آرہس یونیورسٹی کے محققین نے گندم کی جڑوں میں قدرتی طور پر پائے جانے والے سات مرکبات کی نشاندہی کی ہے جو مٹی کو نائٹریفائی کرنے والے بیکٹیریا کو مصنوعی نائٹریفیکیشن روکنے والوں کی طرح مضبوطی سے دباتے ہیں، جس سے گندم کی ان اقسام کی طرف افزائش کا ایک ممکنہ راستہ کھلتا ہے جو اضافی کیمیائی آدانوں یا پیداوار کی قربانی کی ضرورت کے بغیر زیادہ لاگو نائٹروجن کو برقرار رکھتی ہیں۔
نائٹروجن کا مسئلہ زراعت کو درپیش ہے۔
کھاد کے طور پر استعمال ہونے والی نصف سے بھی کم نائٹروجن درحقیقت فصلوں کے ذریعے لی جاتی ہے، بقیہ پانی کے راستے یا گیسوں کے اخراج کے ذریعے فضا میں نائٹرس آکسائیڈ، ایک طاقتور گرین ہاؤس گیس کے طور پر ضائع ہو جاتی ہے۔ کئی دہائیوں سے بنیادی ردعمل اطلاق کی شرحوں اور مصنوعی نائٹریفیکیشن روکنے والوں پر ریگولیٹری حدود رہا ہے، ایسے کیمیکل جو امونیم کے مائکروبیل کو نائٹریٹ میں تبدیل کرتے ہیں لیکن مہنگے ہوتے ہیں، بار بار استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، اور مٹی کے غیر ہدف والے حیاتیات کو متاثر کر سکتے ہیں۔
پوسٹ ڈاکٹرل محقق پورن کمار کھتری کی سربراہی میں آرہس ٹیم نے اس بات کی تحقیق کی کہ آیا گندم خود اس فعل کا کوئی ورژن حیاتیاتی طور پر انجام دے سکتی ہے۔ ان کا کام حیاتیاتی نائٹریفیکیشن کی روک تھام پر مرکوز ہے، ایک ایسا عمل جس میں پودوں کی جڑیں قدرتی مرکبات کو خارج کرتی ہیں جو امونیم کو زیادہ لیچنگ-نائٹریٹ کی شکل میں تبدیل کرنے کے لیے ذمہ دار نائٹریفائینگ جرثوموں کو دباتی ہیں۔
بینزوکسازینائڈز کیا ہیں؟
Benzoxazinoids ثانوی میٹابولائٹس ہیں جو قدرتی طور پر گندم، مکئی اور رائی سمیت اناج کی فصلوں کے ذریعہ تیار کی جاتی ہیں، روایتی طور پر کیڑوں، ماتمی لباس اور نیماٹوڈس کے خلاف پودوں کے دفاع میں ان کے کردار کے لیے مطالعہ کیا جاتا ہے۔ آرہس کے محققین نے نائٹروسوموناس یوروپیا، ایک ماڈل نائٹریفائنگ بیکٹیریم کے ساتھ بایولومینیسینس پرکھ کا استعمال کرتے ہوئے 18 مختلف بینزوکسازینوئڈ مرکبات کی جانچ کی، اور سات - پائے جن میں BOA، MBOA، DIBOA اور DIMBOA - شامل ہیں جو نسبتاً کم سننٹ کو مضبوطی سے دبانے کے قابل ہیں۔ چونکہ یہ مرکبات بیرونی طور پر لاگو کرنے کے بجائے خود پلانٹ کے ذریعہ تیار اور جاری کیے جاتے ہیں، یہ مصنوعی روکنے والوں کے مقابلے میں بنیادی طور پر مختلف ترسیل کا طریقہ کار پیش کرتے ہیں: مسلسل، مقامی طور پر اخراج بالکل کہاں اور جب پودے کو دستیاب نائٹروجن کی حفاظت کی ضرورت ہوتی ہے۔
انجینئرڈ گندم کی لائنیں ظاہر کرتی ہیں کہ اثر کو بڑھایا جا سکتا ہے۔
