Model Answer
0 min readIntroduction
पौधों में प्रतिबल क्रियात्मकता (Stress Physiology) एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है जो पौधों की प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों, जैसे सूखा, लवणता, तापमान में परिवर्तन, और पोषक तत्वों की कमी, का सामना करने की क्षमता का अध्ययन करता है। ये परिस्थितियाँ पौधों के विकास और उत्पादकता को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकती हैं। बीज अंकुरण और विकास, पौधे जीवन चक्र के प्रारंभिक चरण हैं, जो पर्यावरणीय कारकों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। बीज अंकुरण एक जटिल शारीरिक प्रक्रिया है जिसमें बीज निष्क्रियता से सक्रिय विकास में परिवर्तित होता है। इस प्रक्रिया में कई जैव रासायनिक परिवर्तन शामिल होते हैं, जो सही ढंग से होने पर ही स्वस्थ और मजबूत पौधे का विकास सुनिश्चित करते हैं। इस उत्तर में, हम प्रतिबल क्रियात्मकता की अवधारणा, बीज अंकुरण और विकास की शारीरिक क्रिया विज्ञान पर विस्तार से चर्चा करेंगे।
प्रतिबल क्रियात्मकता (Stress Physiology) की परिभाषा
प्रतिबल क्रियात्मकता (Stress Physiology) पौधों की प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों, जैसे कि सूखा, लवणता, अत्यधिक तापमान, पोषक तत्वों की कमी और प्रदूषण, के प्रति प्रतिक्रिया करने और अनुकूलन करने की क्षमता का अध्ययन है। यह पौधों के आणविक, शारीरिक और जैविक प्रतिक्रियाओं की जांच करता है ताकि वे जीवित रह सकें और प्रजनन कर सकें। यह न केवल पौधों के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है बल्कि कृषि उत्पादकता के लिए भी आवश्यक है।
बीज अंकुरण का शरीर क्रिया विज्ञान (Seed Germination Physiology)
बीज अंकुरण एक जटिल प्रक्रिया है जो कई चरणों में होती है:
- imbibition (जल अवशोषण): बीज के अंकुरण का पहला चरण जल अवशोषण है। पानी के अवशोषण से बीज फैलता है और कोशिकाएं सक्रिय होती हैं। पानी कोशिका झिल्ली को भी नम करता है, जिससे आयन और पोषक तत्वों का प्रवेश शुरू हो जाता है।
- respiration (श्वसन): जल अवशोषण के बाद, श्वसन की दर बढ़ जाती है, जो ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक है। ऑक्सीजन की उपलब्धता अंकुरण की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है।
- mobilization of reserves (भंडारण का जुटाना): बीज में जमा स्टार्च, प्रोटीन और लिपिड जैसे भंडारित पोषक तत्वों को एंजाइमों द्वारा सरल शर्करा, अमीनो एसिड और फैटी एसिड में परिवर्तित किया जाता है। ये सरल अणु भ्रूण के विकास के लिए ऊर्जा और निर्माण खंड प्रदान करते हैं।
- enzyme activity (एंजाइम गतिविधि): एमाइलेज, प्रोटीज और लाइपेज जैसे एंजाइमों की गतिविधि बढ़ती है, जो भंडारण अणुओं को तोड़ने में मदद करते हैं।
- hormonal regulation (हार्मोनिक विनियमन): गिब्बेरेलिक एसिड (GA) और एब्सिसिक एसिड (ABA) जैसे हार्मोन अंकुरण को नियंत्रित करते हैं। GA अंकुरण को बढ़ावा देता है, जबकि ABA इसे रोकता है।
बीज विकास का शरीर क्रिया विज्ञान (Seedling Development Physiology)
अंकुरण के बाद, बीज का विकास एक महत्वपूर्ण चरण है। इस दौरान, पौधे को प्रकाश संश्लेषण, पोषक तत्वों के अवशोषण और हार्मोनल विनियमन जैसी प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है:
