AGRON 111 · Lecture 19: Allelopathy — Meaning and Importance in Crop Production (एलीलोपैथी / जैव-रासायनिक पारस्परिक क्रिया: अर्थ एवं फसल उत्पादन में महत्व)
Lecture 19: Allelopathy — Meaning and Importance in Crop Production (एलीलोपैथी / जैव-रासायनिक पारस्परिक क्रिया: अर्थ एवं फसल उत्पादन में महत्व)
B.Sc. (Hons.) Agriculture — Semester I | Fundamentals of Agronomy (सस्य विज्ञान के मूल सिद्धांत)
🎯 1. अध्ययन के उद्देश्य (Learning Objectives)
इस व्याख्यान के गहन अध्ययन के पश्चात विद्यार्थी निम्नलिखित विषयों को समझने और समझाने में पूर्णतः सक्षम होंगे:
एलीलोपैथी की उत्पत्ति एवं संकल्पना (Origin & Concept of Allelopathy): हंस मोलिश (Hans Molisch, 1937) तथा ई.एल. राइस (E.L. Rice, 1984) द्वारा दी गई वैज्ञानिक परिभाषाओं एवं ऐतिहासिक पृष्ठभूमि को समझना।
एलीलोकेमिकल्स एवं उत्सर्जन मार्ग (Allelochemicals & Release Pathways): द्वितीयक उपापचयी रसायनों (Secondary Metabolites) और पर्यावरण में उनके निकलने के चारों मुख्य मार्गों (वाष्पीकरण, निक्षालन, जड़ स्राव, अवशेष अपघटन) का विश्लेषण करना।
एलीलोपैथी का वर्गीकरण (Classification of Allelopathy): वास्तविक बनाम कार्यात्मक (True vs Functional), स्व-विषाक्तता बनाम पर-विषाक्तता (Autotoxicity vs Heterotoxicity), तथा धनात्मक बनाम ऋणात्मक एलीलोपैथी में अंतर करना।
प्रतिस्पर्धा बनाम एलीलोपैथी (Competition vs Allelopathy): पादप हस्तक्षेप (Plant Interference = Allelopathy + Competition) में संसाधन ह्रास (Resource Depletion) और रासायनिक संकलन (Chemical Addition) के मौलिक भेद को समझना।
कृषि पारिस्थितिकी तंत्र में अंतःक्रियाएँ (Interactions in Agro-ecosystems): फसल-खरपतवार, खरपतवार-फसल, फसल-फसल एवं वृक्ष-फसल (Agroforestry) के मध्य प्रमुख एलीलोपैथिक प्रभावों की पहचान करना।
फसल उत्पादन में व्यावहारिक महत्व (Importance in Crop Production): बायो-हर्बीसाइड्स (Mesotrione, Cinmethylin), स्मदर फसलों (Smother Crops), आत्मघाती अंकुरण (Suicidal Germination) एवं सूत्रकृमि नियंत्रण में एलीलोपैथी का उपयोग।
🌱 2. प्रस्तावना (Introduction)
प्रकृति में कोई भी पौधा एकाकी (In isolation) जीवन यापन नहीं करता। खेत में उगने वाली फसलें, खरपतवार (Weeds), कृषि-वानिकी के वृक्ष (Agroforestry trees) तथा मृदा सूक्ष्मजीव (Soil microorganisms) निरंतर एक-दूसरे के साथ भौतिक और रासायनिक रूप से अंतःक्रिया (Interaction) करते रहते हैं। पारंपरिक रूप से यह माना जाता था कि एक पौधा दूसरे पौधे की वृद्धि को केवल जल, पोषक तत्व, सूर्य के प्रकाश और स्थान (Space) की भौतिक प्रतिस्पर्धा (Competition) के माध्यम से ही प्रभावित करता है। किंतु आधुनिक सस्य विज्ञान और पादप शरीर क्रिया विज्ञान (Plant Physiology) ने यह सिद्ध किया है कि पौधे अपने चारों ओर के वातावरण में कुछ विशिष्ट जैव-रासायनिक यौगिक (Biochemical compounds) भी छोड़ते हैं, जो पड़ोसी पौधों के अंकुरण (Germination), जड़ वृद्धि (Root elongation) और उपज को या तो बाधित (Inhibit) करते हैं या कभी-कभी प्रोत्साहित (Stimulate) करते हैं।
पौधों के बीच इस प्रकार की रासायनिक अंतःक्रिया को ही एलीलोपैथी (Allelopathy / जैव-रासायनिक पारस्परिक क्रिया या पर-रासायनिक प्रभाव) कहा जाता है। उदाहरण के लिए, गाजर घास (Parthenium hysterophorus) के आसपास अन्य वनस्पतियों का न उग पाना, काले अखरोट (Juglans nigra) के पेड़ के नीचे टमाटर या आलू का मुरझा जाना, अथवा ज्वार (Sorghum bicolor) और सूरजमुखी (Helianthus annuus) की फसल के बाद अगली फसल के अंकुरण में कमी आना—ये सभी एलीलोपैथी के प्रत्यक्ष उदाहरण हैं। टिकाऊ कृषि (Sustainable Agriculture) और एकीकृत खरपतवार प्रबंधन (Integrated Weed Management – IWM) के युग में एलीलोपैथी का अध्ययन अत्यंत महत्वपूर्ण हो गया है, क्योंकि इसके माध्यम से सिंथेटिक शाकनाशियों (Synthetic Herbicides) पर निर्भरता कम करके पर्यावरण-अनुकूल जैव-शाकनाशी (Bio-herbicides) और स्मदर फसल प्रणाली विकसित की जा सकती है।
- ‘Allelopathy’ शब्द का सर्वप्रथम प्रयोग ऑस्ट्रिया के प्रसिद्ध पादप कार्यिकी वैज्ञानिक हंस मोलिश (Hans Molisch) ने वर्ष 1937 में अपनी जर्मन पुस्तक “Der Einfluss einer Pflanze auf die andere – Allelopathie” (The Effect of One Plant on Another — Allelopathy) में किया था।
- आधुनिक एलीलोपैथी के जनक के रूप में ई.एल. राइस (Elroy Leon Rice) को जाना जाता है, जिन्होंने वर्ष 1974 और 1984 में अपनी प्रसिद्ध पुस्तक “Allelopathy” प्रकाशित की।
- पादप हस्तक्षेप का मूल समीकरण: Interference (हस्तक्षेप) = Competition (प्रतिस्पर्धा / Allelospoly) + Allelopathy (एलीलोपैथी) (Muller, 1969; Harper, 1977)।
📘 3. विस्तृत अध्ययन सामग्री (Complete Study Material)
3.1 एलीलोपैथी की व्युत्पत्ति, अर्थ एवं वैज्ञानिक परिभाषाएँ (Etymology, Meaning & Scientific Definitions)
शब्द व्युत्पत्ति (Etymology): अंग्रेजी शब्द ‘Allelopathy’ ग्रीक भाषा (Greek language) के दो शब्दों से मिलकर बना है:
- Allelon (एलीलोन): जिसका अर्थ है “Of each other” या “Mutual” (एक-दूसरे का / पारस्परिक)।
- Pathos (पैथोस): जिसका अर्थ है “To suffer” या “Feeling / Sensitive” (पीड़ा पहुँचाना / कष्ट सहना या प्रभाव)।
इस प्रकार शाब्दिक रूप से एलीलोपैथी का अर्थ “एक पौधे द्वारा दूसरे पौधे को रासायनिक पदार्थों के माध्यम से पहुँचाई जाने वाली पारस्परिक पीड़ा या प्रभाव” (Mutual harm or chemical effect of one plant on another) है। यद्यपि इस शब्द की रचना 1937 में हुई, किंतु इसका सबसे पहला ऐतिहासिक प्रेक्षण 300 ईसा पूर्व (300 BC) में वनस्पति विज्ञान के जनक थियोफ्रेस्टस (Theophrastus) ने किया था, जिन्होंने देखा कि चने (Chickpea – Cicer arietinum) की फसल मिट्टी को समृद्ध करने के बजाय खरपतवारों (विशेषकर Tribulus terrestris – गोखरू) को नष्ट कर देती है। इसके बाद प्लिनी द एल्डर (Pliny the Elder, 1st Century AD) ने काले अखरोट (Walnut) की छाया के हानिकारक प्रभावों का उल्लेख किया, और डी कैंडोल (A.P. de Candolle, 1832) ने सर्वप्रथम सुझाया कि पौधे अपनी जड़ों से ऐसे रसायन स्रावित करते हैं जो फसल चक्र (Crop rotation) में ‘मृदा रुग्णता’ (Soil sickness) पैदा करते हैं।
- हंस मोलिश (Hans Molisch, 1937): “एलीलोपैथी से तात्पर्य सूक्ष्मजीवों सहित एक पौधे द्वारा दूसरे पौधे पर उत्सर्जित रासायनिक यौगिकों के माध्यम से पड़ने वाले दोनों प्रकार के—हानिकारक (Inhibitory) एवं लाभदायक (Stimulatory)—जैव-रासायनिक प्रभावों से है।”
- ई.एल. राइस (E.L. Rice, 1984 — सर्वाधिक स्वीकृत परिभाषा): “एक पौधे (सूक्ष्मजीवों सहित) द्वारा पर्यावरण में छोड़े गए रासायनिक यौगिकों (Allelochemicals) के माध्यम से दूसरे पौधे या सूक्ष्मजीव की वृद्धि और विकास पर पड़ने वाला कोई भी प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष, हानिकारक अथवा लाभदायक प्रभाव एलीलोपैथी कहलाता है।” (Any direct or indirect, harmful or beneficial effect by one plant, including microorganisms, on another through production of chemical compounds that escape into the environment).
