2015 में शुरू, Rodale Institute यह निर्धारित करने के लिए ग्रीनहाउस अध्ययन शुरू किया कि क्या फसलों को मातम सहन करने के लिए नस्ल किया जा सकता है। इन अध्ययनों से मान्यता के आधार पर खरपतवार-सहिष्णु फसलों को प्रेरित करने के लिए खरपतवार जोखिम की क्षमता का मूल्यांकन किया जाएगा जो प्रकाश के लिए प्रतिस्पर्धा संयंत्र के प्रदर्शन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
एक ही बायोटिक स्ट्रेस (तनाव जो कि अन्य जीवित जीवों जैसे कि खरपतवार जैसे पौधों द्वारा किए गए नुकसान के परिणामस्वरूप होता है) के संपर्क में आने से परीक्षण पौधों की संतान (या संतान) का प्रदर्शन पैतृक पौधों की तुलना में अधिक होने की परिकल्पना होती है। प्रयोग तीन गुट द्वारा एक के रूप में डिज़ाइन किया गया है पूरी तरह से यादृच्छिक ब्लॉक डिजाइन तीन बार दोहराया गया। जई के पौधों को वार्षिक राईग्रास या रेडारोट पिगवेड से घिरे कंटेनरों में लगाया जाता है, जई के पौधों या मिट्टी को नियंत्रण के रूप में (चित्र 1)।
टेस्ट क्रॉप प्लांट रोपे को एक पौधे प्रति कंटेनर तक पतला कर दिया जाता है। पौधे की ऊंचाई पर एग्रोनोमिक डेटा, प्रत्येक पौधे की पत्तियों की संख्या और हर हफ्ते परीक्षण पौधों से पत्ती के माप को एकत्र किया जाता है। वास्तविक छायांकन के बजाय प्रकाश स्पेक्ट्रम में परिवर्तन से बचने की प्रतिक्रिया को सीमित करने के लिए खरपतवारों को नियमित रूप से छंटनी की जाती है। पौधे की परिपक्वता पर, फसल बायोमास और अनाज की उपज को मापा जाता है। एफ 2 अभिभावक पीढ़ी की तुलना में दो अलग-अलग खरपतवार प्रजाति के एफ 3 और एफ 1 संतान के बीज को मातम के खिलाफ लचीलापन के लिए परीक्षण किया जाएगा। ग्रीनहाउस और अनुसंधान क्षेत्रों में टेस्ट किए जाएंगे Rodale Institute और अन्य सहयोगी संस्थान जैसे व्योमिंग विश्वविद्यालय।
अध्ययन का वैज्ञानिक आधार
उन रोगजनकों के संपर्क में आने पर प्रणालीगत प्रतिरोध प्राप्त करके रोग पैदा करने वाले रोगजनकों को प्रतिक्रिया देने के लिए पौधों की क्षमता का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है (केसल, 2012; वध एट अल।, 2012)। अरेबिडोप्सिस (सरसों परिवार का एक सदस्य) के साथ पिछले शोध ने स्थापित किया है कि माता-पिता के टीकाकरण (स्लॉटर एट अल।, 2012) की तुलना में इस तरह के अधिग्रहित बचाव को माता-पिता की आबादी की तुलना में अधिक स्पष्ट किया जा सकता है। बच्चों (Coombs, 2012)। खरपतवार प्रतिरोधी फसलों की प्रजातियों को समान रूप से प्रेरित करने के लिए खरपतवारों की क्षमता अभी तक स्थापित नहीं की गई है।
यह व्यापक रूप से ज्ञात है कि पौधों को समझ में आ सकता है जब अन्य पौधे उनके पास होते हैं, एक प्रतिक्रिया जिसे छाया परिहार (होम्स एंड स्मिथ, 1977) कहा जाता है।
शेड परिहार प्रतिक्रिया को पौधों की प्रजातियों के एक साथ बढ़ने की चंदवा के भीतर प्रकाश स्पेक्ट्रम में परिवर्तन की क्षमता के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। यह देखते हुए कि पौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए लाल प्रकाश को अवशोषित करते हैं, प्रकाश स्पेक्ट्रम के निकट-अवरक्त भाग जो प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक नहीं है, परिलक्षित होता है। पौधे प्रकाश स्पेक्ट्रम में इन परिवर्तनों का पता लगाते हैं, जैसे परावर्तित प्रकाश में निकट-अवरक्त प्रकाश की वृद्धि का अनुपात, छाया परिहार प्रतिक्रिया (स्लॉटर एट अल।, 2012) को ट्रिगर करके।
इस परिहार को आसन्न संसाधन-निर्भर प्रतियोगिता (कैसल, 2012) के लिए पौधों की पूर्व-प्रतिक्रियात्मक प्रतिक्रिया के रूप में देखा जा सकता है। प्रतिक्रिया पौधे के भीतर शारीरिक तंत्र को सक्रिय करती है जो प्रतिस्पर्धी माहौल में अपनी फिटनेस को बढ़ाती है, जैसे कि स्टेम बढ़ाव, कम शाखाओं में बंटना, और शुरुआती बीज उत्पादन (फ्रैंकलिन और व्हिटेलम, 2005)।
