Agriculture Technology : भात हे जगातील सर्वाधिक लोकांच्या आहारातील मुख्य घटक असून, त्याची लागवड ही जागतिक पातळीवर सर्वाधिक होते. मात्र जागतिक पातळीवरील एकूण मिथेन उत्सर्जनाच्या सुमारे ८ ते १३ टक्के उत्सर्जन हे दीर्घकाळ पाण्याखाली राहणाऱ्या भातशेतीतून होते. त्यामुळे जागतिक तापमान वाढीच्या समस्येसाठी कारणीभूत ठरणाऱ्या या वाढत्या मिथेन उत्सर्जनाची समस्याही तितकीच मोठी असल्याचे हवामान शास्त्रज्ञ सातत्याने सांगत आहेत.

भातशेतीतून मिथेन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी कृषी शास्त्रज्ञ सातत्याने प्रयत्न करत आहेत. या मालिकेमध्ये पुनर्लागवडीच्या भात परिसंस्थेतून होणारे मिथेन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी गुजरात येथील आणंद कृषी विद्यापीठामध्ये कुलगुरू डॉ. के. बी. कथिरिया यांच्या मार्गदर्शनाखाली संशोधन धोरण आखण्यात आले होते.

त्या अंतर्गत विद्यापीठातील अनेक शास्त्रज्ञांनी पुढाकार घेत संशोधन केले. त्यात त्यांनी सूक्ष्म जैविक घटकांचा वापर केला आहे. आणंद कृषी विद्यापीठातील कृषी सूक्ष्मजीवशास्त्र विभागाचे प्रमुख डॉ. राजाबाबू व्यास यांच्या मार्गदर्शनाखाली पीएच. डी. करताना योगेश्‍वरी के. झाला यांनी मिथेनोट्रॉफिक जिवाणूंमधून अधिक कार्यक्षम असे सात जिवाणू समुदाय वेगळे केले आहेत.

स्वतःच्या वाढीसाठी कार्बनचा एकमेव स्रोत म्हणून मिथेनचा वापर करणाऱ्या काही जिवाणू प्रजाती असतात, त्यांना ‘मिथेलोट्रॉफिक बॅक्टेरिया’ म्हणतात. त्यामध्ये बॅसिलस एरियस, पेईनीबॅसिलस इल्लिनॉइसेन्सिस, बॅसिलस मेगाटेरियम हे तीन रायझोस्फेहरिक मिथेलोट्रॉफ जिवाणू असून, स्टॅफिलोकोक्कस सॅप्रोफायटिकसॉ, बॅसिलस सबटिलिस स्पे. स्पिंझिझेनिई, बॅसिलस मिथेलोट्रॉफिकस या तीन फायलोस्फेहरिक मिथेलोट्रॉफिक जिवाणूंचा समावेश आहे. त्यापासून भात शेतीमध्ये वापरण्यायोग्य असे फॉर्म्यूलेशन तयार केले आहे.

या सर्व प्रजाती मिथेनच्या ऑक्सिडायजिंगचे काम वेगाने करतात. म्हणजेच या जिवाणूंमध्ये असलेली विकरे (एन्झाइम्स) उदा. पर्टिक्युलेट मिथेन मोनोऑक्सिजेनेस (pMMO), सोल्युबल मिथेन मोनोऑक्सिजेनेस (sMMo) आणि मिथेनॉल डायहायड्रोजेनेस (MDH) ही मिथेनचे (CH4) रूपांतर फॉर्माल्डिहाईडमध्ये (CH2O) करतात. त्याचे पुढे खनिजीकरण होऊन कार्बन डायऑक्साइड आणि पाणी तयार होते. या प्रक्रियेमुळे शेतातून होणारे उत्सर्जन कमी होण्यास मदत होते.

हे जिवाणू मिथेनचे उत्सर्जन कमी करण्यासोबतच पिकांच्या वाढीसाठी आवश्यक अशा स्फुरद विरघळवणे, पालाशचे वहन, नत्राचे स्थिरीकरण अशी कामेही करतात. या जिवाणूंच्या सान्निध्यात प्रकाश संश्लेषणाला मदत करणाऱ्या उपयुक्त बुरशींची वाढ चांगल्या प्रकारे होते. पिकाच्या जोमदार वाढीला मदत होते.

सध्या मिथेन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी सिंचनाखालील शेतीमध्ये विविध मशागतीय पद्धतींचा अवलंब करण्याचा आग्रह धरण्यात येतो. मात्र सामान्य शेतकऱ्यांना पारंपरिक चिखलणी आणि भातरोपांच्या लागवडीपासून अन्य पद्धतीकडे वळविणे तुलनेने अवघड ठरते. अशा वेळी या जिवाणूंची पुनर्लागवडीपूर्वी रोपांच्या मुळांवर फक्त १५ मिनिटे प्रक्रिया करणे हे अत्यंत सोपे ठरते. त्यातून मिथेनचे उत्सर्जन १० टक्क्यांपर्यंत कमी होत असल्याचे विद्यापीठाने मध्य गुजरातमध्ये राबविलेल्या पथदर्शी प्रकल्पातून दिसून आले आहे.

