दुनिया भर में गेहूं की खेती नाइट्रोजन प्रदूषण का एक प्रमुख स्रोत है। मिट्टी में नाइट्रेट के तेजी से उत्पन्न होने से नाइट्रोजन का रिसाव होता है जो पारिस्थितिकी तंत्र और मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाता है। लेकिन वैज्ञानिकों ने अब एक ऐसी तरकीब निकाली है जिससे खाद के रूप में नाइट्रोजन का कम से कम उपयोग होगा और गेहूं की पैदावार भी बढ़ेगी।
अंतरराष्ट्रीय शोधकर्ताओं ने गेहूं की अनोखी किस्मों को जंगली घास के गुणसूत्र की खोज कर उसमें बदल दिया है। घास की ये जड़ें नाइट्रोजन को प्राकृतिक तरीके से सोख लेती हैं जिसे नाइट्रीकरण या नाइट्रिफिकेशन कहते हैं। यह तरीका गेहूं की फसल में होने वाले भारी उर्वरक के उपयोग को कम करने में मदद कर सकता है। साथ ही फसल द्वारा नाइट्रोजन के रिसाव को पानी के स्रोत और वायु में इसके उत्सर्जन को कम करने का एक बहुत अच्छा तरीका है। यह उत्पादकता और अनाज की गुणवत्ता को बनाए रखने या बढ़ाने में अहम भूमिका निभा सकता है।
जापान इंटरनेशनल रिसर्च सेंटर फॉर एग्रीकल्चरल साइंसेज के शोधकर्ता सुब्बाराव ने कहा कि जैविक नाइट्रिफिकेशन अवरोध (बीएनआई) विशेषता से गेहूं की अच्छी किस्में उगाई जा सकती हैं और जहां नाइट्रोजन की कमी है उस मिट्टी में भी पैदावार बढ़ सकती है।
सुब्बाराव ने कहा कि जैविक नाइट्रिफिकेशन अवरोध (बीएनआई) आधारित गेहूं की किस्मों का उपयोग, गेहूं के खेतों के लिए नाइट्रोजन पोषक तत्वों की मात्रा को संतुलित करने और उत्पादक को बढ़ाने के रास्ते खोलता है। वर्तमान में नाइट्रोजन का बहुत अधिक प्रयोग किया जा रहा है जिससे सिंथेटिक उर्वरक बढ़ रहे हैं जो पर्यावरण को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
दुनिया भर में सबसे अधिक उगाई जाने वाली खाद्य फसल, गेहूं की खपत 89 देशों में 250 करोड़ से अधिक लोग करते हैं। दुनिया के नाइट्रोजन आधारित उर्वरक का लगभग पांचवां हिस्सा हर साल गेहूं उगाने में किया जाता है। जबकि अन्य प्रमुख अनाजों, सब्जियों और फलों की तरह, फसल में नाइट्रोजन का उपयोग आधे से भी कम होता है।
शेष नाइट्रोजन का अधिकांश हिस्सा या तो बह जाता है या नाइट्रेट के साथ भूजल को दूषित करता है। यह झीलों और समुद्रों में शैवाल के खिलने में योगदान देता है या वातावरण में मिल जाता है। नाइट्रस ऑक्साइड के रूप में, कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 300 गुना अधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है।
अध्ययन करने वाली टीम ने पहली बार बारहमासी घास की प्रजातियों लेमस रेसमोसस में मजबूत बीएनआई क्षमता से जुड़े गुणसूत्र की खोज की और इसे "व्यापक क्रॉसिंग" तकनीकों का उपयोग करके, वसंत में, एक गेहूं की खेती जो अक्सर आनुवंशिक में उपयोग की जाती है।
घास के माध्यम से उन्होंने बीएनआई गुणसूत्र अनुक्रम को कई अनूठी किस्मों, अधिक उपज वाली गेहूं की किस्मों में बदल दिया है, जिससे उनकी बीएनआई क्षमता लगभग दोगुनी हो गई। जैसा कि उनकी जड़ों के पास की मिट्टी के प्रयोगशाला विश्लेषण से पता चला है। यह शोध प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल अकादमी ऑफ साइंसेज प्रकाशित हुआ है।
अंतर्राष्ट्रीय मक्का और गेहूं सुधार केंद्र (सीआईएमएमवाईटी) के अध्ययनकर्ता हेंस कारवत ने कहा कि गेहूं की अनूठी किस्में जिसमें बीआईएन विशेषता क्रॉस-ब्रीड थी। इसने मिट्टी के सूक्ष्म जीवों की क्रिया को बहुत कम कर दिया जो आमतौर पर उर्वरक और कार्बनिक नाइट्रोजन पदार्थों को पारिस्थितिक रूप से हानिकारक यौगिकों जैसे नाइट्रस में ऑक्साइड गैस में परिवर्तित करते हैं।