छाया से बचने की प्रतिक्रिया, हालांकि, एक गैर-प्रतिस्पर्धी वातावरण (कैसाल, 2012) में व्यक्त किए जाने पर अवसर लागत प्रदान कर सकती है। उदाहरण के लिए, मौसम में पहले से मातम के लिए छाया से बचने की प्रतिक्रिया व्यक्त करने वाली फसलों की उत्पादकता में गिरावट आ सकती है, जब बाद में फसलों को प्रतियोगिता के जवाब के लिए "प्राइमेड" कर दिया जाता है।
यह अध्ययन यह निर्धारित करने का लक्ष्य रखता है कि: 1) ये प्रतिक्रियाएं विधर्मी हैं और 2) अपनी उत्पादकता से समझौता किए बिना मातम को अधिक सहिष्णु बना सकती हैं, इसी तरह से पौधों को रोगजनकों के लिए प्रणालीगत प्रतिरोध प्रतिक्रिया हासिल की।
प्रारंभिक परिणाम
यह अध्ययन लारमी के यूनिवर्सिटी ऑफ व्योमिंग में वीड साइंस के एसोसिएट प्रोफेसर डॉ। एंड्रयू नीस के साथ साझेदारी में किया जा रहा है। डॉ। नीस ने हाल ही में हमारे साथ अपने प्रयोग से बहुत ही रोचक प्रारंभिक परिणाम साझा किए हैं।
उनके अध्ययन में, गेहूं (वे जई के बजाय गेहूं का उपयोग कर रहे हैं) कंटेनर में उगाया गया था या तो घास घास से घिरा हुआ था या माता-पिता (एफ 1) पीढ़ी में मिट्टी से घिरा हुआ था जैसा कि ऊपर वर्णित है। माता-पिता (एफ 1) पीढ़ी के गेहूं के बीजों को बचाया गया था और खरपतवार या मिट्टी से घिरे कंटेनरों में इस तरह से लगाया गया था कि उनमें 1 पीढ़ी और दूसरी पीढ़ी के लिए खरपतवार / मिट्टी के वातावरण के सभी संभव संयोजन थे (मिट्टी फिर मिट्टी; मिट्टी फिर खरपतवार; तब मिट्टी; मातम फिर मातम)।
हेडिंग प्रक्रिया की शुरुआत में डॉ। निक ने दूसरी पीढ़ी (F2 या संतान) के गेहूं के प्रतिशत का डेटा एकत्र किया और उसका विश्लेषण किया। आंकड़ों से पता चला कि वहाँ 63% और 75% गेहूं की प्रजाति क्रमशः मातम या मिट्टी के संपर्क में थी, जिनके माता-पिता मातम (तालिका 3) के संपर्क में थे। गेहूँ की संतान जिसके माता-पिता मातम के संपर्क में नहीं थे, क्रमशः खरपतवार और मिट्टी के संपर्क में आने पर 0 और 13% बढ़ जाते हैं (तालिका 3)।
इन परिणामों से दृढ़ता से पता चलता है कि दूसरी पीढ़ी की नकदी फसल (गेहूं) में हेडिंग की तारीख पिछली पीढ़ी के मौजूदा पर्यावरण की तुलना में बढ़ते पर्यावरण (तालिका 2) से काफी प्रभावित थी - हमने अब तक दिखाए गए सबसे मजबूत सबूतों में खरपतवार के संपर्क में आने से बचाव की प्रतिक्रिया की है!
पिछले अध्ययन से सीमित ग्रीनहाउस स्थान और बीज के कारण, हमारे शोध में Rodale Institute अभी तक हमारे ओट / खरपतवार साथी उपचार के सभी संभावित संयोजनों का पता लगाने के लिए विस्तार नहीं किया गया है। अब तक पूर्वजन्म की पीढ़ियों को पर्यावरण के समान ही माता-पिता के रूप में उजागर किया गया है। इन प्रयोगों से प्रारंभिक परिणाम उपचार के बीच सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण नहीं थे।
हालांकि, परिणामों से पता चला है कि दूसरी पीढ़ी के ओट पौधे वार्षिक राईग्रास खरपतवारों के संपर्क में थे, जो नियंत्रण (जई-जई या जई-मिट्टी) (चित्र 4) की तुलना में लंबे थे। पहली पीढ़ी के ओट पौधों (चित्रा 3) में तीन उपचारों के बीच पौधे की ऊंचाई में कोई सांख्यिकीय या संख्यात्मक अंतर नहीं था। ये परिणाम व्योमिंग के उन लोगों के अनुरूप हैं क्योंकि वे यह भी सुझाव देते हैं कि संतान उत्पत्ति विरासत में मिली हो सकती है और मातम की उपस्थिति के लिए उनकी छाया से बचने की प्रतिक्रिया बढ़ सकती है।
अधिक ग्रीनहाउस स्थान सुरक्षित होने के साथ, इस प्रयोग के अगले चरण में दूसरी और तीसरी पीढ़ी के ओट बीजों के ओट / खरपतवार साथी उपचार के सभी संभावित तथ्य शामिल होंगे। हम फिर क्षेत्र परीक्षण के लिए आगे बढ़ेंगे।
इमैनुएल ओमोंडी, पीएच.डी. के सहयोगी वैज्ञानिक और निदेशक हैं खेती प्रणाली परीक्षण at Rodale Institute.