- अंतर्राष्ट्रीय एलीलोपैथी सोसायटी (International Allelopathy Society – IAS, 1996): “एलीलोपैथी पौधों, शैवाल, जीवाणुओं और कवकों द्वारा उत्पादित द्वितीयक उपापचयी पदार्थों (Secondary metabolites) से जुड़ी कोई भी प्रक्रिया है जो कृषि एवं जैविक प्रणालियों की वृद्धि और विकास को प्रभावित करती है।”
3.2 पादप हस्तक्षेप (Plant Interference): एलीलोपैथी बनाम प्रतिस्पर्धा
जब दो पौधे एक-दूसरे के समीप उगते हैं, तो उनके बीच होने वाली कुल ऋणात्मक अंतःक्रिया को पादप हस्तक्षेप (Plant Interference) कहा जाता है। मुलर (Cornelius H. Muller, 1969) तथा हार्पर (J.L. Harper, 1977) के अनुसार पादप हस्तक्षेप के दो मुख्य घटक होते हैं:
- 1. प्रतिस्पर्धा (Competition / Allelospoly): इसमें एक पौधा वातावरण से आवश्यक वृद्धि संसाधनों—जैसे जल (Water), खनिज पोषक तत्व (Nutrients), प्रकाश (Light), CO2 और स्थान (Space)—को हटाता या कम करता है (Depletion/Removal of resources), जिससे दूसरे पौधे को इनकी कमी हो जाती है। प्रतिस्पर्धा को कभी-कभी ‘एलीलोस्पोली’ (Allelospoly) भी कहा जाता है।
- 2. एलीलोपैथी (Allelopathy): इसमें एक पौधा वातावरण से कुछ हटाता नहीं है, बल्कि वातावरण (मृदा या वायु) में एक रासायनिक पदार्थ (Allelochemical) जोड़ता है (Addition of a chemical compound to the environment)।
- 3. एलीलोमेडिएशन (Allelomediation): जब एक पौधा किसी तीसरे जीव (जैसे शाकाहारी कीट या मृदा सूक्ष्मजीव) को आकर्षित या आश्रय देकर अप्रत्यक्ष रूप से दूसरे पौधे को प्रभावित करता है।
3.3 एलीलोकेमिकल्स: अर्थ एवं रासायनिक प्रकृति (Allelochemicals & Their Chemical Classification)
वे गैर-पोषक जैव-रासायनिक पदार्थ (Non-nutritional chemicals) जो एक पौधे द्वारा संश्लेषित किए जाते हैं और पर्यावरण में मुक्त होकर किसी अन्य प्रजाति के अंकुरण, वृद्धि, स्वास्थ्य या व्यवहार को प्रभावित करते हैं, एलीलोकेमिकल्स (Allelochemicals) कहलाते हैं। इस शब्द का प्रयोग सर्वप्रथम व्हिटेकर और Feeny (Whittaker & Feeny, 1971) ने किया था।
मुख्य विशेषता: एलीलोकेमिकल्स पौधों के द्वितीयक उपापचयी पदार्थ (Secondary Plant Metabolites) होते हैं। ये पौधे के प्राथमिक उपापचय (जैसे श्वसन, प्रकाश-संश्लेषण, प्रोटीन संश्लेषण) के लिए सीधे आवश्यक नहीं होते, बल्कि शिकारी कीटों, रोगजनकों और प्रतिस्पर्धी पौधों के विरुद्ध रासायनिक सुरक्षा (Chemical defense) प्रदान करते हैं। इनका संश्लेषण मुख्यतः शिकिमिक अम्ल पथ (Shikimic Acid Pathway) और एसीटेट-मेवालोनेट पथ (Acetate-Mevalonate Pathway) द्वारा होता है।
एलीलोकेमिकल्स के प्रमुख रासायनिक वर्ग (Major Chemical Classes of Allelochemicals — Rice, 1984):
- सरल फेनोलिक अम्ल (Simple Phenolic Acids / Benzoic & Cinnamic Acid Derivatives): ये मृदा में सबसे अधिक पाए जाने वाले जल-विलेय (Water-soluble) एलीलोकेमिकल्स हैं जो फसल अवशेषों के अपघटन से निकलते हैं। उदाहरण: फेरुलिक अम्ल (Ferulic acid), पी-कौमेरिक अम्ल (p-Coumaric acid), कैफिक अम्ल (Caffeic acid), वैनिलिक अम्ल (Vanillic acid), सिरिंजिक अम्ल (Syringic acid) और पी-हाइड्रॉक्सीबेंजोइक अम्ल (गेहूँ, धान, ज्वार और मक्का के भूसे में)।
- क्विनोन्स (Quinones / Naphthoquinones & Benzoquinones):
- जुगलोन (Juglone — 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone): काले अखरोट (Black Walnut — Juglans nigra) की पत्तियों, छाल और जड़ों में अविषैले ‘हाइड्रो-जुगलोन’ (Hydrojuglone) के रूप में पाया जाता है, जो मिट्टी व हवा के संपर्क में आने पर ऑक्सीकृत होकर अत्यंत विषैले जुगलोन में बदल जाता है।
- सोरगोलियोन (Sorgoleone): ज्वार (Sorghum bicolor) की जीवित जड़ों के रोमों (Root hairs) से स्रावित होने वाला एक लिपिड बेंजोक्विनोन (Lipid benzoquinone), जो प्रकाश-संश्लेषण के Photosystem-II (PS-II) में इलेक्ट्रॉन परिवहन को रोकता है।
- टरपीनॉइड्स एवं सेस्क्विटरपीन लैक्टोन्स (Terpenoids & Sesquiterpene Lactones): ये मुख्यतः वाष्पशील (Volatile) होते हैं और शुष्क व अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में अधिक प्रभावी होते हैं।
- पार्थेनिन (Parthenin): गाजर घास (Parthenium hysterophorus) की पत्तियों व ट्राइकोम्स में पाया जाने वाला प्रमुख सेस्क्विटरपीन लैक्टोन।
- सिनेओल (1,8-Cineole) और कपूर (Camphor): यूकेलिप्टस (Eucalyptus globulus) और साल्विया (Salvia leucophylla) से वाष्पित होने वाले मोनोटरपीन।
- संतोनिन और आर्टेमिसिनिन (Artemisinin): Artemisia annua से प्राप्त सेस्क्विटरपीन लैक्टोन।
- स्ट्राइगोल (Strigol): कपास और मक्का की जड़ों से निकलने वाला सेस्क्विटरपीन लैक्टोन, जो परजीवी खरपतवार Striga (गठिया / रूखड़ी) के बीजों के अंकुरण को प्रेरित करता है।
- कौमेरिन्स (Coumarins): जैसे एस्कुलिन (Aesculin), स्कोपोलेटिन (Scopoletin) (जई/Oats की जड़ों से स्रावित) और सोरालेन (Psoralen)। मीठी तिपतिया घास (Sweet clover — Melilotus) में कौमेरिन भरपूर मात्रा में होता है।
- हाइड्रॉक्सामिक अम्ल / बेंजोक्साजिनॉइड्स (Hydroxamic Acids / Benzoxazinoids): गेहूँ (Wheat), राई (Rye — Secale cereale) और मक्का (Maize) में पाए जाने वाले चक्रीय यौगिक जैसे DIMBOA (2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one) और DIBOA, जो खरपतवारों के अंकुरण और कीटों को दबाते हैं।
- ग्लूकोसिनोलेट्स एवं आइसोथायोसाइनेट्स (Glucosinolates & Isothiocyanates): सरसों कुल (Brassicaceae — सरसों, राई, पत्तागोभी, मूली) के पौधों में ग्लूकोसिनोलेट्स पाए जाते हैं। जब पौधे के ऊतक टूटते हैं, तो मायरोसिनेज (Myrosinase) एंजाइम की उपस्थिति में ये जल-अपघटित होकर वाष्पशील आइसोथायोसाइनेट्स (Allyl isothiocyanate) बनाते हैं, जो मृदा के खरपतवार बीजों और कवक रोगजनकों को नष्ट करते हैं (Bio-fumigation)।
- सायनोजेनिक ग्लाइकोसाइड्स (Cyanogenic Glycosides): ज्वार (Sorghum bicolor) और सूडान घास की युवा पत्तियों व जड़ों में धुर्रिन (Dhurrin) नामक सायनोजेनिक ग्लाइकोसाइड पाया जाता है, जो अपघटित होने पर हाइड्रोजन सायनाइड (HCN / Prussic acid) और पी-हाइड्रॉक्सीबेंजाल्डिहाइड मुक्त करता है।
- एल्कलॉइड्स (Alkaloids): नाइट्रोजन युक्त विषमचक्रीय यौगिक जैसे कैफीन (Caffeine) (कॉफी), निकोटीन (Nicotine) (तम्बाकू), ग्रामीन (Gramine) (जौ/Barley), मिमोसिन (Mimosine) (सुबबूल — Leucaena leucocephala) और सैंग्विनारिन (Sanguinarine) (सत्यानाशी — Argemone mexicana)।
- सल्फर युक्त पॉलीएसीटिलीन (Sulfフラ/Polyacetylenes / Thiophenes): गेंदा (Marigold — Tagetes erecta व Tagetes patula) की जड़ों से निकलने वाला अल्फा-टरथिएनिल (Alpha-terthienyl), जो जड़-गांठ सूत्रकृमि (Root-knot nematode — Meloidogyne spp.) के लिए अत्यंत घातक होता है।
3.4 पर्यावरण में एलीलोकेमिकल्स के मुक्त होने के मार्ग (Pathways / Modes of Release of Allelochemicals)
पौधों के विभिन्न अंगों (पत्तियों, तने, जड़ों, छाल, फूलों, फलों और बीजों) में निर्मित एलीलोकेमिकल्स मुख्यतः निम्नलिखित चार (4) मार्गों से पर्यावरण में पहुँचते हैं:
- वाष्पीकरण (Volatilization): कुछ पौधे अपनी पत्तियों और तनों के रंध्रों (Stomata) या ग्रंथिल रोमों (Glandular trichomes) से वाष्पशील टरपीनॉइड्स (Volatile terpenoids) जैसे सिनेओल, कपूर, अल्फा-पिनीन और कैंफीन को सीधे वायुमंडल में गैस या वाष्प के रूप में छोड़ते हैं। ये वाष्प आसपास के पौधों द्वारा सीधे अवशोषित कर लिए जाते हैं या ओस की बूंदों में घुलकर मिट्टी के कणों पर जमा हो जाते हैं। उत्कृष्ट उदाहरण: Salvia leucophylla (कैलिफोर्निया चैपरल झाड़ी), Eucalyptus spp. (सफेदा), Artemisia और Parthenium hysterophorus। यह मार्ग शुष्क और अर्ध-शुष्क (Arid and Semi-arid) जलवायु जैसे राजस्थान में सबसे अधिक सक्रिय होता है।
- पर्ण निक्षालन (Foliar Leaching): वर्षा (Rain), ओस (Dew), कोहरा (Fog) या सिंचाई के फव्वारे (Sprinkler water) द्वारा पौधों की जीवित या सूखी पत्तियों, तनों और शाखाओं से जल-विलेय रसायन (Water-soluble chemicals जैसे फेनोलिक अम्ल, एल्कलॉइड्स, कौमेरिन्स, जुगलोन) धुलकर नीचे की मिट्टी में पहुँच जाते हैं। इस जल को ‘कैनोपी ड्रिप’ (Canopy drip) कहते हैं। उदाहरण: काले अखरोट (Juglans nigra), सफेदा (Eucalyptus), कैजुआरिना और गुलदाउदी (Chrysanthemum) की पत्तियों से निक्षालन।
- जड़ स्राव (Root Exudation): जीवित पौधों की सक्रिय जड़ें अपने राइजोस्फीयर (Rhizosphere) में निरंतर कार्बनिक अम्ल, अमीनो अम्ल, फ्लेवोनोइड्स और क्विनोन्स का प्रत्यक्ष स्राव करती हैं। यह कुल प्रकाश-संश्लेषित कार्बन का 5% से 21% तक हो सकता है। उदाहरण: ज्वार की जड़ों के रोमों से सोरगोलियोन (Sorgoleone) का स्राव, जंगली जई (Avena fatua) से स्कोपोलेटिन का स्राव, तथा मक्का/ज्वार/कपास की जड़ों से स्ट्राइगोल (Strigol) का स्राव।
- पादप अवशेषों का अपघटन (Decomposition of Plant Residues): फसल कटाई के बाद खेत में बचे डंठल (Stubbles), भूसा (Straw), गिरी हुई पत्तियाँ (Leaf litter) और मृत जड़ों पर जब मृदा सूक्ष्मजीव (Bacteria & Fungi) क्रिया करते हैं, तो कोशिकाओं के टूटने और सूक्ष्मजैविक रूपांतरण से भारी मात्रा में फेनोलिक अम्ल, बेंजोइक अम्ल और सायनोजेनिक यौगिक मृदा घोल में मुक्त होते हैं। उदाहरण: ज्वार, सूरजमुखी, गेहूँ और सरसों के अवशेषों के सड़ने से अगली फसल के अंकुरण में अस्थायी बाधा।
3.5 एलीलोपैथी के प्रकार एवं वर्गीकरण (Classification / Types of Allelopathy)
रासायनिक रूपांतरण, प्रजाति संबंध और प्रभाव की दिशा के आधार पर एलीलोपैथी को निम्न श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है:
A. रासायनिक सक्रियता के आधार पर (Based on Chemical Transformation):
- 1. वास्तविक एलीलोपैथी (True Allelopathy): जब दाता पौधे द्वारा उत्सर्जित रासायनिक यौगिक अपने मूल रूप में ही सीधे विषैला या जैविक रूप से सक्रिय (Directly toxic in the form in which it is released) होता है और बिना किसी सूक्ष्मजैविक परिवर्तन के ग्राही पौधे को प्रभावित करता है। उदाहरण: ज्वार की जड़ों से निकलने वाला सोरगोलियोन (Sorgoleone) या गाजर घास से निकलने वाला पार्थेनिन (Parthenin)।
- 2. कार्यात्मक एलीलोपैथी (Functional Allelopathy): जब पौधा एक अविषैले अग्रदूत यौगिक (Non-toxic precursor) का उत्सर्जन करता है, जो मृदा में पहुँचने के बाद सूक्ष्मजीवों द्वारा अपघटन, जल-अपघटन (Hydrolysis) या ऑक्सीकरण (Oxidation) के पश्चात विषैले यौगिक में परिवर्तित हो जाता है। उदाहरण: अखरोट के पेड़ से हाइड्रो-जुगलोन (Hydrojuglone — अविषैला) निकलता है, जो मिट्टी में ऑक्सीकृत होकर विषैले जुगलोन (Juglone) में बदलता है; इसी प्रकार ज्वार का धुर्रिन (Dhurrin) जल-अपघटित होकर HCN बनाता है।
B. प्रजाति संबंध के आधार पर (Based on Species Specificity):
- 1. स्व-विषाक्तता / ऑटो-एलीलोपैथी (Autotoxicity / Auto-allelopathy / Intra-specific Allelopathy): जब किसी एक पादप प्रजाति द्वारा छोड़े गए एलीलोकेमिकल्स उसी की अपनी प्रजाति (Same species) के बीजों के अंकुरण और पौधों की वृद्धि को रोकते हैं। यह प्रकृति में जनसंख्या घनत्व को नियंत्रित करने और अंतःप्रजातीय प्रतिस्पर्धा से बचने का तंत्र है।
- प्रमुख उदाहरण:
- रिजका / अल्फाल्फा (Alfalfa / Lucerne — Medicago sativa): पुरानी रिजका की फसल से मेडिकार्पिन (Medicarpin) और फेनोलिक अम्ल निकलते हैं, जिससे उसी खेत में तुरंत नया रिजका बोने पर अंकुरण नहीं होता (Re-seeding failure)।
- बरसीम एवं क्लोवर (Clover — Trifolium spp.): लगातार उगाने से ‘क्लोवर सिकनेस’ (Clover sickness) होती है।
- आड़ू (Peach — Prunus persica) एवं सेब (Apple): पुराने बाग के स्थान पर नया पौधा लगाने पर ‘पीच रिप्लांट प्रॉब्लम’ (Peach replant disease) होती है क्योंकि जड़ों की छाल में उपस्थित एमिग्डालिन (Amygdalin) विघटित होकर HCN और बेंजाल्डिहाइड बनाता है।
- सूरजमुखी (Sunflower), धान (Rice) और गेहूँ (Wheat): लगातार एकल खेती (Monocropping) करने पर इनके स्वयं के अवशेष अगली फसल की उपज घटाते हैं।
- प्रमुख उदाहरण:
- 2. पर-विषाक्तता / हेटरोटॉक्सिसिटी / एलो-एलीलोपैथी (Heterotoxicity / Allo-allelopathy / Inter-specific Allelopathy): जब एक पादप प्रजाति के एलीलोकेमिकल्स किसी दूसरी भिन्न पादप प्रजाति (Different species) की वृद्धि को प्रभावित करते हैं। जैसे—ज्वार द्वारा बथुआ (Chenopodium album) या चौलाई (Amaranthus) की वृद्धि को रोकना।
C. प्रभाव की प्रकृति के आधार पर (Based on Nature of Effect):
- 1. ऋणात्मक / निरोधात्मक एलीलोपैथी (Negative / Inhibitory Allelopathy): जब एलीलोकेमिकल्स ग्राही पौधे के अंकुरण, कोशिका विभाजन, जड़ वृद्धि या उपज को कम करते हैं (अधिकांश उच्च सांद्रता पर)।
- 2. धनात्मक / उत्तेजनात्मक एलीलोपैथी (Positive / Stimulatory Allelopathy): जब कम सांद्रता पर रसायन दूसरे पौधे की वृद्धि या अंकुरण को बढ़ावा देते हैं। इसे विष विज्ञान में ‘हॉर्मेसिस’ (Hormesis — लो-डोज स्टिमुलेशन) भी कहा जाता है। उदाहरण: मक्का की जड़ों से स्रावित रसायन सोयाबीन में राइजोबियम ग्रंथियों (Nodulation) को बढ़ावा देते हैं; तथा प्याज और लहसुन के स्राव कुछ सब्जियों में रोग प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाते हैं।
D. मुलर एवं ग्रुमर (Grummer, 1955) द्वारा विशेष सूक्ष्मजैविक शब्दावली (Special Terminologies by Grummer, 1955):
ग्रुमर (Grummer, 1955) ने दाता (Donor) और ग्राही (Receiver) जीव के प्रकार के आधार पर रासायनिक पदार्थों को चार विशेष नाम दिए जो प्रतियोगी परीक्षाओं (ICAR-JRF, Pre-PG, ARS) में बार-बार पूछे जाते हैं:
- कोलिन (Koline): उच्च पादप (Higher plant) द्वारा उत्पन्न वह रसायन जो दूसरे उच्च पादप (Higher plant) को प्रभावित करता है (जैसे—जुगलोन, सोरगोलियोन)।
- फाइवोन / फाइटोनसाइड (Phytoncide): उच्च पादप (Higher plant) द्वारा उत्पन्न वह रसायन जो सूक्ष्मजीवों (Microorganisms — कवक/जीवाणु) को नष्ट या बाधित करता है (जैसे—लहसुन का एलिसिन Allicin, नीम का अजादिराक्टिन)।
- मारस्मिन (Marasmin): सूक्ष्मजीवों (Microorganisms) द्वारा उत्पन्न वह रसायन जो उच्च पादपों (Higher plants) को नुकसान पहुँचाता है या मुरझान (Wilting) पैदा करता है (जैसे—Fusarium द्वारा उत्पन्न फ्यूसारिक अम्ल)।
- एंटीबायोटिक (Antibiotic): एक सूक्ष्मजीव (Microorganism) द्वारा उत्पन्न वह रसायन जो दूसरे सूक्ष्मजीव (Microorganism) को नष्ट करता है (जैसे—पेनिसिलिन, स्ट्रेप्टोमाइसिन)।
3.6 एलीलोकेमिकल्स की कार्यविधि (Physiological Modes of Action on Receiver Plants)
जब एलीलोकेमिकल्स ग्राही पौधे (Receiver plant) की जड़ों या पत्तियों में प्रवेश करते हैं, तो वे कोशिकीय स्तर पर निम्नलिखित प्रक्रियाओं को बाधित करते हैं:
- कोशिका विभाजन एवं दीर्घीकरण का अवरोध (Inhibition of Cell Division and Elongation): कौमेरिन और फेनोलिक अम्ल जड़ के शीर्षस्थ विभज्योतक (Root apical meristem) में समसूत्री विभाजन (Mitosis) को रोकते हैं।
- पादप हॉर्मोन संतुलन में गड़बड़ी (Alteration of Phytohormone Balance): एलीलोकेमिकल्स IAA-oxidase एंजाइम की सक्रियता को बढ़ा देते हैं, जिससे वृद्धि हॉर्मोन ऑक्सिन (IAA) और जिबरेलिन (GA3) का विघटन हो जाता है तथा ABA और एथिलीन बढ़ जाते हैं।
- कोशिका झिल्ली की पारगम्यता में परिवर्तन (Disruption of Membrane Permeability): लिपिड परऑक्सीडेशन (Lipid peroxidation) के कारण कोशिका झिल्ली क्षतिग्रस्त हो जाती है और आयनों (K+, NO3−, H2PO4−) का अवशोषण रुक जाता है।
- प्रकाश-संश्लेषण में बाधा (Inhibition of Photosynthesis): ज्वार से निकलने वाला सोरगोलियोन (Sorgoleone) क्लोरोफिल संश्लेषण को घटाता है, रंध्रों को बंद कर देता है और Photosystem-II में इलेक्ट्रॉन प्रवाह को रोकता है।
- श्वसन एवं ATP संश्लेषण में रुकावट (Inhibition of Respiration & Oxidative Phosphorylation): जुगलोन (Juglone) और फेनोलिक अम्ल माइटोकॉन्ड्रिया में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला और ATP निर्माण को अवरुद्ध कर देते हैं।
- एंजाइम क्रियाशीलता का दमन (Inhibition of Seed Germination Enzymes): अंकुरण के समय भ्रूणपोष (Endosperm) में स्टार्च को शर्करा में बदलने वाले अल्फा-एमाइलेज (α-amylase) और प्रोटीएज एंजाइम को रोककर बीज अंकुरण विफल कर देते हैं।
3.7 कृषि पारिस्थितिकी तंत्र में चार प्रमुख एलीलोपैथिक अंतःक्रियाएँ (Four Major Allelopathic Interactions in Agro-ecosystems)
सस्य विज्ञान में खेत के स्तर पर एलीलोपैथी चार प्रमुख रूपों में दिखाई देती है:
1. फसल का खरपतवारों पर प्रभाव (Crop-on-Weed Interaction — Smother Crops):
कुछ फसलें अपनी तीव्र प्रारंभिक वृद्धि (Rapid canopy closure) और जड़ों से शक्तिशाली एलीलोकेमिकल्स स्रावित करने के कारण खेत में खरपतवारों को उगने नहीं देतीं। ऐसी फसलों को स्मदर फसलें (Smother Crops / दमनकारी फसलें) कहते हैं:
- ज्वार (Sorghum — Sorghum bicolor): जड़ों से Sorgoleone और अवशेषों से Dhurrin / p-coumaric acid छोड़कर चौलाई (Amaranthus retroflexus), बथुआ (Chenopodium) और कंगनी घास (Setaria) को 60–85% तक दबाती है।
- सूरजमुखी (Sunflower — Helianthus annuus): Heliannuols (सेस्क्विटरपीन) और क्लोरोजेनिक अम्ल छोड़कर चौड़ी पत्ती वाले खरपतवारों को रोकती है।
- राई (Rye — Secale cereale) एवं गेहूँ (Wheat): DIMBOA और DIBOA द्वारा खरपतवार अंकुरण का दमन।
- सरसों कुल (Mustard / Brassica spp.): Allyl isothiocyanate द्वारा खरपतवार बीजों का जैव-धूम्रन (Bio-fumigation)।
- कुट्टू (Buckwheat — Fagopyrum esculentum), लोबिया (Cowpea) और शकरकंद (Sweet Potato): उत्कृष्ट खरपतवार दमनकारी फसलें।
2. खरपतवारों का फसलों पर प्रभाव (Weed-on-Crop Interaction):
कई आक्रामक खरपतवार अपनी जड़ों और पत्तियों से विषैले रसायन छोड़कर फसलों के अंकुरण व उपज को भारी नुकसान पहुँचाते हैं:
- गाजर घास (Congress Grass — Parthenium hysterophorus): इसमें Parthenin, Coronopilin, Caffeic acid और p-Coumaric acid पाए जाते हैं, जो गेहूँ, मक्का, ज्वार, दलहनी फसलों के अंकुरण और राइजोबियम के नाइट्रोजन स्थिरीकरण को गंभीर रूप से बाधित करते हैं।
- मोथा (Purple Nutsedge — Cyperus rotundus): इसके कंदों (Tubers) में सेस्क्विटरपीन और फेनोलिक यौगिक होते हैं जो कपास, मक्का, गन्ना और धान की जड़ वृद्धि को 30–50% तक घटाते हैं।
- कांस / क्वैक ग्रास (Quackgrass — Agropyron repens / Elymus repens): इसके प्रकंदों (Rhizomes) से Agropyrene निकलता है जो मक्का और अल्फाल्फा की वृद्धि रोकता है।
- बथुआ (Lambsquarters — Chenopodium album): इसमें Oxalic acid और फेनोलिक्स होते हैं जो गेहूँ और चने के अंकुरण को प्रभावित करते हैं।
- जंगली जई (Wild Oat — Avena fatua): इसकी जड़ों से Scopoletin और वैनिलिक अम्ल निकलते हैं जो गेहूँ की पौध को दबाते हैं।
- सत्यानाशी (Mexican Prickly Poppy — Argemone mexicana): इसके अवशेषों में Sanguinarine और फेनोलिक अम्ल होते हैं जो रबी फसलों के अंकुरण को घटाते हैं।
- लैंटाना (Lantana camara): इसमें Lantadene A & B पाए जाते हैं जो आसपास की फसलों को उगने नहीं देते।
