लवणता पौधों में वृद्धि एवं प्रकाश-संश्लेषण को कैसे प्रभावित करती है ? पौधों द्वारा लवण प्रतिबल से बचने की क्रियाविधियों पर प्रकाश डालिए ।

लवणता का पौधों की वृद्धि एवं प्रकाश-संश्लेषण पर प्रभाव

लवणता पौधों में कई प्रकार के तनाव उत्पन्न करती है, जो उनकी वृद्धि और प्रकाश-संश्लेषण क्षमता को सीधे प्रभावित करते हैं:

• परासरणी तनाव (Osmotic Stress): उच्च लवण सांद्रता के कारण मृदा विलयन की परासरणीय क्षमता (osmotic potential) कम हो जाती है। इससे पौधों के लिए जल का अवशोषण करना कठिन हो जाता है, भले ही मिट्टी में पर्याप्त नमी हो। यह एक प्रकार का 'शारीरिक सूखा' उत्पन्न करता है, जिससे पौधे मुरझा जाते हैं और वृद्धि धीमी हो जाती है।
• आयनिक विषाक्तता (Ionic Toxicity): जब पौधे अत्यधिक लवण, विशेषकर सोडियम (Na+) और क्लोराइड (Cl-) आयनों को अवशोषित करते हैं, तो ये आयन पत्तियों और अन्य ऊतकों में जमा हो जाते हैं। इन आयनों की उच्च सांद्रता एंजाइमों की गतिविधियों को बाधित करती है, प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित करती है, और कोशिका झिल्ली को नुकसान पहुँचाती है, जिससे कोशिकाएं मर सकती हैं।
• पोषक तत्वों का असंतुलन (Nutrient Imbalance): लवणता मिट्टी से आवश्यक पोषक तत्वों के अवशोषण को बाधित करती है। उदाहरण के लिए, सोडियम आयन पोटेशियम (K+) और कैल्शियम (Ca2+) जैसे महत्वपूर्ण आयनों के अवशोषण को प्रतिस्पर्धी रूप से रोक सकते हैं, जिससे पौधों में इन पोषक तत्वों की कमी हो जाती है। यह क्लोरोफिल संश्लेषण को भी प्रभावित कर सकता है।
• प्रकाश-संश्लेषण पर प्रभाव:
  • क्लोरोफिल का क्षरण: अत्यधिक लवणता क्लोरोफिल अणुओं को नष्ट कर सकती है, जिससे पत्तियां पीली पड़ जाती हैं (क्लोरोसिस)। चूंकि क्लोरोफिल प्रकाश-संश्लेषण के लिए आवश्यक है, इसका क्षरण प्रकाश ऊर्जा के अवशोषण को कम करता है।
  • स्टोमेटा का बंद होना: परासरणी तनाव के कारण पौधे वाष्पोत्सर्जन को कम करने के लिए अपने स्टोमेटा (पर्णरंध्र) बंद कर देते हैं। स्टोमेटा बंद होने से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) का पत्तियों में प्रवेश बाधित होता है, जो प्रकाश-संश्लेषण के लिए एक प्रमुख कच्चा माल है।
  • प्रकाश-संश्लेषक एंजाइमों की गतिविधि में कमी: लवण आयनों की विषाक्तता या पोषक तत्वों के असंतुलन के कारण प्रकाश-संश्लेषण में शामिल एंजाइम, जैसे RuBisCO (जो CO2 स्थिरीकरण में महत्वपूर्ण है), की गतिविधि कम हो जाती है।
  • प्रकाश-श्वसन में वृद्धि: कुछ पौधों में, CO2 की कमी के कारण RuBisCO ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने लगता है, जिससे प्रकाश-श्वसन (Photorespiration) की दर बढ़ जाती है। प्रकाश-श्वसन एक ऊर्जा-खर्चीली प्रक्रिया है जो प्रकाश-संश्लेषण की दक्षता को कम करती है।
• कोशिका वृद्धि और विभाजन में कमी: लवणता कोशिका वृद्धि और विभाजन को बाधित करती है, जिससे पौधे का समग्र विकास रुक जाता है, शाखाओं और पत्तियों की संख्या कम हो जाती है, और अंततः उपज में भारी गिरावट आती है।

