El Niño Impact | एल निनोमुळे पिकांमध्ये वाढतोय जैवरासायनिक ताण; उत्पादनावर होणार मोठा परिणाम

किसानवाणी : सध्या जागतिक स्तरावर ‘एल निनो’चा (El Niño Impact) प्रभाव वाढत असून त्याचे पडसाद भारतासह महाराष्ट्रातील हवामानावरही उमटू लागले आहेत. हवामानातील या बदलामुळे मॉन्सूनच्या पावसात अनिश्चितता निर्माण होण्याची शक्यता वाढली असून त्याचा थेट परिणाम शेती आणि पिकांच्या उत्पादनक्षमतेवर होऊ शकतो. महाराष्ट्रातील बहुतांश शेती ही पावसावर अवलंबून असल्याने एल निनोमुळे निर्माण होणारी दुष्काळसदृश परिस्थिती शेतकऱ्यांसाठी मोठे आव्हान ठरू शकते. जलताणामुळे पिकांमध्ये अनेक महत्त्वाचे जैवरासायनिक बदल घडतात आणि त्याचा परिणाम वाढ, विकास तसेच अंतिम उत्पादनावर होतो. त्यामुळे एल निनोच्या पार्श्वभूमीवर पिकांमध्ये होणारे बदल समजून घेऊन योग्य व्यवस्थापन करणे अत्यंत आवश्यक ठरते.

जलताणाच्या परिस्थितीत सर्वप्रथम प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेवर परिणाम होतो. पाण्याची कमतरता जाणवू लागल्यानंतर वनस्पतींच्या पानांवरील रंध्रे हळूहळू बंद होतात. त्यामुळे वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे शोषण कमी होते आणि प्रकाशसंश्लेषणाचा वेग मंदावतो. याचबरोबर हरितद्रव्य (क्लोरोफिल) आणि कॅरोटेनॉइड रंगद्रव्यांचे प्रमाणही घटते. परिणामी अन्ननिर्मिती कमी होऊन वनस्पतींची वाढ मंदावते आणि उत्पादनक्षमतेत लक्षणीय घट होण्याची शक्यता निर्माण होते.

एल निनोमुळे निर्माण होणाऱ्या जलताणात वनस्पतींच्या पेशींमध्ये सक्रिय प्राणवायू रेणू (Reactive Oxygen Species – ROS) मोठ्या प्रमाणात तयार होतात. यामध्ये सुपरऑक्साइड मूलक, हायड्रोजन पेरॉक्साइड, हायड्रॉक्सिल मूलक आणि सिंग्लेट ऑक्सिजन यांचा समावेश होतो. हे अत्यंत क्रियाशील रेणू पेशींच्या पडद्यांचे, प्रथिनांचे, डीएनएचे तसेच हरितलवकांचे नुकसान करतात. या प्रक्रियेमुळे वनस्पतींमध्ये ऑक्सिडेटिव्ह ताण निर्माण होतो आणि प्रकाशसंश्लेषणासह अनेक महत्त्वाच्या जैविक क्रिया बाधित होतात.

जलताणाचा आणखी एक गंभीर परिणाम म्हणजे लिपिड पेरॉक्सिडेशनमध्ये होणारी वाढ. सक्रिय प्राणवायू रेणूंच्या प्रभावामुळे पेशीतील असंपृक्त स्निग्ध आम्लांचे ऑक्सिडीकरण होते आणि मॅलोन्डायअल्डिहाइड (MDA) हे संयुग तयार होते. या संयुगाचे वाढलेले प्रमाण हे पेशींमध्ये झालेल्या नुकसानीचे महत्त्वाचे जैवरासायनिक निदर्शक मानले जाते. एल निनोच्या काळात संवेदनशील पिकांमध्ये MDA ची पातळी वाढल्याने पेशींची कार्यक्षमता आणि उत्पादनक्षमता कमी होऊ शकते.

या प्रतिकूल परिस्थितीत वनस्पती स्वतःचे संरक्षण करण्यासाठी विविध ऑस्मोलाइट्सचे संचयन वाढवतात. प्रोलीन, ग्लायसिन बेटाईन, विद्राव्य साखर, ट्रेहॅलोज आणि पॉलीअल्कोहोल्स यांसारखी संयुगे पेशींमध्ये पाण्याचे संतुलन राखण्यास मदत करतात. यापैकी प्रोलीन हे अत्यंत महत्त्वाचे संयुग मानले जाते. प्रोलीन पेशींचा तुर्गोर दाब टिकवून ठेवते, प्रथिनांचे संरक्षण करते आणि ऑक्सिडेटिव्ह ताण कमी करण्यास मदत करते. त्यामुळे दुष्काळी परिस्थितीत प्रोलीनचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढलेले दिसून येते.

