સંશોધકોનો ઉદ્દેશ્ય છોડના મૂળ અને માટીના સૂક્ષ્મ જીવોના સહજીવનનો ઉપયોગ કરીને પર્યાવરણને અનુકૂળ ખેતી વિકસાવવાનો છે. (પ્રતિનિધિત્વાત્મક છબી સ્ત્રોત: પેક્સેલ્સ)
કૃષિમાં ક્રાંતિ લાવવાની સંભવિતતા સાથે એક ગ્રાઉન્ડબ્રેકિંગ જૈવિક પદ્ધતિનો પર્દાફાશ જ્હોન ઈન્સ સેન્ટરના સંશોધકો દ્વારા કરવામાં આવ્યો છે, જેની આગેવાની ડૉ. મેરિયમ ચારપેન્ટિયર છે. ટીમે શોધી કાઢ્યું કે કેવી રીતે છોડના મૂળ ફાયદાકારક માટી સૂક્ષ્મજીવાણુઓ માટે વધુ ગ્રહણશીલ બની શકે છે, જે ટકાઉ ખેતી માટે નવી નવી શક્યતાઓ પ્રદાન કરે છે. આ સૂક્ષ્મજીવાણુઓ, કુદરતી રીતે જમીનમાં જોવા મળે છે, તે છોડના સ્વાસ્થ્ય અને પોષક તત્ત્વોના શોષણમાં સુધારો કરવા માટે નિર્ણાયક છે. આ શોધ માત્ર ઉન્નત પાકની વૃદ્ધિ માટેનો માર્ગ મોકળો કરે છે પરંતુ પર્યાવરણ માટે હાનિકારક રાસાયણિક ખાતરો પર નિર્ભરતા ઘટાડવાનો માર્ગ પણ પૂરો પાડે છે.
આધુનિક કૃષિ પદ્ધતિઓ પાકની ઉપજ વધારવા માટે નાઈટ્રેટ અને ફોસ્ફેટ આધારિત ઉત્પાદનો જેવા કૃત્રિમ ખાતરો પર ભારે આધાર રાખે છે. જ્યારે આ ખાતરો વૈશ્વિક ખાદ્ય ઉત્પાદનને ટેકો આપવા માટે નિમિત્ત બન્યા છે, તેમના વધુ પડતા ઉપયોગથી ગંભીર પર્યાવરણીય પડકારો ઉભા થયા છે, જેમાં જમીનની અધોગતિ, જળ પ્રદૂષણ અને ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઉત્સર્જનનો સમાવેશ થાય છે.
છોડના મૂળ અને માટીના સૂક્ષ્મજીવાણુઓ વચ્ચેના કુદરતી સહજીવન સંબંધોનો ઉપયોગ કરીને, સંશોધકોનો ઉદ્દેશ્ય એવી ખેતી પદ્ધતિઓ વિકસાવવાનો છે જે પર્યાવરણને અનુકૂળ અને આર્થિક રીતે સધ્ધર હોય. આ અભિગમ પાકની ઉત્પાદકતા જાળવી રાખતી વખતે અથવા તેમાં સુધારો કરતી વખતે કૃત્રિમ ખાતરો પરની અવલંબન ઘટાડી શકે છે.
ઉન્નત રુટ એન્ડોસિમ્બાયોસિસ પર મુખ્ય તારણો
સંશોધનમાં લીગ્યુમ મેડિકાગો ટ્રંકાટુલામાં ચોક્કસ જનીન પરિવર્તનની ઓળખ કરવામાં આવી હતી જે છોડની સિગ્નલિંગ મિકેનિઝમ્સમાં ફેરફાર કરે છે, નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયા, જેમ કે રાઇઝોબિયા અને આર્બસ્ક્યુલર માયકોરિઝા ફૂગ (એએમએફ) સાથે તેના જોડાણને મજબૂત બનાવે છે. આ સૂક્ષ્મજીવાણુઓ છોડને અનુક્રમે નાઈટ્રોજન અને ફોસ્ફરસ પૂરા પાડવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. આ પ્રકારનો સંબંધ, જેને એન્ડોસિમ્બાયોસિસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે છોડને શર્કરાના બદલામાં જમીનમાંથી પોષક તત્વો કાઢવા સક્ષમ બનાવે છે.
