मक्का की अर्ध बौनी किस्म से फसलों का नया युग शुरू होगा, जो जलवायु परिवर्तन के प्रति लचीला होगा

बेयर क्रॉप साइंस द्वारा विकसित, शॉर्ट कॉर्न में “परिवर्तित पादप संरचना” की एक नवीन जैव प्रौद्योगिकी विशेषता है, जिसके कारण पारंपरिक मक्का संकर के लिए पौधे की ऊंचाई 9 से 12 फीट से घटकर 7 फीट से भी कम रह जाती है, तथा पौधे के जैवभार से समझौता किए बिना पौधे की ऊंचाई में लगभग 33% की कमी आती है।

6 जून 2023 को एक प्रमुख विनियामक सफलता में, यूनाइटेड स्टेट डिपार्टमेंट ऑफ एग्रीकल्चर (USDA), एक प्रमुख अमेरिकी बायोटेक नियामक ने एक नए प्रकार के मकई (मक्का) की व्यावसायिक खेती के लिए मंजूरी दे दी, जिसे इंटरनोड की लंबाई को छोटा करने के लिए ट्रांसजीन का उपयोग करके विकसित किया गया है और इसलिए जलवायु परिवर्तन से जुड़े तेजी से अस्थिर मौसम का सामना करने के लिए पारंपरिक मकई की तुलना में छोटा है। बेयर क्रॉपसाइंस द्वारा विकसित, छोटे मकई में पौधे की ऊंचाई को कम करने के लिए “परिवर्तित पौधे की वास्तुकला” की एक नई बायोटेक विशेषता है पारंपरिक मक्का संकर के लिए 9 से 12 फीट तक की ऊंचाई 7 फीट से भी कम है, पौधे के बायोमास से समझौता किए बिना पौधे की ऊंचाई में लगभग 33% की कमी।

लघु या अर्ध-बौना मक्का आनुवंशिक संशोधन प्रौद्योगिकी के सफल प्रयोग का परिणाम है। GA20ox3 और GA20ox5 जीनों की अभिव्यक्ति के आंशिक या पूर्ण नुकसान से पौधे की संरचना में परिवर्तन होता है, जो GA20-ऑक्सीडेज को एनकोड करते हैं, जो पौधे हार्मोन जिबरेलिन के जैवसंश्लेषण मार्ग में शामिल एक एंजाइम है, जो मुख्य रूप से पौधे की ऊंचाई के लिए जिम्मेदार है।

जीन स्थानांतरण और जीनोम संपादित प्रौद्योगिकी द्वारा संचालित नवीन जैव प्रौद्योगिकी विशेषता दृष्टिकोण पारंपरिक प्रजनन तकनीकों से अलग है, जो स्वाभाविक रूप से होने वाले बौने, अर्ध-बौने या छोटे कद की विशेषताओं को उत्कृष्ट जर्मप्लाज्म में शामिल करते हैं। 1960 के दशक के मध्य में हरित क्रांति की शुरुआत जीए-उत्तरदायी स्वाभाविक रूप से होने वाले बौने म्यूटेंट पर आधारित थी जिसने दुनिया को, विशेष रूप से भारत को विनाशकारी अकाल से बचाया और खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित की। गेहूं की “नोरिन-10” किस्म के आरएचटी जीन और ताइवान से “डी-जियो-वू-जेन” चावल किस्म के एसडी-1 जीन को अर्ध-बौनी और उच्च उपज वाली गेहूं और चावल की किस्मों को विकसित करने के लिए बौने स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया गया था। इसके बाद, कृषि विज्ञान और अनुसंधान ने गति पकड़ी

किसानों ने गेहूं और चावल की अर्ध-बौनी और उच्च उपज वाली किस्मों को तेजी से अपनाया और इसके साथ ही सिंचाई, उर्वरक और मशीनीकरण जैसे कृषि उद्योगों के विकास की एक नई लहर खेतों और फार्मों में आ गई। पिछले 4-5 दशकों में गेहूं और चावल की अर्ध-बौनी और उच्च उपज वाली किस्मों के उत्पादन के परिणाम अभूतपूर्व रहे हैं। इसी क्रम में, लघु या अर्ध-बौनी विशेषता तकनीकी उन्नति की अगली लहर है जो मकई और अन्य फसलों में जीन स्थानांतरण और जीनोम संपादन की क्षमता को उजागर करेगी जो हरित क्रांति के युग को दरकिनार कर देती है जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है।

तालिका 1. छोटी, अर्ध-बौनी और उच्च उपज वाली फसलों के लिए विकासात्मक दृष्टिकोण

(स्रोत: दक्षिण एशिया जैव प्रौद्योगिकी केंद्र द्वारा विश्लेषण, 2023)