कारवत ने कहा कि मिट्टी में किए गए बदलाव नाइट्रोजन चक्र पौधों के चयापचय में भी दिखता है। जिसके परिणामस्वरूप कई प्रतिक्रियाएं पौधों में अधिक संतुलित नाइट्रोजन होने के बारे में बताते हैं। वैज्ञानिकों ने कहा कि इस अध्ययन में बीएनआई से गेहूं में किए गए बदलाव ने भी अधिक समग्र बायोमास और अनाज उपज में बढ़ोतरी देखी गई। इससे अनाज के प्रोटीन के स्तर या रोटी बनाने की गुणवत्ता पर कोई बुरा प्रभाव भी नहीं पड़ा।
अध्ययनकर्ता मासाहिरो किशी ने कहा कि यह किसानों को फसलों के लिए कम उर्वरक का उपयोग करके, नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने वाले भविष्य में गेहूं उगाने के नए तरीके की राह दिखलाता है। अगर हम नए बीएनआई स्रोत ढूंढ सकते हैं, तो हम गेहूं के दूसरी किस्म विकसित कर सकते हैं। इन अनूठे किस्मों के उत्पादन के लिए कम उर्वरक की आवश्यकता होती है और जो नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन को बेहतर ढंग से रोकते हैं।
सुब्बाराव और प्रिंसटन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक टिमोथी डी. सर्चिंगर द्वारा प्रकाशित अध्ययन में बीएनआई का उल्लेख एक ऐसी तकनीक के रूप में किया गया है जो कम रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील यौगिक अमोनियम सहित नाइट्रोजन स्रोतों के अधिक मिश्रण वाली मिट्टी को बढ़ावा देने में मदद कर सकती है। एक ऐसी स्थिति है जो फसल की पैदावार बढ़ा सकती है और नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन को भी कम कर सकती हैं।
ग्लोबल वार्मिंग को धीमा करने में मदद मिलेगी
वर्तमान अध्ययन उसी तरह का है जैसे जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल (आईपीसीसी) ने अपनी छठी आकलन रिपोर्ट जारी की है, जिसमें अन्य बातों के अलावा कहा गया है कि मानवजनित ग्लोबल वार्मिंग को सीमित करना, कुल सीओ 2 उत्सर्जन को सीमित करने की आवश्यकता है।
दुनिया भर में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 30 फीसदी कृषि से होता है। बीएनआई आधारित गेहूं की किस्में उस पदचिह्न को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं। सुब्बाराव के अनुसार, गेहूं उगाने वाले देश जो पेरिस जलवायु समझौते के लिए प्रतिबद्ध हैं, जिनके प्रावधानों में 2050 तक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 30 फीसदी कम करना शामिल है, वे चीन और भारत के साथ-साथ दुनिया के शीर्ष दो गेहूं उत्पादकों के साथ मिलकर बीएनआई तकनीक को अपना सकते हैं।
सुब्बाराव ने कहा कि इस काम ने बीएनआई नियंत्रित गुणसूत्रों को आधुनिक गेहूं में उनकी पैदावार या गुणवत्ता को बाधित किए बिना पेश किया है। तकनीक की पूरी क्षमता का एहसास करने के लिए, हमें बीएनआई आधारित तकनीक को अलग-अलग तरीके से अनुकूलित कई विशिष्ट किस्मों में डालने की आवश्यकता है। गेहूं उगाने वाले क्षेत्रों में, कई खेतों, मिट्टी के पीएच और पानी के उपयोग के विभिन्न स्तरों के साथ उनकी उपज का आकलन करने के लिए किया गया।
बीएनआई का उपयोग करके भारत के गंगा के मैदानों में नाइट्रोजन दक्ष गेहूं उत्पादन प्रणाली स्थापित करने की एक परियोजना को हाल ही में जापान द्वारा स्वीकृत किया गया है और जेआईआरसीएएस, भारतीय कृषि अनुसंधान परिषद (आईसीएआर) और बोरलॉग संस्थान के सहयोग से चल रहा है। दक्षिण एशिया (बीसा) परियोजना के तहत, जेआईआरसीएएस-सीआईएमएमवाईटी साझेदारी से विकसित बीएनआई आधारित गेहूं का परीक्षण भारत में किया जाएगा और बीएनआई विशेषता को लोकप्रिय राष्ट्रीय गेहूं किस्मों में बदल दिया जाएगा।
जेआईआरसीएएस के अध्यक्ष ओसामु कोयामा ने कहा कि बीएनआई-तकनीक को ग्रीन टेक्नोलॉजी में भी समाहित गया है, जो एक शून्य-कार्बन अर्थव्यवस्था की ओर बढ़ने के लिए जापानी सरकार की एक नीति दस्तावेज है। सीआईएमवाईटी के महानिदेशक ब्रैम गोवार्ट्स ने कहा कि बीएनआई आधारित खाद्य संबंधी समस्याओं से निपटने में मदद करते हैं।