એન્ડોસિમ્બાયોસિસ સાથેનો એક પડકાર પોષક-નબળી જમીન માટે તેની પ્રાધાન્યતા છે, જે સઘન ખેતીની લાક્ષણિક પોષક-સમૃદ્ધ પરિસ્થિતિઓ સાથે વિરોધાભાસી છે. જો કે, પ્રયોગો દર્શાવે છે કે ઓળખાયેલ જનીન પરિવર્તન, જે કેલ્શિયમ સિગ્નલિંગને અસર કરે છે, તે ખેતીની પરિસ્થિતિઓમાં પણ આ ભાગીદારીને પ્રોત્સાહન આપે છે.
સંશોધકોએ એ પણ દર્શાવ્યું હતું કે આ આનુવંશિક ફેરફાર ઘઉંમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ વસાહતીકરણને વધારે છે, જે મુખ્ય પાક છે, ખેતરની પરિસ્થિતિમાં. આ તારણો નેચર જર્નલમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યા હતા અને અનાજ અને કઠોળ જેવા વ્યાપકપણે ઉગાડવામાં આવતા પાકોમાં ખાતરનો ઉપયોગ ઘટાડવા માટે ઉન્નત એન્ડોસિમ્બાયોટિક સંબંધો લાગુ કરવાની દિશામાં એક મહત્વપૂર્ણ પગલું ચિહ્નિત કરે છે.
કૃષિ માટે વ્યાપક અસરો
તારણો ટકાઉ કૃષિ માટે દૂરગામી અસરો ધરાવે છે. વ્યવહારિક ખેતીની પરિસ્થિતિઓમાં એન્ડોસિમ્બાયોસિસને વધારવાની પરિવર્તનની ક્ષમતા, અકાર્બનિક ખાતરો પર ઓછી નિર્ભરતા સાથે ઇકો-ફ્રેન્ડલી પાક ઉત્પાદન તરફ આશાસ્પદ માર્ગ પ્રદાન કરે છે.
કેલ્શિયમ સિગ્નલિંગ એ એન્ડોસિમ્બાયોસિસને પ્રોત્સાહન આપવા માટે જરૂરી સંયોજનો ફ્લેવોનોઈડના ઉત્પાદનને કેવી રીતે નિયંત્રિત કરે છે તેના પર પ્રકાશ ફેંકીને આ અભ્યાસ વ્યાપક વૈજ્ઞાનિક સમજણમાં પણ ફાળો આપે છે. આ શોધ વૈશ્વિક પડકારોને સંબોધવા માટે મૂળભૂત સંશોધનના મહત્વને રેખાંકિત કરે છે.
ટકાઉ પાક ઉત્પાદન તરફ
રુટ એન્ડોસિમ્બાયોસિસ માત્ર પોષક તત્ત્વોના શોષણમાં વધારો કરે છે પરંતુ છોડમાં તણાવની સ્થિતિસ્થાપકતા પણ વધારે છે. રોગ પ્રતિકાર, આબોહવા અનુકૂલનક્ષમતા અને સુધારેલ પોષક તત્વોને એકીકૃત કરીને, ખેડૂતો પર્યાવરણીય અને નાણાકીય ખર્ચ ઘટાડીને ઉચ્ચ ઉપજ હાંસલ કરી શકે છે. ખેતીને ટકાઉ પ્રણાલીઓ અપનાવવા માટે વધતા દબાણનો સામનો કરવો પડે છે, આ આનુવંશિક ઉન્નતિ જેવી નવીનતાઓ હરિયાળી અને વધુ કાર્યક્ષમ ખાદ્ય ઉત્પાદન પ્રણાલીઓ તરફ યોગ્ય સંક્રમણ પ્રદાન કરે છે.
(સ્રોત: જ્હોન ઈન્સ સેન્ટર ખાતે ડો. મેરિયમ ચાર્પેન્ટિયર અને તેમની ટીમ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલ સંશોધન, નેચરમાં પ્રકાશિત)
પ્રથમ પ્રકાશિત: 16 જાન્યુઆરી 2025, 08:31 IST