लघु या अर्ध-बौना मक्का मुख्य रूप से जलवायु परिवर्तन से प्रेरित मौसम संबंधी विचलन से अमेरिकी मक्का किसानों के सामने आने वाली प्रमुख चुनौतियों का समाधान करने के लिए विकसित किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप “डेरेचो” की लगातार घटना होती है, जो एक भयंकर तूफान और आंधी-तूफान की प्रणाली है जो संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया के अन्य हिस्सों में प्रमुख मक्का उत्पादन क्षेत्रों में तेजी से आम होती जा रही है। अमेरिका में, डेरेचो मक्का के गिरने और हरे रंग के टूटने का प्रमुख कारण है, जो वह स्थिति है जिसमें तेजी से बढ़ने वाले डंठल तेज, अचानक हवाओं से टूट जाते हैं, जो आंधी-तूफान के साथ जुड़ी होती हैं, जिससे मक्का में महत्वपूर्ण उपज का नुकसान होता है।

यह अनुमान लगाया गया है कि मक्का उत्पादन में गिरावट और ग्रीन स्नैप के कारण अमेरिकी मक्का किसानों को वार्षिक उपज में 2 से 75% तक का नुकसान होता है। छोटी या अर्ध-बौनी मक्का अमेरिकी किसानों को कृषि और पर्यावरणीय लाभ प्रदान कर सकती है, जिसमें गिरावट और ग्रीन स्नैप में कमी, उच्च घनत्व सुनिश्चित करना, मौसम के दौरान फसल का संचालन बढ़ाना, कृषि मशीनीकरण और सटीक खेती का उपयोग बढ़ाना और बेहतर पर्यावरणीय स्थिरता की संभावना शामिल है।

ऐतिहासिक रूप से, अमेरिका हाइब्रिडाइजेशन (1930 के दशक), सिंगल क्रॉस हाइब्रिड (1970 के दशक) और बायोटेक लक्षणों (1996) को अपनाने जैसी सफल तकनीकी प्रगति की शुरूआत में किसी भी अन्य मक्का उत्पादक देश की तुलना में सबसे आगे रहा है (चित्र 2)। परिणामस्वरूप, अमेरिकी मक्का की पैदावार 1993 में 100.7 बुशल प्रति एकड़ (6.3 टन प्रति हेक्टेयर) और सत्तर के दशक की शुरुआत में 60 बुशल प्रति एकड़ (3.7 टन प्रति हेक्टेयर) से बढ़कर 2022 में 176.7 बुशल प्रति एकड़ (11.0 टन प्रति हेक्टेयर) पर पहुंच गई।

उल्लेखनीय रूप से, 2002 और 2021 के बीच औसत वार्षिक उपज वृद्धि 1.9 बुशल प्रति एकड़ (लगभग 50 किलोग्राम प्रति एकड़) है, जो 1975 में 2.8 बुशल प्रति एकड़ (71 किलोग्राम प्रति एकड़) के उच्चतम स्तर पर पहुंच गई और 2008 में 2.6 बुशल प्रति एकड़ (66 किलोग्राम प्रति एकड़) के उच्चतम स्तर पर पहुंच गई, जो क्रमशः सत्तर के दशक के मध्य में सिंगल क्रॉस हाइब्रिड तकनीक और 2000 की शुरुआत में बायोटेक लक्षणों को बड़े पैमाने पर अपनाने के साथ मेल खाता है। इलिनोइस विश्वविद्यालय द्वारा यह बताया गया कि अमेरिका में मकई की पैदावार में वृद्धि लंबे समय तक निरंतर प्रजनन प्रयासों का परिणाम है, यह प्रक्रिया जैव प्रौद्योगिकी के आगमन से तेज हुई, जिससे जैव प्रौद्योगिकी लक्षणों की शुरूआत और व्यापक रूप से अपनाई गई।

अमेरिका में मक्का की प्रौद्योगिकी अपनाने और उपज की प्रवृत्ति, 1886 से 2022 तक

(स्रोत: उत्पादकता और डाउन-साइड यील्ड जोखिम के लिए राष्ट्रीय अमेरिकी मकई पैदावार पर परिप्रेक्ष्य से अनुकूलित, इलिनोइस विश्वविद्यालय, अर्बाना-शैंपेन, 12 जुलाई, 2022)

क्षेत्र-व्यापी तकनीकी अपनाने से अमेरिकी किसानों ने 387.7 मिलियन टन रिकॉर्ड मक्का उत्पादन करने में सक्षम बनाया है, जो वैश्विक मक्का उत्पादन का लगभग एक तिहाई है जो 1,222 मिलियन टन अनुमानित है, इसके बाद चीन (23%), ब्राजील (11%), यूरोपीय संघ (5%), अर्जेंटीना (4%) और भारत 2023 में 34.3 मिलियन टन में मुश्किल से 3% का योगदान देता है। अमेरिका, ब्राजील और अर्जेंटीना वैश्विक व्यापार पर हावी हैं, लगभग 197 मिलियन टन मक्का मुख्य रूप से चीन, यूरोपीय संघ, मैक्सिको, जापान, दक्षिण कोरिया वियतनाम, ईरान और मिस्र को निर्यात किया जाता है। इसके अलावा, 56.85 बिलियन लीटर ईंधन इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए सालाना लगभग 30% अमेरिकी मक्का संसाधित किया जाता है, जो मक्का-आधारित-इथेनॉल के सबसे बड़े बाजारों में से एक है

