Crop Nutrition : पिकांचे पोषण, वाढीसाठी सूक्ष्मजीवांचे कार्य व महत्त्व

डॉ. मुकुंद देशपांडे

Crop Nutritient Management :पिकाला विविध मूलद्रव्ये उपलब्ध करून देण्यात सूक्ष्मजीवांचा मोलाचा वाटा आहे. सूक्ष्मजीवांवर आधारित खतांचे म्हणूनच महत्त्व आहे. पिकांची वाढ, पोषण-मूल्ये, संरक्षण प्रणाली या बाबी त्यामुळे वाढण्यास मदत होते. सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ कार्ल वोझ यांचे भाकीत असे आहे की सूक्ष्मजीवशास्त्र हे मानवाच्या पुढील वाटचालीत प्रमुख आणि मध्यवर्ती भूमिकेत असणार आहे.

शेती म्हटले की रासायनिक खते, त्यांचा अमर्याद किंवा अतिरेकी वापर आणि त्या अनुषंगाने जमिनीच्या सुपीकतेचा प्रश्न उभा राहतो. उदाहरण सांगायचे तर शेतकरी नत्रासाठी सर्वात जास्त युरियाचा वापर करतात. पण संशोधकांच्या मते अनेकवेळा जवळपास ७० टक्के खत पिकांपर्यंत न पोचता अति पाण्यामुळे जमिनीत मुरून बसते किंवा हवेत उडून जाते. ही समस्या टाळायची असेल तर सूक्ष्मजीव आपल्याला मदत करू शकतात. जमिनीच्या वरच्या थरात हेक्टरी सुमारे १ ते १० टन सूक्ष्मजीव असतात. बहुतेक सर्वच कमी अधिक प्रमाणात कार्बन, नत्र, स्फुरद आणि अन्य मूलद्रव्यांच्या जैविक चक्रांमध्ये योगदान देतात. वनस्पतींना जास्त प्रमाणात लागणारी सहा मूलद्रव्ये म्हणजे नत्र, स्फुरद, पालाश, कॅल्शिअम, मॅग्नेशिअम आणि गंधक ही आहेत. तर अल्प प्रमाणात लागणारी क्लोरीन, बोरॉन, लोह, मॅंगेनिज, तांबे, जस्त, निकेल आणि मॉलिब्डेनम अशी एकंदर १४ मूलद्रव्ये होतात. वनस्पतींना ती मिळवून देण्यासाठी सूक्ष्मजीवाणू उपयोगी असतात.

नत्र पुरवठ्यातील प्रक्रियेत सहभागी जिवाणू

तसे पाहता संशोधन क्षेत्रात यादी मोठी आहे. पण व्यावसायिक दृष्ट्या यातील काहीच सूक्ष्मजीव शेतीत वापरले जातात. हवेमध्ये नत्र हा वायू रूपात ७८ टक्के प्रमाणात असतो. जिवाणू तो वनस्पतींना अमोनिया च्या रूपात मिळवून देतात. तर नायट्रोझोमोनास आणि नायट्रोबॅक्टर हे जिवाणू अमोनिया, नायट्राईट आणि नायट्रेट मध्ये बदलतात. यांचा शेतीत कसा उपयोग होतो ते पाहूया. युरिया हे रासायनिक खत ३० ते ४० टक्के अमोनियाच्या रूपात पिकांपर्यंत पोचते. उर्वरित खत जास्त पाण्यामुळे जमिनीत मुरून बसते किंवा हवेत उडून जाते. त्यानंतर पिकाला हव्या त्या रूपात तो पुरवण्यामागे जी प्रक्रिया आहे त्यात नायट्रोझोमोनास, नायट्रोबॅक्टर, थायोबॅसिलस, अक्रोमोबॅकटर, स्युडोमोनास, बॅसिलस, आणि अन्य जिवाणू कार्यरत असतात. काही जिवाणू नायट्रेटचे रूपांतर पुन्हा अमोनियामध्ये करतात. जो पिकाला उपयोगी असतो.