3. फसल का फसल पर प्रभाव (Crop-on-Crop Interaction in Crop Rotation & Intercropping):
- सूरजमुखी के बाद अन्य फसलें: सूरजमुखी (Helianthus annuus) एक प्रबल एलीलोपैथिक फसल है; इसके डंठलों के सड़ने से निकलने वाले रसायन अगली फसल (विशेषकर सरसों, गेहूँ और कपास) के अंकुरण को कम कर देते हैं। इसलिए सूरजमुखी की कटाई के बाद अगली फसल बोने से पहले 2–3 सप्ताह का अंतराल (Decomposition period) और सिंचाई आवश्यक होती है।
- ज्वार के बाद गेहूँ (Sorghum–Wheat Sequence): ज्वार के अवशेषों में उच्च C:N अनुपात (80:1) के कारण नाइट्रोजन का अचलन (Immobilization) तो होता ही है, साथ ही फेनोलिक अम्लों के कारण गेहूँ की प्रारंभिक बढ़वार पीली और धीमी हो जाती है (‘Sorghum injury’)। इसे दूर करने के लिए गेहूँ में 20–25% अतिरिक्त नाइट्रोजन दी जाती है।
- दलहनी फसलों का धनात्मक प्रभाव: मूँग, उड़द और लोबिया के अवशेष अगली अनाज फसल पर अनुकूल प्रभाव डालते हैं।
4. वृक्षों का फसलों पर प्रभाव (Tree-on-Crop Interaction in Agroforestry):
- काला अखरोट (Black Walnut — Juglans nigra): Juglone के कारण पेड़ की छतरी (Dripline) के नीचे टमाटर, आलू, बैंगन, मिर्च और सेब के पौधे मुरझा जाते हैं (‘Walnut wilt’)।
- सफेदा (Eucalyptus spp.): पत्तियों से 1,8-Cineole और फेनोलिक अम्लों के निक्षालन के कारण इसके पास गेहूँ, सरसों और चने की उपज घट जाती है।
- विलायती बबूल (Prosopis juliflora) बनाम खेजड़ी (Prosopis cineraria): राजस्थान में Prosopis juliflora (विलायती बबूल) की पत्तियों में Juliflorine एल्कलॉइड होता है जो नीचे किसी भी फसल को उगने नहीं देता (ऋणात्मक एलीलोपैथी), जबकि राजस्थान के राज्य वृक्ष खेजड़ी (Prosopis cineraria) के नीचे बाजरा, मूँग, मोठ और ग्वार की वृद्धि और उपज बढ़ जाती है (धनात्मक/सहजीवी प्रभाव)।
- सुबबूल (Leucaena leucocephala): इसकी पत्तियों में मिमोसिन (Mimosine) नामक अमीनो अम्ल होता है जो खरपतवारों और कुछ फसलों के अंकुरण को दबाता है।
3.8 फसल उत्पादन में एलीलोपैथी का महत्व एवं अनुप्रयोग (Importance of Allelopathy in Crop Production)
- प्राकृतिक शाकनाशियों / बायो-हर्बीसाइड्स का विकास (Development of Natural / Bio-herbicides): एलीलोकेमिकल्स में भारील धातुएँ या हैलोजन (Chlorine/Bromine) नहीं होते और इनका अर्ध-आयु काल (Half-life) कम होता है, जिससे ये पर्यावरण में प्रदूषण नहीं फैलाते। वैज्ञानिकों ने एलीलोकेमिकल्स के आधार पर दो विश्व-प्रसिद्ध वाणिज्यिक शाकनाशी विकसित किए हैं:
- मेसोट्रियोन (Mesotrione / Callisto): यह मक्का में प्रयुक्त होने वाला एक HPPD-inhibitor शाकनाशी है, जिसे बॉटलब्रश पादप (Callistemon citrinus) से प्राप्त प्राकृतिक एलीलोकेमिकल लेप्टोस्पर्मोन (Leptospermone) की संरचना के आधार पर बनाया गया है।
- सिनमेथिलिन (Cinmethylin / Argold): इसे यूकेलिप्टस और रेगिस्तानी झाड़ियों में पाए जाने वाले मोनोटरपीन 1,8-सिनेओल (1,8-Cineole) के रासायनिक रूपांतरण से तैयार किया गया है।
- बाइलानाफोस (Bialaphos): Streptomyces hygroscopicus से प्राप्त प्राकृतिक शाकनाशी।
- एलीलोपैथिक मल्च एवं आवरण फसलें (Allelopathic Mulches & Cover Crops): संरक्षण कृषि (Conservation Agriculture) में राई (Rye), ज्वार, सूरजमुखी या सरसों के भूसे की मल्चिंग करने से न केवल नमी सुरक्षित रहती है, बल्कि उनसे रिसने वाले एलीलोकेमिकल्स खरपतवारों के अंकुरण को बिना शाकनाशी छिड़काव के 50–70% तक रोक देते हैं।
- परजीवी खरपतवारों का आत्मघाती अंकुरण (Suicidal Germination of Parasitic Weeds through Trap Crops):
- स्ट्राइगा (Striga asiatica / S. lutea — गठिया/रूखड़ी, ज्वार व बाजरा का अर्ध-जड़ परजीवी): इसके सूक्ष्म बीज मिट्टी में 10–15 वर्षों तक सुषुप्त रहते हैं और केवल तभी अंकुरित होते हैं जब पोषी जड़ से स्ट्राइगोल (Strigol) या स्ट्राइगोलैक्टोन स्रावित होता है। यदि खेत में ज्वार बोने से पहले कपास (Cotton), लोबिया (Cowpea) या सोयाबीन जैसी ‘ट्रैप फसल’ (Trap crop / फंदा फसल) उगाई जाए, तो इनकी जड़ों से निकलने वाला स्ट्राइगोल Striga के बीजों को अंकुरित कर देता है, परंतु उपयुक्त पोषी (Host) न मिलने के कारण Striga की पौध 4–5 दिन में भूख से मर जाती है। इसे ‘आत्मघाती अंकुरण’ (Suicidal Germination) कहते हैं।
- ओरोबैंकी (Orobanche spp. — मरगोजा/बूमरैप, सरसों व तम्बाकू का पूर्ण जड़ परजीवी): इसके नियंत्रण के लिए अलसी (Linseed), मिर्च या धनिया को ट्रैप फसल के रूप में उगाया जाता है।
- सूत्रकृमि एवं मृदा जनित रोगों का जैव-नियंत्रण (Nematode & Soil-borne Pathogen Suppression):
- टमाटर, बैंगन और मिर्च के खेतों में गेंदा (Marigold — Tagetes spp.) को अंतःफसल (Intercrop) के रूप में लगाने से जड़ों से स्रावित अल्फा-टरथिएनिल (α-terthienyl) जड़-गांठ सूत्रकृमि (Meloidogyne incognita) को मार देता है।
- सरसों की खली (Mustard cake) या हरी खाद को मिट्टी में मिलाने से निकलने वाले आइसोथायोसाइनेट्स Fusarium, Rhizoctonia और Sclerotinia कवकों का जैव-धूम्रन (Bio-fumigation) करते हैं।
- एलीलोपैथिक फसल किस्मों का प्रजनन (Breeding Allelopathic Crop Cultivars): आधुनिक पादप प्रजनन द्वारा धान, गेहूँ और ज्वार की ऐसी किस्में विकसित की जा रही हैं जो स्वयं के खरपतवारों को दबाने में सक्षम हैं (जैसे—धान की PI 312777 और Taichung Native-1 किस्में बार्नयार्ड घास Echinochloa crus-galli तथा Ammannia को दबाती हैं)।
- नाइट्रीकरण अवरोधक (Natural Biological Nitrification Inhibitors – BNI): करंज (Pongamia glabra – करंजिन) और नीम (Azadirachta indica – निम्बिन/निम्बिडिन) के एलीलोकेमिकल्स मृदा में Nitrosomonas जीवाणु की क्रिया को धीमा करके यूरिया की नाइट्रोजन दक्षता (NUE) को बढ़ाते हैं। इसी प्रकार Brachiaria humidicola घास की जड़ें ब्राकियालैक्टोन (Brachialactone) स्रावित करती हैं जो जैविक नाइट्रीकरण अवरोधक है।
🔬 4. वैज्ञानिक आरेख (Scientific Diagrams)
चित्र 19.1: ई.एल. राइस (Rice, 1984) के अनुसार दाता पौधे से एलीलोकेमिकल्स के मुक्त होने के 4 मुख्य मार्ग और ग्राही पौधे की कार्यिकी पर उनका प्रभाव।
चित्र 19.2: (A) पादप प्रतिस्पर्धा और एलीलोपैथी में मौलिक अंतर; (B) धनात्मक अंकुरण उत्तेजक (Strigol) का उपयोग कर परजीवी खरपतवार Striga का आत्मघाती अंकुरण।
🧠 5. विजुअल माइंड मैप (Visual Mind Map)
चित्र 19.3: परीक्षा से पूर्व त्वरित स्मरण हेतु एलीलोपैथी के समस्त पहलुओं का एकीकृत माइंड मैप।
📊 6. फ्लोचार्ट एवं वर्गीकरण (Flowcharts & Infographics)
चित्र 19.4: ग्रुमर (1955) द्वारा प्रतिपादित चार प्रकार के जैव-सक्रिय पदार्थों का वर्गीकरण एवं खेत में एलीलोपैथिक अवशेष प्रबंधन का अनुक्रम।
📋 7. तुलनात्मक सारणियाँ (Comparison Tables)
सारणी 19.1: एलीलोपैथी (Allelopathy) और पादप प्रतिस्पर्धा (Plant Competition) में विस्तृत तुलना
| तुलना का आधार (Basis of Comparison) | एलीलोपैथी (Allelopathy / जैव-रासायनिक क्रिया) | प्रतिस्पर्धा (Competition / Allelospoly) |
|---|---|---|
| 1. मूल क्रियाविधि (Fundamental Mechanism) | इसमें दाता पौधे द्वारा वातावरण (मृदा या वायु) में एक रासायनिक यौगिक (Allelochemical) जोड़ा जाता है (Addition of a factor)। | इसमें एक पौधे द्वारा वातावरण से आवश्यक वृद्धि संसाधन (जल, पोषक तत्व, प्रकाश) हटाया या घटाया जाता है (Removal/Depletion of a factor)। |
| 2. जीवित पौधे की उपस्थिति (Presence of Living Plant) | यह जीवित पौधे के साथ-साथ पौधे की मृत्यु के बाद उसके मृत अवशेषों (Dead crop residues/mulch) द्वारा भी होती है। | यह केवल तभी होती है जब दोनों पौधे जीवित हों और एक ही समय पर (Simultaneously) एक ही क्षेत्र में उग रहे हों। |
| 3. संसाधनों की आपूर्ति का प्रभाव (Effect of Adding Inputs) | खेत में अतिरिक्त पानी या उर्वरक डालने मात्र से एलीलोपैथिक विषाक्तता पूर्णतः समाप्त नहीं होती (जब तक रसायन निक्षालित या विघटित न हो)। | सीमित संसाधन (जैसे जल या नाइट्रोजन) की बाह्य पूर्ति करने पर प्रतिस्पर्धा का प्रभाव तुरंत कम या समाप्त हो जाता है। |
| 4. प्रभाव की दिशा (Direction of Effect) | यह ऋणात्मक (Inhibitory) अथवा कम सांद्रता पर धनात्मक (Stimulatory / Hormesis) दोनों हो सकती है। | प्रतिस्पर्धा का प्रभाव सदैव ऋणात्मक (Mutually or asymmetrically harmful) होता है। |
| 5. फसल चक्र में प्रभाव (Role in Crop Sequence) | पूर्ववर्ती फसल (Preceding crop) के अवशेष अगली सीजन की अनुवर्ती फसल (Succeeding crop) को प्रभावित कर सकते हैं (Temporal carryover)। | पूर्ववर्ती कटी हुई फसल अगली फसल से जल या प्रकाश के लिए प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकती। |
| 6. प्रमुख उदाहरण (Key Example) | काले अखरोट के Juglone से टमाटर का मुरझाना; ज्वार के Sorgoleone से खरपतवार रुकना। | गेहूँ और गुल्ली-डंडा (Phalaris minor) के बीच नाइट्रोजन व सूर्य के प्रकाश के लिए संघर्ष। |
सारणी 19.2: प्रमुख फसलों, खरपतवारों एवं वृक्षों में पाए जाने वाले विशिष्ट एलीलोकेमिकल्स और उनके कृषि प्रभाव
| पादप का नाम (Plant / Crop / Weed) | वानस्पतिक नाम (Botanical Name) | प्रमुख एलीलोकेमिकल (Specific Allelochemicals) | उत्सर्जन का मुख्य भाग व मार्ग (Source & Pathway) | प्रभावित फसल / खरपतवार एवं प्रभाव (Target & Agronomic Effect) |
|---|---|---|---|---|
| 1. ज्वार (Sorghum) | Sorghum bicolor | सोरगोलियोन (Sorgoleone), धुर्रिन (Dhurrin → HCN), पी-कौमेरिक व फेरुलिक अम्ल | जीवित जड़ रोम (Root exudate) एवं डंठल अपघटन | चौलाई, बथुआ, मोथा व Phalaris minor का दमन; अधिक अवशेष से अगली गेहूँ फसल में अस्थायी पीलापन। |