आगे चलकर, छोटे या अर्ध बौने मकई को पारंपरिक प्रजनन के माध्यम से अन्य अनियंत्रित जैव प्रौद्योगिकी गुणों के साथ जोड़ा जाएगा ताकि यूरोपीय मकई बोरर, दक्षिण-पश्चिमी मकई बोरर, फॉल आर्मीवर्म, ब्लैक कटवर्म, वेस्टर्न बीन कटवर्म, कॉर्न ईयरवर्म और कॉर्न रूटवर्म जैसे जमीन के ऊपर और नीचे के कीटों से सुरक्षा प्रदान की जा सके; ग्लाइफोसेट और ग्लूफोसिनेट के साथ-साथ सूखे के प्रति कई शाकनाशी सहिष्णुता। 2020 तक, जैव प्रौद्योगिकी कीट प्रतिरोध और शाकनाशी सहिष्णुता के बहुस्तरीय गुणों वाले मक्का को वैश्विक स्तर पर 60.9 मिलियन हेक्टेयर में लगाया गया, जो 2020 में वैश्विक मक्का उत्पादन का 31% था।

वास्तव में, खेती के लिए स्वीकृत एकल और स्टैक्ड लक्षणों में कीट प्रतिरोध, शाकनाशी सहिष्णुता, सूखा सहिष्णुता, संशोधित उत्पाद गुणवत्ता और परागण नियंत्रण प्रणाली शामिल थी ताकि संकर मक्का बीज की पीढ़ी के लिए नर बाँझ मादा इनब्रेड पौधों का उत्पादन किया जा सके, हालांकि स्टैक्ड विशेषता बहुविध क्रिया मोड आईआर/एचटी लोकप्रिय रूप से 14 देशों में उगाई जाती है जिनमें शामिल हैं यूएसए, ब्राज़िल, अर्जेंटीना, कनाडा, परागुआ, दक्षिण अफ़्रीका, उरुग्वेद फिलिपींस, स्पेन, कोलंबिया, वियतनाम, होंडुरस, मिर्च और पुर्तगालइसके अलावा, बायोटेक मक्का को 2022 तक 35 देशों में खाद्य, चारा और प्रसंस्करण (एफएफपी) के लिए 152 अनुमोदित कार्यक्रमों के साथ अधिकतम अनुमोदन प्राप्त हुए हैं।

संक्षेप में, छोटे या अर्ध-बौने मक्का को अन्य बायोटेक विशेषताओं जैसे कि स्टैक्ड विशेषताओं, कई तरह की क्रियाशील कीटों और शाकनाशी सहनशीलता के साथ बड़े क्षेत्रों में तैनात किया जाना एक महत्वपूर्ण विशेषता होगी, जिससे मक्का उत्पादन में बदलाव आएगा, जिससे छोटे किसानों को पौधों की संख्या बढ़ाने और प्रति इकाई क्षेत्र में उपज बढ़ाने में मदद मिलेगी, जलवायु परिवर्तन से प्रेरित तेज़ हवा और तूफ़ान की लगातार घटना के कारण गिरने और तने के मुड़ने की संभावना कम होगी। सिंगल क्रॉस हाइब्रिड और बायोटेक विशेषताओं की तरह, यह उम्मीद की जाती है कि छोटे या अर्ध-बौने मक्का की विशेषता अमेरिका और अन्य मक्का उत्पादक देशों में अगली मक्का क्रांति को बढ़ावा देगी, जो वैश्विक स्तर पर जलवायु परिवर्तन की घटनाओं से खाद्य, चारा, ईंधन और फाइबर असुरक्षा के प्रति संवेदनशील हैं।

बड़ा सवाल यह है कि विकासशील देशों की सरकारें ऐसी नवीन प्रौद्योगिकियों को अपनाएं और विकासकर्ता प्रमुख मक्का उत्पादक तथा उपभोक्ता देशों में छोटे या अर्ध-बौने मक्का के वाणिज्यिक अनुमोदन के लिए विनियामक प्रणालियों का प्रदर्शन करें तथा उनका उपयोग करें, तथा विश्व भर के छोटे मक्का उत्पादकों को इस क्रांतिकारी प्रौद्योगिकी तक पहुंच की अनुमति दें।

(लेखक साउथ एशिया बायोटेक्नोलॉजी सेंटर, जोधपुर के संस्थापक एवं निदेशक हैं)