२०१८ मध्ये आणंद कृषी विद्यापीठाने शेतकऱ्यांसाठी केलेली शिफारस

मध्य गुजरात कृषी हवामान विभागातील रोपवाटिका व पुनर्लागवड पद्धतीने भातशेती (स्थानिक नाव - खरिपातील गुरजारी) करणाऱ्या शेतकऱ्यांनी भातासाठी हेक्टरी ८० किलो नत्र, २० स्फुरद आणि २० किलो पालाश द्यावे. या पद्धतीमध्ये रोपे तयार झाल्यानंतर लागवडीपूर्वी रोपांची मुळे ५ मिलि मिथिलोट्रॉफिक बॅक्टेरियल कन्सॉर्शियम प्रति लिटर पाणी या प्रमाणे तयार केलेल्या द्रावणात १५ मिनिटे बुडवून ठेवावीत. अधिक उत्पादन मिळण्यासाठी पुनर्लागवडीनंतर ३० दिवसांनी एक फवारणी घ्यावी. यामुळे नत्र आणि स्फुरद मात्रेमध्ये प्रत्येकी २० टक्के बचत होते आणि भात शेतीतून होणारे मिथेन उत्सर्जन कमी होते.

भातातून मिथेन उत्सर्जन नेमके कसे होते?

जमिनीमध्ये तयार झालेला मिथेन हा पाण्यात बुडालेल्या भात पिकाच्या मुळांद्वारे शोषला जातो. तो रोपाच्या वायू वहन प्रणालीद्वारे वाहून नेला जातो. तो रोपाच्या पोकळ्यातून (अरेनचायमा -Aerenchyma) वातावरणामध्ये सोडला जातो. या प्रक्रियेने वातावरणातील ऑक्सिजन वायू उलटा प्रवास करत मुळांपर्यंत पोहोचवला जातो. भात रोपांच्या दांड्यामध्ये असलेल्या पोकळ्यांच्या (अरेनचायमाच्या) संख्येवरूनच त्या जातीतून होणारे मिथेन उत्सर्जनाचे प्रमाण ठरते. त्यामुळे कमीत कमी मिथेन उत्सर्जन करणाऱ्या भात जातींची पैदास करून त्यांची लागवड करण्याबाबत आग्रह धरला जातो.

आणंद कृषी विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांच्या गटाने कमी मिथेन उत्सर्जन करण्याची क्षमता असलेल्या दोन भात जाती ओळखण्यात यश मिळवले आहे. या दोन जातींची पैदास आणि मोठ्या प्रमाणात लागवड करण्याच्या दृष्टीने अधिक संशोधन केले जात असल्याची माहिती आणंद कृषी विद्यापीठाचे कुलगुरू डॉ. के. बी. कथिरिया यांनी दिली.

पुरस्कार व सन्मान ः

डॉ. योगेश्‍वरी झाला यांच्या या संशोधनाला ‘जागर नाथ रैना स्मृती संपूर्ण भारतातील सर्वोत्कृष्ट डॉक्टरल संशोधन पुरस्कार - २०१५’ मिळाला आहे.

या नावीन्यपूर्ण मिथेन विघटन करणाऱ्या स्थानिक जिवाणूंची नोंद इंडिया बुक रेकॉर्डस -२०१८ (RNI no - HARENG/2010/32259) मध्ये घेण्यात आली आहे.

संपूर्ण शास्त्रज्ञांच्या समुदायासाठी बॅसिलस एरियस एएयू एम-८ या कल्चरला प्रमाणित स्ट्रेन म्हणून मान्यता दिली असून, ‘अमेरिकन टाइप कल्चर कलेक्शन (ATCC)’ मध्ये साठविण्यात आले आहे.

भात उत्पादन आणि मिथेन उत्सर्जनाची स्थिती...

भारत हा जगातील दुसरा मोठा भात उत्पादक देश आहे.

भाताचे उत्पादन १३४ दशलक्ष मे. टन (जगाच्या २६ टक्के) भारतात होते.

२०२२ -२३ मध्ये भारताने २२.४ दशलक्ष मे. टन तांदळाची निर्यात केली.

भारतामध्ये भाताचे उत्पादन हे चार प्रकारे घेतले जाते.

१. सिंचित क्षेत्र ४९.५ टक्के

२. पावसावर आधारित किनारावर्ती खोलगट भाग ३२.४ टक्के

३. पावसावर आधारित पठारी (उंचावरील) भाग १३.५ टक्के

४. पूरप्रवण क्षेत्र ४.६ टक्के

गुजरातमधील भाताचे क्षेत्र सुमारे ९.४७ लाख हेक्टर. त्यातील ६० टक्के सिंचित क्षेत्रात लागवड.

महाराष्ट्रात भाताखाली १४.९९ लाख हेक्टर क्षेत्र असून, यापैकी साधारण ७.३२ लाख हेक्टर क्षेत्र हे विदर्भात आहे. देशातील एकूण भात क्षेत्रापैकी ७८ टक्के क्षेत्र हे सिंचनाखाली आहे.

सिंचित क्षेत्रात घेतले जाणारे हे भाताचे उत्पादनामध्ये हवारहित स्थितीमध्ये विघटनाच्या प्रक्रियेमध्ये प्रामुख्याने हरितगृह वायू (मिथेन आणि नायट्रस ऑक्साइड) उत्सर्जन होते. एकूण मिथेन उत्सर्जनाच्या ११ ते १३ टक्के हे भात शेतीतून होत असल्याचा दावा शास्त्रज्ञ करतात.

१९९० ते २०१९ या काळात जगभरामध्ये भातशेतीतून होणाऱ्या मिथेन उत्सर्जनामध्ये १२९ टक्के आणि नायट्रस ऑक्साइड उत्सर्जनामध्ये १३३ टक्क्यांनी वाढ झाल्याचे आढळले आहे.

एकूण हरितगृह वायू उत्सर्जनाच्या ७९ टक्के उत्सर्जन हे ऊर्जा, उद्योग, वाहतूक आणि बांधकाम क्षेत्रातून होते, तर २२ टक्के उत्सर्जन हे कृषी, जंगले आणि अन्य प्रकारच्या जमीन वापरातून होते.

- डॉ. योगेश्वरी झाला ९७२६८५८६१४