اس تحقیق میں گندم کی روایتی پیرنٹ لائن کا موازنہ دو گندم کی لکیروں سے کیا گیا ہے جو لیمس ریسموسس سے کروموسوم کا ٹکڑا لے کر جاتی ہے، یہ ایک جنگلی گھاس ہے جو حیاتیاتی نائٹریفیکیشن روکنے والے خصلتوں کو بڑھانے کے لیے جانا جاتا ہے۔ ہائیڈروپونیکل طور پر بڑھی ہوئی، بہتر لائنوں نے پیرنٹ لائن کے مقابلے میں فعال بینزوکسازینائڈز کی نمایاں طور پر زیادہ ارتکاز جاری کیا، اور ان کی جڑوں کے اخراج نے نائٹریفیکیشن کو دو گنا زیادہ مضبوطی سے دبایا - جس کا براہ راست تعلق ماپا جانے والے اعلی مرکبات کے ساتھ ہے۔
محققین کے ذریعہ پیش کردہ ماڈلنگ کے کام سے پتہ چلتا ہے کہ حیاتیاتی-نائٹریفیکیشن-روکنے والی-قابل فصلیں نائٹروجن کے نقصان کو 20% سے 30% تک کم کر سکتی ہیں، اور ابتدائی فیلڈ ٹرائلز نے اس خاصیت سے کوئی پیداواری جرمانہ نہیں دکھایا ہے، یعنی کسان اصولی طور پر کم مقدار میں کھاد کا استعمال کر سکتے ہیں۔ کھتری نے کہا کہ معمولی کارکردگی کے حصول کے باوجود بھی موقع کی وسعت نمایاں ہے: "اگر آپ نائٹروجن-استعمال کی کارکردگی کو حقیقی میدان کے حالات میں دس فیصد تک بڑھا سکتے ہیں، تو کھاد اور اخراج میں مطلق بچت بہت زیادہ ہے۔"
کیمسٹری سے نسل کے ہدف تک
طویل-مقصد کیمیائی نتائج کو افزائش کی حکمت عملی میں ترجمہ کرنا ہے: ایک بار جب محققین یہ شناخت کرلیتے ہیں کہ کون سے بایو سنتھیٹک راستے سب سے زیادہ مؤثر نائٹریفیکیشن-روکنے والے مرکبات تیار کرتے ہیں، تو پودوں کے پالنے والے گندم کی ایسی اقسام کا انتخاب کر سکتے ہیں جو زیادہ مضبوطی سے خصائص کا اظہار کرتی ہیں، کاشتکاروں کو نئے طریقوں کو تبدیل کرنے یا خریداری کرنے کی ضرورت کے بغیر۔ یہ تحقیق وسیع تر بین الاقوامی CropSustain پروجیکٹ کا حصہ ہے، جس میں متوازی تحقیقی گروپ اس بات کا مطالعہ کر رہے ہیں کہ یہ خصائص مٹی کے مائکرو بایوم اور غیر-ہدف والے جانداروں کو طویل مدت کے دوران کیسے متاثر کرتے ہیں - ایک سوال جو ریگولیٹری اور تجارتی اپٹیک کے لیے اہمیت رکھتا ہے یہاں تک کہ اگر بنیادی حیاتیات مضبوط ثابت ہو۔
یہ نتائج اس وقت سامنے آئے ہیں جب عالمی نائٹروجن مارکیٹیں آبنائے ہرمز میں خلل کے بعد غیر مستحکم رہتی ہیں، جس نے جزوی اصلاح سے قبل اس سال کے شروع میں یوریا کی قیمتیں ریکارڈ کی بلند ترین سطح پر-پہنچ گئیں۔ نائٹریفیکیشن-گندم کی اقسام کو روکنے کے لیے افزائش کی ٹائم لائنز فوری طور پر ریلیف دینے کے بجائے کثیر-سال کے افق پر چلتی ہیں، یہ تحقیق مائکروبیل نائٹروجن کے ساتھ ساتھ حیاتیاتی متبادلات کے بڑھتے ہوئے جسم میں اضافہ کرتی ہے مصنوعی نائٹروجن آدانوں پر سیکٹر کا ساختی انحصار۔
یہ مطالعہ، "گندم میں حیاتیاتی نائٹریفیکیشن کی روک تھام کے لیے امیدوار مرکبات کے طور پر Benzoxazinoids"، پلانٹ فزیالوجی اور بائیو کیمسٹری میں شائع ہوا اور کوپن ہیگن یونیورسٹی، یونیورسٹی آف ایبرڈین، اور میکسیکو کے بین الاقوامی مکئی اور گندم کی بہتری کے مرکز (CIMMYT) کے تعاون سے کیا گیا، جس نے ٹرائی کے لیے مواد فراہم کیا۔