स्फुरदाची उपलब्धता

स्फुरद दोन प्रकारांच्या म्हणजे असेंद्रिय व सेंद्रिय रूपात जमिनीत असतो. स्युडोमोनास, बॅसिलस, आणि रायझोबियम हे जिवाणू अनेक प्रकारची सेंद्रिय आम्ले आणि त्याच बरोबर ॲसिड फॉस्फटेज ही विकर तयार करतात. त्यामुळे पिकांना विद्राव्य रूपात स्फुरद मिळू शकतो. जमिनीतील स्फुरद ३० ते ८० टक्के सेंद्रिय स्वरूपात असतो. फायटेज आणि फॉस्फटेज या दोन विकरांमुळे तो पिकांना मिळू शकतो. स्युडोमोनास, बॅसिलस, बर्खहोलडेरिया, एनटेरोबॅकटर, क्लेब्सिएल्ला आदी जिवाणू तसेच ॲस्परजीलस, म्युकर, पेनिसिलियम, रायझोपस आणि ट्रायकोडर्मा या बुरशी अशा विकर निर्मितीत सहभागी असतात. बर्खहोलडेरिया आणि एनटेरोबॅकटर हे सूक्ष्मजीव इंडोल सारखे संप्रेरक आणि सिडेरॉफोर (आयर्न संप्रेषित करणारे पदार्थ) तयार करून पिकांना मदत करतात.

पालाशची उपलब्धता

पोटॅशिअमचे (पालाश) क्लोराइड, सल्फेट, थायोसल्फेट असे विविध क्षार जमिनीत आढळतात. बॅसिलसच्या अनेक प्रजाती तसेच पेनिबॅसिलस, ॲसिडो थायोबॅसिलस हे पोटॅश विद्राव्य स्वरुपात उपलब्ध होण्यासाठी मदत करतात. पोटॅश पिकाची कीड- रोगाशी लढण्याची ताकद वाढविते. वास्तविक पोटॅश हे मुबलक प्रमाणात जमिनीत असते. पण पिकाला ते सहजासहजी ते मिळत नाही आणि याचसाठी त्याचे विद्राव्य स्वरुपात उपलब्ध करणारे सूक्ष्मजीव महत्त्वाचे असतात. हे सूक्ष्मजीव विविध सेंद्रिय आम्ले तयार करतात. स्फुरदच नव्हे तर पालाश, जस्त, लोह आदी मूलद्रव्यांचे विद्राव्यकरण या माध्यमातून करणे शक्य होते.

गंधक व जस्त उपलब्धतेत सूक्ष्मजीवांचे कार्य

गंधक अर्थात सल्फर हे महत्वाचे मूलद्रव्य आहे. सल्फाटेज हे विकर पिकांसाठी उपयोगी रूपात मिळवून देण्याचे काम गंधक करते. अल्कालीजीन्स, बॅसिलस, ॲसिडोथायोबॅसिलस, थायोबॅसिलस, स्युडोमोनास, झांथोबॅक्टर आदी जिवाणू तर पेनिसिलियम, ॲस्परजीलस, मायरोथेसियम या बुरशी देखील या प्रक्रियेमध्ये योगदान देतात. अल्प प्रमाणात लागणाऱ्या मूलद्रव्यांमध्ये झिंक देखील महत्वाचे मूलद्रव्य आहे. बॅसिलस, थायोबॅसिलस, स्युडोमोनास, रायझोबियम, अझोस्पिरिलम हे सूक्ष्मजीव जस्ताचे विद्राव्यकरण करू शकतात. अर्थात कोणतेही जीवाणूयुक्त खत वापरताना मातीचे विश्लेषण करणे गरजेचे आहे. त्याचप्रमाणे त्यांच्या गुणधर्माप्रमाणे कोणत्या वातावरणात आणि कोणत्या पिकांना ते जास्त उपयोगी असतात हे पाहणेही महत्वाचे असते. उदाहरणार्थ अझोस्पिरिलम हा कमी ऑक्सिजनमध्ये वाढणारा, हवेतील नत्र वनस्पतींना मिळवून देणारा आणि अनेक संप्रेरके तयार करणारा सूक्ष्मजीव आहे. तो चांगल्याप्रकारे भातशेतीत काम करू शकतो. शेतात कुठल्या पिकासाठी कुठली रायझोबियमची प्रजाती वापरणे योग्य आहे.

