामना शुष्क स्थितियों से हुआ, तो वे गीले बक्सों की तुलना में अंकुरित होने में अधिक समय लेते हैं, चाहे उन्हें पहले भिगोया गया हो या नहीं। सूखे के तनाव ने सब कुछ धीमा कर दिया, जिससे पौधों के सतह पर आने में देरी हुई। हालांकि, भिगोने वाले उपचारों ने उन बीजों की गुणवत्ता में अंतर दिखाया जो वास्तव में विकसित हुए। प्राइमिंग किए गए बीज बिना भिगोए गए बीजों की तुलना में सूखे के दौर में जीवित रहने में बेहतर थे, जिससे पता चला कि पूर्व-उपचार ने उन्हें पानी की कमी से निपटने में मदद की। दिलचस्प बात यह है कि हालांकि भिगोने से बीजों को शुरुआत करने में मदद मिली, लेकिन इसने सूखे की स्थिति में अंकुरण की प्रक्रिया को तेज नहीं किया; बीजों को आदर्श स्थितियों की तुलना में अंकुरित होने में अभी भी अधिक समय लगा।

सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्ष तब सामने आए जब युवा पौधे अंकुरित होने के बाद बढ़े। शुष्क स्थितियों ने तनों (shoots), यानी आकाश की ओर बढ़ने वाले हरे हिस्सों, के विकास को बाधित किया। गीली स्थितियों में, पोटेशियम नाइट्रेट के घोल में आठ घंटे तक बीजों को भिगोने से सबसे लंबे तने प्राप्त हुए। लेकिन जब पानी की कमी थी, तो चाहे कोई भी उपचार किया गया हो, तने छोटे ही रहे। जड़ों की कहानी अलग थी। गीले वातावरण में, बीजों को बारह घंटे तक सादे पानी में भिगोने से सबसे लंबी जड़ें प्राप्त हुईं। हालांकि, सूखे के तनाव के तहत, अधिकांश बीजों की जड़ें छोटी और संख्या में कम थीं। इसमें एक उल्लेखनीय अपवाद था: पोटेशियम नाइट्रेट के घोल में केवल आठ घंटे तक भिगोए गए बीजों ने अन्य सभी समूहों की तुलना में लंबी जड़ें विकसित कीं, यहाँ तक कि सूखी मिट्टी में भी। यह सुझाव देता है कि इस विशिष्ट उपचार ने पौधे को उपलब्ध सीमित पानी तक गहराई तक पहुँचने में मदद की।

शोधकर्ताओं ने यह भी गिना कि छोटे पौधों ने कितनी पार्श्व जड़ें (side-roots) बनाईं। सामान्य परिस्थितियों में, भीगे हुए बीजों ने बिना भीगे हुए बीजों की तुलना में बहुत अधिक पार्श्व जड़ें विकसित कीं, जिससे पोषक तत्वों को इकट्ठा करने के लिए एक घना नेटवर्क बना। लेकिन सूखे वाले बक्सों में, इन जड़ों की संख्या नाटकीय रूप रूप से गिर गई, और भिगोने वाले उपचार भी इस नुकसान को पूरी तरह से रोकने में सक्षम नहीं थे। इसके बावजूद, प्राइम किए गए समूहों में पौधों का समग्र स्वास्थ्य बेहतर था। टीम ने एक "विगर इंडेक्स" (vigor index) मापा, जो यह देखने का एक तरीका है कि बीज कितनी अच्छी तरह अंकुरित हुए और परिणामस्वरूप पौधे कितने बड़े और भारी थे। सामान्य परिस्थितियों में, बारह घंटे तक सादे पानी में भीगे हुए बीजों ने सबसे अधिक विगरस (vigorous) पौधे पैदा किए, जो लंबाई और वजन दोनों में मजबूत विकास दिखाते हैं। शुष्क परिस्थितियों में, आठ घंटे के पोटेशियम नाइट्रेट भिगोने ने सबसे लंबी जड़ें पैदा करने में मदद की, जबकि बारह घंटे के पानी या नमक के घोल के भिगोने से सबसे मजबूत समग्र पौधे प्राप्त हुए।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि सूखा तनाव अनिवार्य रूप से मक्का के अंकुरण को धीमा करता है और विकास को सीमित करता है, लेकिन सीड प्राइमिंग परिणामों को सुधारने का एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करती है। किसानों को जटिल रसायनों और सरल पानी के बीच चयन करने की आवश्यकता नहीं है; दोनों विधियों ने आशा दिखाई। पोटेशियम नाइट्रेट का घोल विशेष रूप रूप से पानी की कमी होने पर जड़ों को लंबा करने में प्रभावी था, जबकि सादा पानी का घोल सामान्य रूप से मजबूत, विगरस पौधे पैदा करने के लिए उत्कृष्ट था। चूंकि सादा पानी मुफ्त और आसानी से उपलब्ध है, इसलिए शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि हाइड्रोप्राइमिंग किसानों के लिए सबसे व्यावहारिक विकल्प है। बीजों को सही समय के लिए भिगोकर, किसान अपनी मक्का को स्थापित होने और उन सूखे के दौर में जीवित रहने का बेहतर अवसर दे सकते हैं जो उनकी फसलों के लिए खतरा बने रहते हैं।