| 2. सूरजमुखी (Sunflower) | Helianthus annuus | हेलियानुओल्स (Heliannuols), क्लोरोजेनिक अम्ल, आइसोक्लोरोजेनिक अम्ल, स्कोपोलेटिन | पर्ण निक्षालन, जड़ स्राव एवं तना अवशेष | खरपतवारों का प्रबल दमन (Smother crop); अनुवर्ती सरसों, गेहूँ व कपास के अंकुरण में कमी एवं स्व-विषाक्तता। |
| 3. सरसों एवं तोरिया (Mustard / Rapeseed) | Brassica juncea / B. napus | ग्लूकोसिनोलेट्स → एलिल आइसोथायोसाइनेट (Allyl isothiocyanate) | पादप अवशेष अपघटन से वाष्पशील गैस (Bio-fumigation) | खरपतवार बीजों (बथुआ, जंगली जई) और मृदा जनित कवकों (Fusarium, Sclerotinia) का जैव-धूम्रन। |
| 4. राई एवं गेहूँ (Rye & Wheat) | Secale cereale / Triticum aestivum | DIMBOA एवं DIBOA (हाइड्रॉक्सामिक अम्ल), फेरुलिक अम्ल | जड़ स्राव एवं भूसा मल्च अपघटन | संरक्षण जुताई में मल्च के रूप में चौड़ी पत्ती वाले खरपतवारों के अंकुरण का प्रभावी नियंत्रण। |
| 5. रिजका (Alfalfa / Lucerne) | Medicago sativa | मेडिकार्पिन (Medicarpin), सैपोनिन, क्लोरोजेनिक अम्ल | पुरानी जड़ें एवं पर्ण अवशेष | स्व-विषाक्तता (Autotoxicity): उसी खेत में तुरंत दोबारा रिजका बोने पर अंकुरण व जड़ वृद्धि विफल। |
| 6. गेंदा (Marigold) | Tagetes erecta / T. patula | अल्फा-टरथिएनिल (α-terthienyl) (पॉलीएसीटिलीन थायोफीन) | जीवित जड़ स्राव (Root exudation) | जड़-गांठ सूत्रकृमि (Root-knot nematode — Meloidogyne spp.) का 80–90% तक जैविक नाश। |
| 7. काला अखरोट (Black Walnut) | Juglans nigra | जुगलोन (Juglone) (अग्रदूत: Hydrojuglone) | पर्ण निक्षालन (Foliar leaching) एवं जड़ें | सोलेनेसी कुल की फसलों (टमाटर, आलू, बैंगन) तथा सेब और पाइन में ‘वालनट विल्ट’ (मुरझान व मृत्यु)। |
| 8. गाजर घास (Parthenium) | Parthenium hysterophorus | पार्थेनिन (Parthenin), कोरोनोपिलिन, कैफिक अम्ल | पर्ण ट्राइकोम्स, परागकण, निक्षालन व जड़ स्राव | फसलों के अंकुरण व दलहनों में राइजोबियम ग्रंथियों का दमन; मनुष्यों व पशुओं में चर्म रोग (Dermatitis)। |
| 9. मोथा (Purple Nutsedge) | Cyperus rotundus | साइपरोन (Cyperone), साइपरीन, सेस्क्विटरपीन्स व फेनोलिक्स | भूमिगत कंद (Tubers) एवं प्रकंद अपघटन | मक्का, कपास, गन्ना, मूँगफली और सब्जियों के अंकुरण एवं जड़ विस्तार में भारी कमी। |
| 10. सफेदा (Eucalyptus) | Eucalyptus globulus / E. tereticornis | 1,8-सिनेओल (1,8-Cineole), अल्फा-पिनीन, गैलिक व फेरुलिक अम्ल | वाष्पीकरण (Volatilization) एवं पर्ण निक्षालन | खेत की मेड़ों पर लगाने से पास की 5–8 मीटर पट्टी में गेहूँ, सरसों और चने का अंकुरण व उपज घटती है। |
| 11. बॉटलब्रश (Bottlebrush) | Callistemon citrinus | लेप्टोस्पर्मोन (Leptospermone) (Triketone) | जड़ एवं पर्ण स्राव | इसी से मक्का का प्रसिद्ध वाणिज्यिक बायो-हर्बीसाइड Mesotrione (Callisto) विकसित किया गया। |
| 12. सुबबूल (Subabul) | Leucaena leucocephala | मिमोसिन (Mimosine) (Non-protein amino acid) | पत्तियों का निक्षालन व हरी खाद अपघटन | खरपतवारों का दमन; पशुओं को अधिक खिलाने पर थायरॉइड व बाल झड़ने की समस्या। |
🌾 8. व्यावहारिक कृषि अनुप्रयोग (Practical Agricultural Applications — India & Rajasthan Context)
भारत तथा विशेष रूप से राजस्थान (SKNAU, Jobner कार्यक्षेत्र) की शुष्क एवं अर्ध-शुष्क कृषि परिस्थितियों में एलीलोपैथी के निम्नलिखित प्रत्यक्ष व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं:
- सरसों में मरगोजा / ओरोबैंकी (Orobanche aegyptiaca) का ट्रैप फसल प्रबंधन: राजस्थान के भरतपुर, अलवर, जयपुर, सीकर और टोंक जिलों में सरसों की फसल में परजीवी खरपतवार मरगोजा (Broomrape / Orobanche) एक गंभीर समस्या है। इसके बीज सरसों की जड़ों से निकलने वाले एलीलोकेमिकल उत्तेजक के संपर्क में आने पर ही अंकुरित होते हैं। किसान यदि फसल चक्र में मेथी, धनिया, मिर्च या अलसी (Trap crops) शामिल करें अथवा बुवाई के समय 2 बूंद सोयाबीन तेल प्रति पौधा या ग्लाइफोसेट की सूक्ष्म मात्रा का उपयोग करें, तो ओरोबैंकी का प्रकोप नियंत्रित होता है।
- बाजरा एवं ज्वार में रूखड़ी / गठिया (Striga lutea) नियंत्रण: पश्चिमी एवं अर्ध-शुष्क राजस्थान में बाजरा व ज्वार में Striga के बीजों के आत्मघाती अंकुरण (Suicidal germination) के लिए खरीफ में ग्वार (Clusterbean), लोबिया (Cowpea) या मूँग के साथ फसल चक्र अथवा अंतःफसल (Intercropping) अपनाने की सिफारिश की जाती है।
- खेजड़ी (Prosopis cineraria) आधारित पारंपरिक कृषिवानिकी बनाम विलायती बबूल (Prosopis juliflora): राजस्थान के शुष्क क्षेत्रों में किसान खेतों में खेजड़ी के पेड़ रखते हैं क्योंकि इसकी पत्तियों (‘लूंग’) के झड़ने से मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ, नमी और सूक्ष्मजीवों की सक्रियता बढ़ती है तथा बाजरा/मूँग पर कोई ऋणात्मक एलीलोपैथिक प्रभाव नहीं पड़ता। इसके विपरीत, Prosopis juliflora (विलायती बबूल) और Eucalyptus की पत्तियों में तीक्ष्ण एलीलोकेमिकल्स होने के कारण किसान इन्हें फसल क्षेत्र के भीतर नहीं लगाते।
- सोरघम वाटर एक्सट्रैक्ट (Sorgaab / Sorghum Water Extract) का जैविक छिड़काव: जैविक खेती में परिपक्व ज्वार की कड़बी (Stover) को छोटे टुकड़ों में काटकर पानी में 1:10 के अनुपात में 24 घंटे भिगोकर और उबालकर ‘सोरगाब’ (Sorgaab) तैयार किया जाता है। गेहूँ या सरसों में बुवाई के 20 और 40 दिन बाद इसका 2–3 छिड़काव करने से अथवा सिंथेटिक शाकनाशी की आधी खुराक (50% dose) के साथ मिलाकर छिड़कने से बथुआ, जंगली पालक और गुल्ली-डंडा पर उत्कृष्ट नियंत्रण मिलता है।
- ज्वार-गेहूँ और सूरजमुखी-सरसों फसल चक्र में सावधानी: जब खरीफ में चारे या दाने की ज्वार लेने के तुरंत बाद रबी में गेहूँ बोया जाता है, तो ज्वार की जड़ों के अपघटन से निकलने वाले फेनोलिक अम्लों और उच्च C:N अनुपात के दुष्प्रभाव से बचने के लिए बुवाई से पूर्व पलेवा (Pre-sowing irrigation) करके 15 दिन का समय दिया जाता है और आधार डोज (Basal dose) में 20–25% अतिरिक्त नाइट्रोजन दी जाती है।
📐 9. महत्वपूर्ण परिभाषाएँ, सूत्र एवं संख्यात्मक उदाहरण (Important Definitions, Formulas & Worked Numericals)
प्रयोगशाला और खेत में किसी पादप अर्क (Plant Extract) या अवशेष के एलीलोपैथिक प्रभाव का मात्रात्मक मापन करने के लिए बायोएसे (Bioassay — जैव-परीक्षण) किया जाता है, जिसके प्रमुख सूत्र और हल किए गए संख्यात्मक प्रश्न नीचे दिए गए हैं:
नियंत्रित उपचार (Control — आसुत जल) की तुलना में एलीलोपैथिक अर्क उपचार (Treatment) में अंकुरण या पौध वृद्धि में होने वाली प्रतिशत कमी को निरोध प्रतिशत कहते हैं:
जहाँ, C = नियंत्रित उपचार (Control / Distilled water) में अंकुरण या जड़/प्ररोह की लंबाई; तथा T = एलीलोपैथिक अर्क उपचार (Treatment) में अंकुरण या जड़/प्ररोह की लंबाई। (यदि मान धनात्मक आता है तो यह निरोध/Inhibition को दर्शाता है, और यदि T > C हो तो यह उत्तेजना/Stimulation दर्शाता है)।
शोध कार्यों में एलीलोपैथी की दिशा (धनात्मक या ऋणात्मक) और तीव्रता को मापने का मानक सूचकांक Response Index (RI) है, जिसका मान −1 से +1 के बीच होता है:
निष्कर्ष: यदि RI < 0 (ऋणात्मक) है तो ऋणात्मक एलीलोपैथी (Inhibition) है; यदि RI > 0 (धनात्मक) है तो धनात्मक एलीलोपैथी (Stimulation) है; और यदि RI = 0 है तो कोई प्रभाव नहीं है।
प्रश्न: एक प्रयोगशाला बायोएसे (Petri-dish bioassay) में गेहूँ के बीजों पर गाजर घास (Parthenium hysterophorus) के 5% जलीय पर्ण अर्क (Aqueous leaf extract) के प्रभाव का परीक्षण किया गया। आसुत जल (Control) में गेहूँ के बीजों का औसत अंकुरण 90% तथा मूलांकुर (Radicle) की औसत लंबाई 8.0 सेमी रही, जबकि गाजर घास के अर्क उपचार (Treatment) में अंकुरण घटकर 54% तथा मूलांकुर की लंबाई 3.2 सेमी रह गई। गेहूँ के अंकुरण एवं मूलांकुर लंबाई पर (a) एलीलोपैथिक निरोध प्रतिशत (Inhibition %) तथा (b) अनुक्रिया सूचकांक (Response Index – RI) की गणना कीजिए।
हल (Step-by-Step Solution):
- दिया गया है (Given):
- नियंत्रित अंकुरण (Cgerm) = 90%, उपचारित अंकुरण (Tgerm) = 54%
- नियंत्रित मूलांकुर लंबाई (Croot) = 8.0 cm, उपचारित मूलांकुर लंबाई (Troot) = 3.2 cm
- (a) निरोध प्रतिशत (Inhibition Percentage) की गणना:
- अंकुरण निरोध (%) = [ (90 − 54) / 90 ] × 100 = (36 / 90) × 100 = 40.0% निरोध
- मूलांकुर वृद्धि निरोध (%) = [ (8.0 − 3.2) / 8.0 ] × 100 = (4.8 / 8.0) × 100 = 60.0% निरोध
- (b) अनुक्रिया सूचकांक (Response Index — RI) की गणना (चूँकि T < C है, अतः RI = (T / C) − 1):
- अंकुरण के लिए RI = (54 / 90) − 1 = 0.60 − 1 = −0.40
- मूलांकुर लंबाई के लिए RI = (3.2 / 8.0) − 1 = 0.40 − 1 = −0.60
- कृषि वैज्ञानिक व्याख्या: मूलांकुर (Root) का RI (−0.60) अंकुरण के RI (−0.40) से अधिक ऋणात्मक है, जो यह सिद्ध करता है कि एलीलोकेमिकल्स बीज अंकुरण की तुलना में जड़ वृद्धि (Radicle elongation) को अधिक संवेदनशील रूप से बाधित करते हैं क्योंकि जड़ें सीधे अर्क के संपर्क में रहती हैं।
प्रश्न: गेहूँ के 2.5 हेक्टेयर खेत में खरपतवार नियंत्रण हेतु ज्वार के जलीय अर्क ‘सोरगाब’ (Sorgaab — 1:10 सांद्रित अर्क) का 18 लीटर प्रति हेक्टेयर की दर से छिड़काव किया जाना है। यदि सोरगाब बनाने के लिए 1 किलोग्राम सूखी ज्वार की कड़बी (Sorghum stover) को 10 लीटर पानी में भिगोकर उबालने के बाद अंत में 3.0 लीटर सांद्रित सोरगाब अर्क प्राप्त होता है, तो 2.5 हेक्टेयर खेत में दो छिड़काव (20 एवं 40 DAS) करने के लिए कुल कितने किलोग्राम सूखी ज्वार कड़बी की आवश्यकता होगी?