बुरशींचे महत्त्व

काही बुरशी देखील वनस्पतीबरोबर सहजीवन जगतात. बुरशीचे कवकजाल हे वनस्पतीच्या मुळां भोवती पसरते आणि जमिनीतील अन्नपदार्थ शोषून घेण्यास वनस्पतीला मदत करते. थोडक्यात जिथे मुळे पोहोचू शकत नाहीत तिथून बुरशी वनस्पतीला अन्न पुरविते. या बुरशी मायकोरायझा नावाने ओळखल्या जातात. यातही दोन प्रकार असतात. काही मुळांच्या बाहेर असतात तर काही मुळांमध्ये वाढतात. अशा बुरशी स्फुरद, जस्त, कॉपर आणि अन्य मूलद्रव्ये वनस्पतींना पुरविते. त्याचप्रमाणे जमिनीतून पाणी जास्त शोषून घेते. वातावरणातील तापमान वाढले किंवा जमिनीत जास्त क्षार किंवा विषारी मूलद्रव्ये वाढली तरी वनस्पतींचे त्यापासून संरक्षण करते.

अप्रत्यक्षपणे मायकोरायझा ही बुरशी वनस्पतीचे शरीरविज्ञान सांभाळते. कीड आणि रोगकारक बुरशी नियंत्रणाबरोबर मेटारायझियम, बिव्हेरिया, ट्रायकोडर्मा या बुरशी पिकाच्या वाढीस उपयुक्त असतात. त्या वनस्पतींना जमिनीतील मूलद्रव्ये मिळवून देण्यास मदत करतात. मेटारायझियम ही बुरशी काही विकर तयार कर.ते ज्या योगे डाळवर्गीय पिकांमध्ये मुळांवर गाठी वाढतात.

- डॉ. मुकुंद देशपांडे, ९०११३५८९७७

(लेखक राष्ट्रीय रासायनिक प्रयोगशाळा येथील निवृत्त शास्त्रज्ञ व उद्योजक आहेत.)

अझोटोबॅक्टरच्या कार्याविषयी

अझोटोबॅक्टर हा जिवाणू पिकांना नत्र मिळवून देतो. शिवाय थायमिन, रायबोफ्लेव्हीन ही जीवनसत्वे व इंडोल ॲसेटिक ॲसिड, जिबरेलिन्स अशी संप्रेरकेही तयार करतो. काही प्रजाती मुळांची चांगली वाढही करू शकतात. माझ्या मते रायझोबियम हे जैविक खत बाकीच्या जैविक खतांप्रमाणे सरधोपटपणे वापरता येत नाही. वेगवेगळ्या डाळवर्गीय पिकांमध्ये मुळांवर गाठी असतात. हवेतील नत्र अमोनियाच्या स्वरूपात पिकांना मिळवून देण्याचे कार्य हा रायझोबियम जिवाणू करतो. परंतु त्याच्या प्रजाती या फक्त विशिष्ट यजमान डाळवर्गीय पिकाला हवेतील नत्र मिळवून देतात. त्यामुळे शेतात कुठल्या पिकासाठी कुठली रायझोबियमची प्रजाती वापरणे योग्य आहे याचा अभ्यास करायला हवा. ज्यायोगे उत्पादन वाढेल हे बघणे महत्त्वाचे आहे.

जीवाणूंचे प्रकार

तसे पाहिले तर वनस्पतीच्या मुळांच्या कक्षेत तीस हजारांच्यावर विविध सूक्ष्मजीव असतात. ते वनस्पतीची वाढ चांगल्या प्रकारे होण्यासाठी मदत करतात. सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन, अन्नाचा पुरवठा, पाणी शोषून घेणे, तण तसेच रोगकारक बुरशीचा नाश करणे अशी कार्ये ते करतात. पण सातत्याने एकच पीक घेतल्याने जमिनीची सुपीकता वा कस कमी होतो. त्यासाठी सूक्ष्मजीव युक्त जैविक खते जमिनीत बाहेरून वापरणे गरजेचे असते. हवेतील नत्र पिकांना मिळवून देण्याचे काम दोन प्रकारचे जिवाणू करतात. यात वनस्पतीबरोबर सहजीवन व्यतीत करणारे आणि सहजीवन नसणारे असे त्यांचे प्रकार आहेत. रायझोबियम, अनाबेना, फ्रँकिया हे वनस्पतींबरोबर सहजीवन व्यतीत करतात. तर अझोटोबॅक्टर, बिजेरिंकिया, क्लेबसिएला आणि नव्याने वापरात आलेला ग्लुकोनो असिटोबॅक्टर डायअझोट्रोपिकस हे सहजीवन नसणाऱ्या प्रकारांत येतात.