पौधों द्वारा लवण प्रतिबल से बचने की क्रियाविधियां

पौधों ने लवण प्रतिबल का सामना करने के लिए विभिन्न शारीरिक, जैव रासायनिक और आणविक क्रियाविधियां विकसित की हैं। इन क्रियाविधियों को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में बांटा जा सकता है:

1. लवण से बचाव/निष्कासन (Salt Exclusion/Avoidance):

• जड़ द्वारा लवण का निष्कासन: कुछ पौधे (लवण बहिष्कृत करने वाले) जड़ों के माध्यम से लवण आयनों को अवशोषित होने से रोकते हैं, या उन्हें जाइलम में प्रवेश करने से पहले ही जड़ों के बाहरी ऊतकों में जमा कर देते हैं।
• पत्तियों से लवण का स्राव: कुछ लवण-सहिष्णु पौधों में विशेष ग्रंथियां (नमक ग्रंथियां) होती हैं जो पत्तियों की सतह पर अतिरिक्त लवण को स्रावित करती हैं। उदाहरण के लिए, मैंग्रोव पौधों में यह क्रियाविधि देखी जाती है।
• पत्तियों का झड़ना: कुछ पौधे अत्यधिक लवण जमा होने वाली पुरानी पत्तियों को गिरा देते हैं, जिससे पौधे के शेष हिस्सों में लवण की सांद्रता कम हो जाती है।

2. लवण सहनशीलता (Salt Tolerance):

• परासरणी समायोजन (Osmotic Adjustment): पौधे कोशिका के अंदर संगत विलेय (compatible solutes) जैसे प्रोलाइन, ग्लाइसिन बीटाइन, शर्करा और पॉलीओल्स का संश्लेषण और संचय करते हैं। ये विलेय कोशिका के परासरणीय विभव को कम करते हैं, जिससे जल का अवशोषण बना रहता है और एंजाइमों को हानिकारक आयनों से बचाया जा सकता है।
• आयनिक समस्थापन (Ionic Homeostasis): पौधे अपनी कोशिकाओं के भीतर आयनों की सांद्रता को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करते हैं। इसमें कुछ आयनों को रिक्तिका (vacuole) में sequester करना शामिल है, जहाँ वे चयापचय प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप नहीं करते। सोडियम/हाइड्रोजन एंटीपोर्टर (Na+/H+ antiporter) प्रोटीन इसमें महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
• एंटीऑक्सीडेंट तंत्र (Antioxidant System): लवण तनाव से प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) का उत्पादन बढ़ जाता है, जो कोशिकाओं को नुकसान पहुँचा सकते हैं। पौधे एंजाइमेटिक (जैसे सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस, कैटेलेज, परऑक्सीडेज) और गैर-एंजाइमेटिक (जैसे एस्कॉर्बेट, ग्लूटाथियोन, टोकोफेरोल) एंटीऑक्सीडेंट के उत्पादन को बढ़ाकर ROS को निष्क्रिय करते हैं।
• जड़ विकास में परिवर्तन: कुछ पौधे लवणता के प्रति प्रतिक्रिया में अपनी जड़ प्रणाली को अधिक फैलाते हैं ताकि अधिक से अधिक जल और पोषक तत्वों का अवशोषण कर सकें।

3. लवण प्रतिरोधी जीन (Salt Resistant Genes) का सक्रियण:

• आधुनिक कृषि अनुसंधान में, वैज्ञानिक उन जीनों की पहचान और हेरफेर कर रहे हैं जो पौधों को लवणता के प्रति अधिक सहिष्णु बनाते हैं। इनमें लवण परिवहन, परासरणी समायोजन और एंटीऑक्सीडेंट रक्षा से जुड़े जीन शामिल हैं। जैसे कि HvNHX1 जीन, जो जौ में लवण सहनशीलता से जुड़ा है।

इन क्रियाविधियों के माध्यम से पौधे विभिन्न स्तरों पर लवण प्रतिबल का सामना करते हैं, जिससे वे प्रतिकूल परिस्थितियों में भी जीवित रह पाते हैं और अपनी वृद्धि तथा विकास को बनाए रख पाते हैं।