- photosynthesis (प्रकाश संश्लेषण): बीज के विकास के प्रारंभिक चरण में, भ्रूण को संग्रहीत पोषक तत्वों पर निर्भर रहना पड़ता है। हालांकि, जब पहला सच्चा पत्ता निकलता है, तो प्रकाश संश्लेषण शुरू हो जाता है और पौधे को ऊर्जा प्रदान करता है।
- nutrient uptake (पोषक तत्वों का अवशोषण): पौधे को स्वस्थ विकास के लिए नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम जैसे आवश्यक पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है। जड़ें मिट्टी से इन पोषक तत्वों को अवशोषित करती हैं।
- hormonal regulation (हार्मोनिक विनियमन): ऑक्सिन, साइटोकिनिन और जाइलबिन जैसे हार्मोन पौधे के विकास को नियंत्रित करते हैं। ऑक्सिन जड़ विकास को बढ़ावा देता है, जबकि साइटोकिनिन शूट विकास को प्रोत्साहित करता है।
- water relations (जल संबंध): पानी की उपलब्धता पौधे के विकास के लिए महत्वपूर्ण है। सूखा तनाव अंकुरण और विकास को बाधित कर सकता है।
पर्यावरणीय तनावों का प्रभाव (Impact of Environmental Stresses)
पर्यावरणीय तनाव, जैसे कि सूखा, लवणता और तापमान में परिवर्तन, बीज अंकुरण और विकास को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, सूखा तनाव पानी के अवशोषण को कम कर सकता है, जबकि लवणता तनाव पोषक तत्वों के अवशोषण को बाधित कर सकता है। उच्च तापमान एंजाइमों की गतिविधि को कम कर सकता है और प्रोटीन को नुकसान पहुंचा सकता है।
| तनाव | प्रभाव |
|---|---|
| सूखा | पानी के अवशोषण में कमी, विकास में बाधा |
| लवणता | पोषक तत्वों के अवशोषण में कमी, जल तनाव |
| उच्च तापमान | एंजाइम गतिविधि में कमी, प्रोटीन क्षति |
उदाहरण (Examples)
- सूखा-सहिष्णु पौधे: कुछ पौधे, जैसे कि Camelina sativa (Camelina), सूखा-सहिष्णु होते हैं और कम पानी की उपलब्धता में भी अंकुरित और विकसित हो सकते हैं। ये पौधे अक्सर ABA के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, जो उन्हें पानी की कमी के दौरान अपनी वृद्धि को रोकने में मदद करता है।
- लवणता-सहिष्णु पौधे: Salicornia europaea (Salicornia) जैसे पौधे लवणता-सहिष्णु होते हैं और उच्च नमक सांद्रता वाले मिट्टी में भी जीवित रह सकते हैं।
मामला अध्ययन (Case Study)
नाम: सूखा-सहिष्णु मक्का की किस्मों का विकास
विवरण: वैज्ञानिकों ने सूखा-सहिष्णु मक्का की नई किस्मों को विकसित करने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग तकनीकों का उपयोग किया है। इन किस्मों में सूखा तनाव के प्रति अधिक प्रतिरोधक क्षमता होती है और वे कम पानी की उपलब्धता में भी अच्छी उपज दे सकती हैं।
परिणाम: सूखा-सहिष्णु मक्का की किस्मों ने सूखे प्रभावित क्षेत्रों में किसानों की आय में वृद्धि करने में मदद की है।
Conclusion
संक्षेप में, प्रतिबल क्रियात्मकता पौधों के अस्तित्व और उत्पादकता के लिए महत्वपूर्ण है। बीज अंकुरण और विकास एक जटिल शारीरिक प्रक्रिया है जो पर्यावरणीय कारकों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। पर्यावरणीय तनावों का प्रभाव कम करने के लिए, सूखा-सहिष्णु और लवणता-सहिष्णु पौधों की किस्मों का विकास महत्वपूर्ण है। भविष्य में, आनुवंशिक इंजीनियरिंग और अन्य तकनीकों का उपयोग करके पौधों की तनाव सहिष्णुता में सुधार करने पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए ताकि कृषि उत्पादकता को बढ़ाया जा सके और खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.