Model Answer
0 min readIntroduction
पादप कोशिकाओं में जल विभव (Water Potential) एक महत्वपूर्ण अवधारणा है जो पौधों में पानी के परिवहन और संतुलन को समझने के लिए आवश्यक है। यह एक अवधारणा है जो यह निर्धारित करती है कि पानी किस दिशा में प्रवाहित होगा - उच्च जल विभव से निम्न जल विभव की ओर। जल विभव, मूल रूप से, पानी की कार्य करने की क्षमता है, जो कि विलेय पदार्थों की सांद्रता और दाब के कारण बदलती है। पौधों में, यह पानी के अवशोषण, परिवहन और वाष्पोत्सर्जन जैसी प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हाल के वर्षों में, जल विभव की समझ सूखे की स्थिति में फसलों को बचाने के लिए महत्वपूर्ण हो गई है।
जल विभव की परिभाषा एवं घटक
जल विभव (Ψ) को पानी की रासायनिक क्षमता के सापेक्ष माप के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह शुद्ध पानी के जल विभव से पानी के विलेय पदार्थों वाले विलयन के जल विभव के बीच के अंतर को दर्शाता है। जल विभव की इकाई मेगापास्कल (MPa) या बार (bar) है। जल विभव को दो मुख्य घटकों में विभाजित किया जा सकता है:
- समतोल जल विभव (Ψs): यह विलेय पदार्थों की सांद्रता के कारण जल विभव में कमी है। उच्च सांद्रता वाले विलयनों में Ψs अधिक ऋणात्मक होता है।
- दाब जल विभव (Ψp): यह कोशिका भित्ति पर दाब के कारण जल विभव में वृद्धि है। यह कोशिका के भीतर टर्गर दाब (turgor pressure) के कारण होता है।
कुल जल विभव (Ψ) इन दो घटकों का योग है: Ψ = Ψs + Ψp
ऑस्मोसिस और जल विभव
ऑस्मोसिस एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें पानी अर्धपारगम्य झिल्ली (semi-permeable membrane) के माध्यम से उच्च जल विभव वाले क्षेत्र से निम्न जल विभव वाले क्षेत्र में प्रवाहित होता है। समतोल जल विभव (Ψs) इस प्रक्रिया को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, जब एक कोशिका को हाइपरटॉनिक विलयन में रखा जाता है (अर्थात, विलयन की सांद्रता कोशिका की तुलना में अधिक होती है), तो पानी कोशिका से बाहर निकल जाएगा, जिससे कोशिका का जल विभव कम हो जाएगा।
टर्गर दाब और जल विभव
टर्गर दाब (Turgor pressure) कोशिका भित्ति पर लगने वाला दाब है। यह कोशिका के अंदर पानी की मात्रा के कारण होता है। दाब जल विभव (Ψp) टर्गर दाब के कारण जल विभव में वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है। जब कोशिका को हाइपोटोनिक विलयन में रखा जाता है (अर्थात, विलयन की सांद्रता कोशिका की तुलना में कम होती है), तो पानी कोशिका में प्रवेश करेगा, जिससे टर्गर दाब बढ़ेगा और कोशिका का जल विभव अधिक हो जाएगा। यह कोशिका को अकड़ाए रखने में मदद करता है, जो पौधों के लिए महत्वपूर्ण है।
पौधों में जल विभव का महत्व
जल विभव पौधों में पानी के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है:
- जड़ से ऊपर की ओर पानी का परिवहन: जड़ों में उच्च जल विभव से पत्तियों में निम्न जल विभव की ओर पानी का प्रवाह होता है।
- वाष्पोत्सर्जन: पत्तियों से पानी के वाष्पोत्सर्जन के कारण, पत्तियों में जल विभव कम हो जाता है, जिससे जड़ों से पानी ऊपर की ओर खींचा जाता है।
- कोशिका टर्गर: जल विभव कोशिका टर्गर को बनाए रखने में मदद करता है, जो पौधों के तनों और पत्तियों को सीधा रखने के लिए आवश्यक है।
उदाहरण: सूखा प्रतिरोधी फसलें
सूखा प्रतिरोधी फसलों में अक्सर जल विभव को नियंत्रित करने की बेहतर क्षमता होती है। उदाहरण के लिए, कुछ पौधों में स्टोमेटा (stomata) को बंद करने की क्षमता होती है, जिससे वाष्पोत्सर्जन कम होता है और जल विभव को बनाए रखने में मदद मिलती है।
केस स्टडी: मक्का में जल विभव का प्रभाव
मक्का (Maize) की फसल में, जल विभव का स्तर सूखे की स्थिति में उपज को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है। कम जल विभव के कारण स्टोमेटा बंद हो जाते हैं, जिससे प्रकाश संश्लेषण बाधित होता है और अनाज का विकास रुक जाता है। इसलिए, मक्का की किस्मों का विकास जो सूखे की स्थिति में जल विभव को बेहतर ढंग से बनाए रख सकें, महत्वपूर्ण है।
| घटक | परिभाषा | चिन्ह | इकाई |
|---|---|---|---|
| समतोल जल विभव | विलेय पदार्थों की सांद्रता के कारण जल विभव में कमी | Ψs | MPa |
| दाब जल विभव | कोशिका भित्ति पर दाब के कारण जल विभव में वृद्धि | Ψp | MPa |
Conclusion
संक्षेप में, जल विभव पौधों में पानी के परिवहन और संतुलन को नियंत्रित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह एक जटिल प्रक्रिया है जो समतोल जल विभव और दाब जल विभव द्वारा संचालित होती है। जल विभव की समझ सूखे की स्थिति में फसलों को बचाने और कृषि उत्पादकता बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण है। भविष्य में, जल विभव को बेहतर ढंग से समझने और नियंत्रित करने के लिए नई तकनीकों का विकास महत्वपूर्ण होगा।
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