हल (Step-by-Step Solution):
- 1 हेक्टेयर में 1 छिड़काव के लिए आवश्यक सोरगाब अर्क = 18 लीटर
- 2.5 हेक्टेयर में 1 छिड़काव के लिए आवश्यक अर्क = 18 × 2.5 = 45 लीटर
- 2.5 हेक्टेयर में 2 छिड़काव (20 व 40 DAS) के लिए कुल आवश्यक अर्क = 45 × 2 = 90 लीटर सोरगाब अर्क
- चूँकि 3.0 लीटर सांद्रित अर्क प्राप्त होता है = 1 किग्रा सूखी ज्वार कड़बी से
- अतः 90 लीटर सांद्रित अर्क के लिए आवश्यक सूखी ज्वार कड़बी = 90 / 3.0 = 30 किलोग्राम सूखी ज्वार कड़बी।
⚡ 10. त्वरित पुनरावलोकन (Quick Revision — Last-Minute Bullet Points)
📌 वैज्ञानिक एवं इतिहास
- Allelopathy शब्द: हंस मोलिश (Hans Molisch, 1937)।
- ग्रीक मूल: Allelon (एक-दूसरे का) + Pathos (पीड़ा/प्रभाव)।
- आधुनिक जनक: ई.एल. राइस (E.L. Rice, 1984)।
- प्रथम ऐतिहासिक उल्लेख: थियोफ्रेस्टस (300 BC, चना)।
- Interference सूत्र: Competition + Allelopathy (Muller, 1969)।
🧪 रसायन एवं पादप युग्म
- ज्वार (Sorghum): सोरगोलियोन (Sorgoleone) व धुर्रिन (Dhurrin)।
- काला अखरोट (Walnut): जुगलोन (Juglone)।
- गाजर घास (Parthenium): पार्थेनिन (Parthenin)।
- सरसों (Mustard): एलिल आइसोथायोसाइनेट।
- गेंदा (Marigold): अल्फा-टरथिएनिल (सूत्रकृमि नाशक)।
- सुबबूल: मिमोसिन (Mimosine); राई/गेहूँ: DIMBOA।
🔄 शब्दावली एवं वर्गीकरण
- Koline: उच्च पादप → उच्च पादप।
- Phytoncide: उच्च पादप → सूक्ष्मजीव।
- Marasmin: सूक्ष्मजीव → उच्च पादप।
- Antibiotic: सूक्ष्मजीव → सूक्ष्मजीव।
- Autotoxicity: रिजका, बरसीम, आड़ू और सूरजमुखी में स्व-विषाक्तता।
🚜 कृषि में व्यावहारिक उपयोग
- Mesotrione (Callisto): बॉटलब्रश के Leptospermone से निर्मित।
- Cinmethylin: 1,8-Cineole से निर्मित शाकनाशी।
- Smother Crops: ज्वार, सूरजमुखी, राई, कुट्टू, लोबिया।
- Suicidal Germination: कपास/लोबिया से Strigol निकलकर Striga को नष्ट करता है।
📝 11. संपूर्ण परीक्षा प्रश्न बैंक (Complete Examination Question Bank)
भाग A: बहुविकल्पीय प्रश्न (20 Multiple Choice Questions — MCQs)
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: ऑस्ट्रिया के पादप शरीर क्रिया वैज्ञानिक हंस मोलिश ने 1937 में ग्रीक शब्दों Allelon और Pathos को मिलाकर ‘Allelopathy’ शब्द दिया था।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: ई.एल. राइस ने एलीलोपैथी पर व्यापक शोध किया और 1974 व 1984 में अपनी मानक पुस्तक प्रकाशित कर इसकी सर्वमान्य परिभाषा दी। (भारत में एलीलोपैथी शोध के अग्रदूत डॉ. एस.एस. नरवाल माने जाते हैं)।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: ज्वार की जीवित जड़ों से ‘सोरगोलियोन’ निकलता है जो वास्तविक एलीलोपैथी (True allelopathy) और प्राकृतिक शाकनाशी का उत्कृष्ट उदाहरण है।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: अखरोट में अविषैला ‘हाइड्रोजुगलोन’ होता है जो मिट्टी में ऑक्सीकृत होकर विषैले नैफ्थोक्विनोन ‘जुगलोन’ (5-hydroxy-1,4-naphthoquinone) में बदल जाता है।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: उच्च पादप से उच्च पादप पर क्रिया करने वाले रसायन को ‘कोलिन’ (Koline) कहते हैं, जबकि उच्च पादप से सूक्ष्मजीव पर क्रिया करने वाले रसायन को ‘फाइटोनसाइड’ कहते हैं।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: मुलर (1969) और हार्पर (1977) के अनुसार एक पौधे का दूसरे पौधे पर पड़ने वाला कुल प्रतिकूल प्रभाव संसाधन प्रतिस्पर्धा और एलीलोपैथी के योग के बराबर होता है।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: रिजका से मेडिकार्पिन (Medicarpin) और फेनोलिक अम्ल निकलते हैं जो स्वयं के बीजों के अंकुरण को रोकते हैं।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: कार्यात्मक एलीलोपैथी में उत्सर्जित पदार्थ मूल रूप में अविषैला होता है और मिट्टी में ऑक्सीकरण या जल-अपघटन के बाद सक्रिय विष बनता है (जैसे—Hydrojuglone से Juglone)।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: पार्थेनिन और कोरोनोपिलिन सेस्क्विटरपीन लैक्टोन वर्ग के यौगिक हैं जो फसलों के अंकुरण को रोकते हैं और त्वचा एलर्जी पैदा करते हैं।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: बॉटलब्रश के पौधे से निकलने वाले प्राकृतिक ट्राईकीटोन ‘लेप्टोस्पर्मोन’ के आधार पर मेसोट्रियोन शाकनाशी का विकास हुआ।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: गेंदे की जड़ों से अल्फा-टरथिएनिल निकलता है जो सूत्रकृमियों (Nematodes) के अंडों व लार्वा को नष्ट कर देता है।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: कपास एक ट्रैप फसल (Non-host) है जिसकी जड़ों से निकलने वाला स्ट्राइगोल Striga के बीजों को अंकुरित कर देता है, जो पोषी के अभाव में मर जाते हैं।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: ब्रैसिका कुल में ग्लूकोसिनोलेट्स टूटकर वाष्पशील आइसोथायोसाइनेट्स बनाते हैं जो खरपतवार बीजों और मृदा कवकों को नष्ट करते हैं।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: उच्च तापमान और शुष्क वातावरण में वाष्पशील टरपीनॉइड्स (Volatile terpenes) का उत्सर्जन सबसे अधिक होता है, जबकि आर्द्र क्षेत्रों में पर्ण निक्षालन अधिक होता है।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: Poaceae कुल की फसलों (गेहूँ, राई, मक्का) में DIMBOA और DIBOA पाए जाते हैं जो खरपतवारों और तना छेदक कीटों से रक्षा करते हैं।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: सुबबूल में ‘मिमोसिन’ नामक गैर-प्रोटीन अमीनो अम्ल होता है जो खरपतवारों की वृद्धि को दबाता है।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: ये फसलें अपनी तेज वानस्पतिक वृद्धि (Dense canopy) और प्रबल एलीलोपैथिक रसायनों के कारण खरपतवारों को दबा देती हैं।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: आड़ू की पुरानी जड़ों में उपस्थित एमिग्डालिन सूक्ष्मजीवों द्वारा टूटकर हाइड्रोजन सायनाइड (HCN) और बेंजाल्डिहाइड बनाता है, जो नए पौधों की जड़ों को नष्ट करता है (Autotoxicity)।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: चूँकि T < C है (4 < 10), अतः सूत्र RI = (T / C) − 1 = (4 / 10) − 1 = 0.4 − 1 = −0.60 (अर्थात् 60% ऋणात्मक निरोध)।
✔ उत्तर एवं व्याख्या देखें (View Answer & Explanation)
व्याख्या: यूकेलिप्टस और साल्विया में पाए जाने वाले वाष्पशील मोनोटरपीन 1,8-सिनेओल के आधार पर सिनमेथिलिन शाकनाशी बनाया गया है।
भाग B: रिक्त स्थान पूर्ति प्रश्न (10 Fill in the Blanks)
- ‘Allelopathy’ शब्द ग्रीक भाषा के दो शब्दों __________ (एक-दूसरे का) और __________ (पीड़ा/प्रभाव) से मिलकर बना है।
- एलीलोकेमिकल्स पौधों के प्राथमिक उपापचयी न होकर __________ उपापचयी पदार्थ (Metabolites) होते हैं।
- ज्वार की युवा पत्तियों और जड़ों में पाया जाने वाला सायनोजेनिक ग्लाइकोसाइड __________ है, जो जल-अपघटन पर HCN मुक्त करता है।
- ग्रुमर (1955) के अनुसार सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित वह रसायन जो उच्च पादपों में मुरझान पैदा करता है, __________ कहलाता है।
- जब किसी पौधे के एलीलोकेमिकल्स बहुत कम सांद्रता पर दूसरे पौधे की वृद्धि को प्रोत्साहित करते हैं, तो इस घटना को __________ (Hormesis) कहते हैं।
- जंगली जई (Avena fatua) की जड़ों से स्रावित होने वाला प्रमुख कौमेरिन एलीलोकेमिकल __________ है।
- राजस्थान के राज्य वृक्ष __________ (Prosopis cineraria) का अपने नीचे उगने वाली खरीफ फसलों पर धनात्मक प्रभाव पड़ता है।
- सूरजमुखी की फसल से निकलने वाले विशिष्ट सेस्क्विटरपीन एलीलोकेमिकल्स को __________ कहा जाता है।
- ज्वार की कड़बी को पानी में उबालकर तैयार किए जाने वाले सांद्रित एलीलोपैथिक जलीय अर्क को __________ कहते हैं।
- सेब के पुराने बाग में जड़ों की छाल से निकलने वाला __________ (Phlorizin) नामक रसायन स्व-विषाक्तता (Replant problem) पैदा करता है।
✔ रिक्त स्थानों के उत्तर देखें (View Fill in the Blanks Answers)
1. Allelon, Pathos | 2. द्वितीयक (Secondary) | 3. धुर्रिन (Dhurrin) | 4. मारस्मिन (Marasmin) | 5. हॉर्मेसिस (Hormesis / धनात्मक एलीलोपैथी) | 6. स्कोपोलेटिन (Scopoletin) | 7. खेजड़ी (Khejri) | 8. हेलियानुओल्स (Heliannuols) | 9. सोरगाब (Sorgaab) | 10. फ्लोरिजिन (Phlorizin)।
भाग C: अति लघु उत्तरीय प्रश्न (10 Very Short Answer Questions — 1–2 Marks Each)
प्रश्न 1. एलीलोपैथी (Allelopathy) को एक वाक्य में परिभाषित कीजिए।
उत्तर: एक पौधे (सूक्ष्मजीवों सहित) द्वारा पर्यावरण में उत्सर्जित रासायनिक पदार्थों (Allelochemicals) के माध्यम से दूसरे पौधे के अंकुरण, वृद्धि एवं विकास पर पड़ने वाला कोई भी प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष, हानिकारक या लाभदायक प्रभाव एलीलोपैथी कहलाता है (Rice, 1984)।
प्रश्न 2. एलीलोकेमिकल्स (Allelochemicals) क्या हैं?