वनस्पतींमध्ये जलताण वाढल्यानंतर प्रतिऑक्सिडंट संरक्षण यंत्रणाही सक्रिय होते. सुपरऑक्साइड डिसम्युटेज, कॅटालेज, पेरॉक्सिडेज, ॲस्कॉर्बेट पेरॉक्सिडेज आणि ग्लुटाथायोन रिडक्टेज यांसारखे एन्झाइम्स सक्रिय होतात. तसेच ॲस्कॉर्बिक आम्ल, ग्लुटाथायोन, टोकोफेरॉल आणि फिनॉलिक संयुगे यांसारखे प्रतिऑक्सिडंट घटक सक्रिय प्राणवायू रेणूंना निष्क्रिय करून पेशींचे संरक्षण करतात. दुष्काळसहनशील वाणांमध्ये या संरक्षण यंत्रणेची कार्यक्षमता अधिक असल्यामुळे अशी वाणे प्रतिकूल परिस्थितीत तुलनेने चांगली कामगिरी करतात.

जलताणामुळे वनस्पतींच्या संप्रेरकांमध्येही महत्त्वपूर्ण बदल होतात. अब्सिसिक आम्ल (ABA) आणि एथिलीनचे प्रमाण वाढते, तर जिबरेलिन्स, साइटोकायनिन्स आणि ऑक्सिनचे प्रमाण कमी होते. अब्सिसिक आम्ल वाढल्यामुळे रंध्रे बंद होऊन बाष्पोत्सर्जन कमी होते. त्यामुळे पाण्याची बचत होते; मात्र कार्बन डायऑक्साइडचे शोषण कमी झाल्याने प्रकाशसंश्लेषणावर विपरीत परिणाम होतो.

दुष्काळी ताणामुळे प्रथिनांच्या चयापचयातही बदल होतात. विद्राव्य प्रथिनांचे विघटन वाढते, तर संरक्षणात्मक प्रथिनांची निर्मिती वाढते. हीट शॉक प्रथिने आणि LEA (Late Embryogenesis Abundant) प्रथिने पेशींचे संरक्षण करून निर्जलीकरणामुळे होणारे नुकसान कमी करण्यास मदत करतात.

याशिवाय जलताणाखाली फिनॉलिक संयुगे, फ्लॅव्होनॉईड्स, अँथोसायनिन्स आणि टर्पेनॉईड्स यांसारख्या दुय्यम चयापचय पदार्थांचे प्रमाण वाढते. हे पदार्थ प्रभावी प्रतिऑक्सिडंट म्हणून कार्य करून सक्रिय प्राणवायू रेणूंमुळे होणारे नुकसान कमी करतात आणि वनस्पतींची ताण सहन करण्याची क्षमता वाढवतात.

पाण्याच्या कमतरतेमुळे मातीतील अन्नद्रव्यांचे शोषणही कमी होते. नत्र, स्फुरद आणि पालाश यांसारख्या महत्त्वाच्या अन्नद्रव्यांची उपलब्धता घटल्यामुळे प्रथिन संश्लेषण, ऊर्जा निर्मिती आणि विविध एन्झाइम्सची कार्यक्षमता कमी होते. परिणामी पिकांची वाढ खुंटते आणि उत्पादनात घट येते.

जलताणाचे दुष्परिणाम कमी करण्यासाठी महत्त्वाच्या उपाययोजना : El Niño Impact

एल निनोच्या संभाव्य प्रभावामुळे आगामी काळात पावसाचे स्वरूप अनिश्चित राहण्याची शक्यता आहे. अशा परिस्थितीत शेतकऱ्यांनी योग्य जलव्यवस्थापन, संतुलित खत व्यवस्थापन, सूक्ष्म सिंचन, सेंद्रिय पदार्थांचा वापर आणि दुष्काळसहनशील वाणांची निवड यावर भर देणे आवश्यक आहे. हवामानातील बदलांचा वेळीच अंदाज घेऊन पीक नियोजन केल्यास एल निनोमुळे होणारे नुकसान मोठ्या प्रमाणात कमी करता येऊ शकते.