उत्तर: पौधों द्वारा शिकिमिक अम्ल या एसीटेट पथ से संश्लेषित वे गैर-पोषक द्वितीयक उपापचयी रसायन (Secondary metabolites) जो पर्यावरण में मुक्त होकर अन्य पौधों या जीवों की वृद्धि को प्रभावित करते हैं, एलीलोकेमिकल्स कहलाते हैं।
प्रश्न 3. पर्यावरण में एलीलोकेमिकल्स के मुक्त होने के चार मुख्य मार्गों के नाम लिखिए।
उत्तर: (1) वाष्पीकरण (Volatilization), (2) पर्ण निक्षालन (Foliar leaching), (3) जड़ स्राव (Root exudation), तथा (4) पादप अवशेषों का अपघटन (Decomposition of plant residues)।
प्रश्न 4. स्व-विषाक्तता (Autotoxicity) क्या है? दो उदाहरण दीजिए।
उत्तर: जब किसी पादप प्रजाति द्वारा छोड़े गए एलीलोकेमिकल्स उसी की अपनी प्रजाति के बीजों के अंकुरण और पौध वृद्धि को रोकते हैं, तो इसे स्व-विषाक्तता कहते हैं। उदाहरण: रिजका (Alfalfa) और आड़ू (Peach)।
प्रश्न 5. ‘कोलिन’ (Koline) और ‘फाइटोनसाइड’ (Phytoncide) में क्या अंतर है?
उत्तर: उच्च पादप द्वारा उत्पन्न वह रसायन जो दूसरे उच्च पादप को रोकता है ‘कोलिन’ कहलाता है (जैसे जुगलोन), जबकि उच्च पादप द्वारा उत्पन्न वह रसायन जो सूक्ष्मजीवों को नष्ट करता है ‘फाइटोनसाइड’ कहलाता है (जैसे लहसुन का एलिसिन)।
प्रश्न 6. किन्हीं चार स्मदर फसलों (Smother crops) के नाम लिखिए।
उत्तर: ज्वार (Sorghum), सूरजमुखी (Sunflower), राई (Rye — Secale cereale) तथा लोबिया (Cowpea)।
प्रश्न 7. परजीवी खरपतवारों में ‘आत्मघाती अंकुरण’ (Suicidal germination) का क्या अर्थ है?
उत्तर: कपास या लोबिया जैसी अ-पोषी ट्रैप फसल की जड़ों से निकले ‘स्ट्राइगोल’ रसायन द्वारा Striga के सुषुप्त बीजों को अंकुरित कराकर उपयुक्त पोषी के अभाव में उन्हें भूख से मार देना आत्मघाती अंकुरण कहलाता है।
प्रश्न 8. एलीलोकेमिकल्स पर आधारित किन्हीं दो वाणिज्यिक शाकनाशियों (Bio-rational herbicides) के नाम लिखिए।
उत्तर: (1) मेसोट्रियोन (Mesotrione — लेप्टोस्पर्मोन से) और (2) सिनमेथिलिन (Cinmethylin — 1,8-सिनेओल से)।
प्रश्न 9. ‘जैव-धूम्रन’ (Bio-fumigation) क्या है?
उत्तर: सरसों कुल (Brassicaceae) की फसलों के हरे अवशेषों को मिट्टी में मिलाने पर ग्लूकोसिनोलेट्स के टूटने से बनने वाली वाष्पशील आइसोथायोसाइनेट गैस द्वारा मृदा जनित रोगाणुओं, सूत्रकृमियों और खरपतवार बीजों का नियंत्रण जैव-धूम्रन कहलाता है।
प्रश्न 10. एलीलोस्पोली (Allelospoly) शब्द का क्या अर्थ है?
उत्तर: पौधों के बीच जल, पोषक तत्व और प्रकाश जैसे भौतिक संसाधनों के ह्रास (Depletion) के लिए होने वाली शुद्ध प्रतिस्पर्धा (Competition) को एलीलोस्पोली कहते हैं।
भाग D: लघु उत्तरीय प्रश्न (8 Short Answer Questions — 3–5 Marks Each)
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
ई.एल. राइस (1984) के अनुसार पौधे चार मार्गों से एलीलोकेमिकल्स छोड़ते हैं: (1) वाष्पीकरण (Volatilization): पत्तियों से वाष्पशील टरपीन्स (सिनेओल, कपूर) गैस के रूप में निकलकर आसपास के पौधों व मिट्टी पर जमते हैं (उदा.: Salvia, Eucalyptus)। (2) पर्ण निक्षालन (Foliar Leaching): वर्षा व ओस से पत्तियों के जल-विलेय फेनोलिक अम्ल और जुगलोन धुलकर मिट्टी में जाते हैं (उदा.: काला अखरोट)। (3) जड़ स्राव (Root Exudation): जीवित जड़ें राइजोस्फीयर में सीधे सोरगोलियोन या स्ट्राइगोल स्रावित करती हैं (उदा.: ज्वार, कपास)। (4) अवशेष अपघटन (Residue Decomposition): डंठल व पत्तियों के सड़ने से सूक्ष्मजीवों द्वारा फेरुलिक व कौमेरिक अम्ल मुक्त होते हैं।
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
(1) गाजर घास (Parthenium hysterophorus): पार्थेनिन और कैफिक अम्ल छोड़कर गेहूँ, मक्का व दलहनी फसलों का अंकुरण और राइजोबियम ग्रंथियों का निर्माण रोकती है। (2) मोथा (Cyperus rotundus): इसके कंद सेस्क्विटरपीन छोड़कर मक्का, कपास और गन्ने की जड़ वृद्धि को 30–50% घटाते हैं। (3) जंगली जई (Avena fatua): स्कोपोलेटिन स्रावित कर गेहूँ की प्रारंभिक वृद्धि दबाती है। (4) सत्यानाशी (Argemone mexicana): सैंग्विनारिन और फेनोलिक्स द्वारा रबी फसलों के अंकुरण को बाधित करती है।
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
एलीलोकेमिकल्स ग्राही पौधे में: (1) मूलांकुर के शीर्ष में समसूत्री कोशिका विभाजन (Mitosis) रोकते हैं; (2) IAA-oxidase को सक्रिय कर ऑक्सिन व जिबरेलिन हॉर्मोन को नष्ट करते हैं; (3) कोशिका झिल्ली का लिपिड परऑक्सीडेशन कर खनिज पोषक तत्वों (N, P, K) के अवशोषण को रोकते हैं; (4) रंध्रों को बंद कर तथा PS-II में इलेक्ट्रॉन प्रवाह रोककर प्रकाश-संश्लेषण घटाते हैं; और (5) बीज अंकुरण के समय α-amylase एंजाइम को बाधित करते हैं।
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
(1) कटाई के तुरंत बाद डंठलों को हटाकर मिट्टी पलटने वाले हल से जुताई करें; (2) पलेवा (भारी सिंचाई) करें ताकि जल-विलेय फेनोलिक अम्लों का निक्षालन हो और सूक्ष्मजैविक अपघटन तेज हो; (3) अगली फसल की बुवाई से पूर्व 15 से 21 दिन का अपघटन अंतराल (Waiting period) रखें; तथा (4) सूक्ष्मजैविक नाइट्रोजन अचलन की भरपाई हेतु 20–25% अतिरिक्त नाइट्रोजन आधार डोज में दें।
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
कृषिवानिकी में सही वृक्ष का चयन एलीलोपैथिक अनुकूलता पर निर्भर करता है। काला अखरोट (Juglans nigra – जुगलोन), सफेदा (Eucalyptus – सिनेओल व फेनोलिक्स) और विलायती बबूल (Prosopis juliflora – जुलिफ्लोरीन) अपने नीचे उगने वाली फसलों (टमाटर, आलू, गेहूँ, सरसों) पर तीव्र ऋणात्मक प्रभाव डालते हैं। इसके विपरीत, राजस्थान में खेजड़ी (Prosopis cineraria) अपने नीचे उगने वाले बाजरा, मूँग और ग्वार की वृद्धि और उपज को बढ़ाती है।
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
(1) एलीलोकेमिकल्स पूर्णतः जैव-अपघटनीय (Biodegradable) होते हैं और मृदा व भूजल में लंबे समय तक अवशेष नहीं छोड़ते; (2) इनमें क्लोरीन या भारी धातुएँ नहीं होतीं; (3) इनकी कार्यविधि (Mode of action) के नए स्थल (Novel target sites) होते हैं जिससे शाकनाशी-प्रतिरोधी खरपतवारों (Herbicide-resistant weeds) का नियंत्रण संभव होता है (जैसे—मेसोट्रियोन और सिनमेथिलिन)।
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
स्मदर फसलें (जैसे ज्वार, सूरजमुखी, लोबिया, राई, कुट्टू) दोहरे तंत्र से खरपतवार दबाती हैं: (1) भौतिक छतरी प्रभाव: तीव्र प्रारंभिक वृद्धि से भूमि को ढककर खरपतवारों तक सूर्य का प्रकाश नहीं पहुँचने देतीं; तथा (2) एलीलोपैथिक प्रभाव: जड़ों से सोरगोलियोन, DIMBOA या हेलियानुओल्स स्रावित कर खरपतवार के बीजों के अंकुरण को रासायनिक रूप से रोक देती हैं।
✔ मॉडल उत्तर देखें (View Model Answer)
बलुई मृदा (Sandy soil) में कोलाइडल अधिशोषण कम होने से एलीलोकेमिकल्स मृदा घोल में मुक्त रहते हैं और तुरंत प्रभाव दिखाते हैं, जबकि चिकनी व ह्यूमस युक्त मृदा (Clay & Organic soil) में फेनोलिक अम्ल मृदा कणों पर अधिशोषित (Adsorbed) हो जाते हैं तथा सक्रिय सूक्ष्मजीव उन्हें 2–3 सप्ताह में कार्बन डाइऑक्साइड और सरल यौगिकों में विघटित कर देते हैं।
भाग E: अंतर स्पष्ट कीजिए (4 Differentiate Between Questions)
| आधार | वास्तविक एलीलोपैथी (True Allelopathy) | कार्यात्मक एलीलोपैथी (Functional Allelopathy) |
|---|---|---|
| सक्रियता रूप | पौधे से निकलने वाला रसायन अपने मूल उत्सर्जित रूप में ही सीधे विषैला और सक्रिय होता है। | पौधे से निकलने वाला रसायन मूल रूप में अविषैला अग्रदूत (Precursor) होता है। |
| सूक्ष्मजैविक भूमिका | विषैला बनने के लिए मृदा सूक्ष्मजीवों या ऑक्सीकरण की आवश्यकता नहीं होती। | मृदा में जल-अपघटन, ऑक्सीकरण या सूक्ष्मजैविक क्रिया के बाद ही यह विषैला बनता है। |
| उदाहरण | ज्वार से निकलने वाला Sorgoleone और पार्थेनियम का Parthenin। | अखरोट के Hydrojuglone का Juglone में तथा ज्वार के Dhurrin का HCN में बदलना। |
| आधार | स्व-विषाक्तता (Autotoxicity) | पर-विषाक्तता (Heterotoxicity) |
|---|---|---|
| लक्ष्य प्रजाति | दाता और ग्राही दोनों पौधे एक ही प्रजाति (Intra-specific) के होते हैं। | दाता और ग्राही पौधे दो भिन्न प्रजातियों (Inter-specific) के होते हैं। |
| कृषि समस्या | एकल फसल प्रणाली (Monocropping) और पुराने बागों के पुनः रोपण (Replant problem) में बाधा। | फसल-खरपतवार प्रतिस्पर्धा और अंतःफसल (Intercropping) के चयन में महत्व। |
| उदाहरण | रिजका के बाद रिजका; आड़ू के बाग में नया आड़ू। | ज्वार द्वारा बथुआ व चौलाई की वृद्धि रोकना। |
| आधार | कोलिन (Koline) | मारस्मिन (Marasmin) |
|---|---|---|
| उत्पादक जीव (Donor) | उच्च पादप (Higher vascular plants) द्वारा संश्लेषित। | सूक्ष्मजीवों (Fungi / Bacteria) द्वारा संश्लेषित। |
| प्रभावित जीव (Receiver) | अन्य उच्च पादपों के अंकुरण व वृद्धि को रोकता है। | उच्च पादपों के ऊतकों में मुरझान (Wilting) व ऊतकक्षय करता है। |
| उदाहरण | जुगलोन, सोरगोलियोन, पार्थेनिन। | Fusarium oxysporum द्वारा उत्पादित फ्यूसारिक अम्ल (Fusaric acid)। |
| आधार | ऋणात्मक एलीलोपैथी (Negative / Inhibitory) | धनात्मक एलीलोपैथी (Positive / Stimulatory) |
|---|---|---|
| वृद्धि पर प्रभाव | ग्राही पौधे के अंकुरण, जड़ वृद्धि और शुष्क भार को कम करती है। | ग्राही पौधे के अंकुरण, ग्रंथि निर्माण या वृद्धि को प्रोत्साहित करती है। |
| सांद्रता संबंध | सामान्य से उच्च सांद्रता पर परिलक्षित होती है। | अत्यंत कम सांद्रता पर (Hormesis प्रभाव) या सहजीवी संकेतों के रूप में होती है। |
| उदाहरण | गाजर घास द्वारा गेहूँ के अंकुरण का दमन। | मक्का के जड़ स्राव से सोयाबीन में राइजोबियम नोड्यूलेशन में वृद्धि। |
भाग F: संक्षिप्त टिप्पणी लिखें (5 Explain / Describe Questions)
- सोरगोलियोन (Sorgoleone): ज्वार (Sorghum bicolor) के जीवित मूल रोमों से स्रावित होने वाला एक हाइड्रोफोबिक लिपिड बेंजोक्विनोन, जो मृदा में बहुत कम सांद्रता पर भी छोटे बीज वाले खरपतवारों में क्लोरोप्लास्ट के Photosystem-II को अवरुद्ध कर प्राकृतिक शाकनाशी की तरह कार्य करता है।
- मृदा रुग्णता (Soil Sickness): एक ही खेत में लगातार कई वर्षों तक एक ही फसल (जैसे रिजका, तिपतिया घास, सूरजमुखी या धान) उगाने पर मृदा में स्व-विषाक्त एलीलोकेमिकल्स के संचय और विशिष्ट रोगाणुओं की वृद्धि के कारण फसल उपज में आने वाली क्रमिक गिरावट मृदा रुग्णता कहलाती है।
- वालनट विल्ट (Walnut Wilt): काले अखरोट (Juglans nigra) के वृक्ष की जड़ों के विस्तार क्षेत्र में उगाए गए टमाटर, आलू, बैंगन और सेब के पौधों में जुगलोन (Juglone) विषाक्तता के कारण संवहन ऊतक भूरे पड़ जाते हैं और पौधे अचानक मुरझाकर सूख जाते हैं।
- सोरगाब (Sorgaab): परिपक्व ज्वार के पौधों को काटकर पानी में भिगोने और उबालने से प्राप्त जल-विलेय एलीलोकेमिकल्स (फेनोलिक अम्ल व धुर्रिन) का सांद्रित अर्क, जिसका उपयोग जैविक खरपतवार प्रबंधन में किया जाता है।
- हॉर्मेसिस (Hormesis): विष विज्ञान और एलीलोपैथी का वह नियम जिसके अनुसार कोई विषैला रासायनिक पदार्थ (या शाकनाशी) उच्च मात्रा में पौधे की वृद्धि को रोकता है, किंतु अत्यंत सूक्ष्म मात्रा (Sub-lethal ultra-low dose) में पादप वृद्धि को उत्तेजित करता है।
भाग G: दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (5 Long Answer Questions — 8–15 Marks Each)
✔ विस्तृत उत्तर रूपरेखा देखें (View Detailed Answer Blueprint)
- प्रस्तावना एवं व्युत्पत्ति: Hans Molisch (1937) — ग्रीक Allelon + Pathos; E.L. Rice (1984) की परिभाषा।
- एलीलोकेमिकल्स का परिचय: द्वितीयक उपापचयी रसायन (फेनोलिक्स, टरपीनॉइड्स, क्विनोन्स, एल्कलॉइड्स)।
- उत्सर्जन के चारों मार्ग (आरेख 19.1 सहित): (a) वाष्पीकरण (Volatilization), (b) पर्ण निक्षालन (Foliar leaching), (c) जड़ स्राव (Root exudation), (d) पादप अवशेषों का अपघटन (Residue decomposition)।
- फसल उत्पादन में महत्व (6 मुख्य बिंदु): (a) स्मदर फसलों द्वारा खरपतवार नियंत्रण, (b) बायो-हर्बीसाइड्स का विकास (Mesotrione, Cinmethylin), (c) ट्रैप फसलों द्वारा Striga व Orobanche का आत्मघाती अंकुरण, (d) गेंदा व सरसों द्वारा सूत्रकृमि एवं मृदा रोग नियंत्रण (Bio-fumigation), (e) संरक्षण कृषि में एलीलोपैथिक मल्चिंग, तथा (f) फसल चक्र व कृषिवानिकी नियोजन।
✔ विस्तृत उत्तर रूपरेखा देखें (View Detailed Answer Blueprint)
उत्तर में खंड 3.7 एवं सारणी 19.2 का पूरा विवरण शामिल करें: (1) फसल → खरपतवार: ज्वार (Sorgoleone), सूरजमुखी (Heliannuols), राई (DIMBOA), सरसों (Isothiocyanates); (2) खरपतवार → फसल: गाजर घास (Parthenin), मोथा (Cyperone), जंगली जई (Scopoletin), सत्यानाशी (Sanguinarine); (3) फसल → फसल: सूरजमुखी-सरसों अवरोध, ज्वार-गेहूँ प्रभाव तथा रिजका में Autotoxicity; (4) वृक्ष → फसल: काला अखरोट (Juglone), सफेदा (Cineole), विलायती बबूल बनाम खेजड़ी।
✔ विस्तृत उत्तर रूपरेखा देखें (View Detailed Answer Blueprint)
उत्तर में मुलर (1969) का समीकरण (Interference = Competition + Allelopathy), सारणी 19.1 के 6 अंतर बिंदु, तथा खंड 3.5 से वास्तविक बनाम कार्यात्मक एलीलोपैथी, स्व-विषाक्तता बनाम पर-विषाक्तता और ग्रुमर (1955) के चार वर्गों (Koline, Phytoncide, Marasmin, Antibiotic) का वर्णन करें।
✔ विस्तृत उत्तर रूपरेखा देखें (View Detailed Answer Blueprint)
खंड 3.3 के 9 रासायनिक वर्गों (फेनोलिक अम्ल, क्विनोन्स, टरपीनॉइड्स, कौमेरिन्स, हाइड्रॉक्सामिक अम्ल, ग्लूकोसिनोलेट्स, सायनोजेनिक ग्लाइकोसाइड्स, एल्कलॉइड्स, थायोफीन्स) का उदाहरण सहित उल्लेख करें और खंड 3.6 के 6 कार्यिकीय प्रभावों (कोशिका विभाजन, हॉर्मोन असंतुलन, झिल्ली पारगम्यता, PS-II प्रकाश-संश्लेषण, माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन और एंजाइम अवरोध) का वर्णन करें।
✔ विस्तृत उत्तर रूपरेखा देखें (View Detailed Answer Blueprint)
निबंध में निम्नलिखित शीर्षकों का समावेश करें: (1) स्मदर फसलों और अंतर-फसलों का उपयोग; (2) संरक्षण जुताई में एलीलोपैथिक फसल अवशेषों की मल्चिंग; (3) परजीवी खरपतवारों (Striga और Orobanche) में आत्मघाती अंकुरण; (4) बायो-हर्बीसाइड्स और सोरगाब छिड़काव; (5) ब्रैसिका कुल द्वारा बायो-फ्यूमिगेशन और गेंदे द्वारा सूत्रकृमि नियंत्रण; तथा (6) एलीलोपैथिक फसल किस्मों का विकास।
भाग H: विश्वविद्यालय परीक्षा पैटर्न अभ्यास प्रश्न (University PYQ-Pattern Practice Questions)
- [Define / 1 Mark Pattern]: Define Allelopathy and name the scientist who coined the term. (एलीलोपैथी को परिभाषित कीजिए तथा इस शब्द को देने वाले वैज्ञानिक का नाम लिखिए।)
- [Define / 1 Mark Pattern]: What is Autotoxicity? Give one example in forage crops. (स्व-विषाक्तता क्या है? चारा फसलों में इसका एक उदाहरण दीजिए।)
- [Differentiate / 3 Marks Pattern]: Differentiate between True Allelopathy and Functional Allelopathy with suitable examples. (उदाहरण सहित वास्तविक एवं कार्यात्मक एलीलोपैथी में अंतर स्पष्ट कीजिए।)
- [Short Note / 4 Marks Pattern]: Write a short note on modes of release of allelochemicals into the environment. (पर्यावरण में एलीलोकेमिकल्स के मुक्त होने के मार्गों पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए।)
- [Long Essay / 10 Marks Pattern]: Explain the meaning of allelopathy and discuss its practical importance in field crop production and weed management. (एलीलोपैथी का अर्थ स्पष्ट कीजिए तथा खेत की फसलों के उत्पादन और खरपतवार प्रबंधन में इसके व्यावहारिक महत्व की विवेचना कीजिए।)
🔑 12. समेकित उत्तर कुंजी (Consolidated MCQ Answer Key Table)
| प्रश्न क्र. | उत्तर | मुख्य तथ्य (Key Concept) | प्रश्न क्र. | उत्तर | मुख्य तथ्य (Key Concept) |
|---|---|---|---|---|---|
| Q. 01 | (B) | Hans Molisch (1937) | Q. 11 | (A) | Alpha-terthienyl (Marigold) |
| Q. 02 | (B) | E.L. Rice (1984) | Q. 12 | (A) | Strigol (Suicidal germination) |
| Q. 03 | (B) | Sorgoleone (Sorghum root) | Q. 13 | (A) | Allyl isothiocyanate (Brassica) |
| Q. 04 | (B) | Juglone (Black walnut) | Q. 14 | (B) | Volatilization (Arid regions) |
| Q. 05 | (C) | Koline (Grummer, 1955) | Q. 15 | (A) | DIMBOA & DIBOA (Rye/Wheat) |
| Q. 06 | (B) | Interference = Competition + Allelopathy | Q. 16 | (A) | Mimosine (Subabul) |
| Q. 07 | (A) | Alfalfa / Lucerne (Autotoxicity) | Q. 17 | (B) | Sorghum, Sunflower, Rye, Cowpea |
| Q. 08 | (B) | Functional Allelopathy | Q. 18 | (A) | Amygdalin (Peach replant problem) |
| Q. 09 | (B) | Sesquiterpene lactone (Parthenin) | Q. 19 | (B) | RI = −0.60 |
| Q. 10 | (A) | Callistemon citrinus (Mesotrione) | Q. 20 | (A) | 1,8-Cineole (Cinmethylin) |





