कृषि सूक्ष्मजैविकी (Agricultural Microbiology) B.Sc. (Hons.) Agriculture का वह विषय है जो मृदा, फसल और कृषि अपशिष्टों से जुड़े सूक्ष्मजीवों के कार्य सिखाता है। सिलेबस के 11 टॉपिक में कुल 16 थ्योरी लेक्चर निर्धारित हैं। यह लेख सीखने के क्रम में बँटा है: पहले सूक्ष्मजीवों की दुनिया और उन्हें नियंत्रित करने के तरीके, फिर जीवाणु का विज्ञान, फिर मृदा उर्वरता में उनकी भूमिका और अंत में कृषि व मानव कल्याण में उपयोग। हर भाग में सिलेबस के टॉपिक नंबर लिखे हैं।
पूरी तस्वीर एक नज़र में
सूक्ष्मजीव पहले पहचाने जाते हैं, फिर उनका जीव विज्ञान समझा जाता है, और अंत में उन्हें खेत में उपयोगी साथी की तरह इस्तेमाल किया जाता है।
भाग 1: सूक्ष्मजीवों की दुनिया (सिलेबस टॉपिक 1, 2)
सूक्ष्मजीव जगत: प्रोकैरियोटिक और यूकैरियोटिक (टॉपिक 1)
| आधार | प्रोकैरियोटिक | यूकैरियोटिक |
|---|---|---|
| केंद्रक | सुस्पष्ट केंद्रक नहीं; DNA न्यूक्लियॉइड में | झिल्ली से घिरा सुस्पष्ट केंद्रक |
| DNA | प्रायः एक गोलाकार गुणसूत्र (और प्लास्मिड) | कई रेखीय गुणसूत्र |
| राइबोसोम | 70S | 80S (कोशिकाद्रव्य में) |
| कोशिकांग | झिल्ली वाले कोशिकांग नहीं | माइटोकॉन्ड्रिया, ER, गॉल्जी आदि होते हैं |
| कोशिका भित्ति | जीवाणु में पेप्टिडोग्लाइकन | कवक में काइटिन; शैवाल में सेलुलोज |
| उदाहरण | जीवाणु, आर्किया, नील हरित शैवाल (सायनोबैक्टीरिया) | कवक, शैवाल, प्रोटोज़ोआ |
विषाणु (Virus) अकोशिकीय हैं और केवल जीवित कोशिका के भीतर ही गुणन करते हैं, इसलिए उन्हें इन दोनों समूहों में नहीं रखा जाता।
- एंटोनी वान ल्यूवेनहॉक: सूक्ष्मदर्शी से सबसे पहले जीवाणु देखे (लगभग 1676)।
- लुई पाश्चर: स्वतः उत्पत्ति के विचार का खंडन; किण्वन और पाश्चुरीकरण।
- रॉबर्ट कॉख: शुद्ध संवर्धन विधियाँ और रोग उत्पत्ति के कॉख अभिधारणाएँ।
- बेइजरिंक: फलीदार पौधों की जड़ों से राइज़ोबियम का शुद्ध संवर्धन (1888) और एज़ोटोबैक्टर की खोज।
- विनोग्रेडस्की: मृदा सूक्ष्मजैविकी के जनक माने जाते हैं; रसायन-स्वपोषण (नाइट्रीकरण) और Clostridium से नाइट्रोजन स्थिरीकरण पर काम।
निर्जर्मीकरण, कीटाणुशोधन, पाश्चुरीकरण और कॉख अभिधारणाएँ (टॉपिक 2)
| शब्द | अर्थ और विधि |
|---|---|
| निर्जर्मीकरण (Sterilization) | सभी सूक्ष्मजीवों और बीजाणुओं का पूर्ण विनाश। ऑटोक्लेव: 121°C, 15 psi दाब पर 15 से 20 मिनट (नम ऊष्मा)। हॉट एयर ओवन: लगभग 160°C पर 2 घंटे (शुष्क ऊष्मा)। छानना (0.22 µm फ़िल्टर, गर्मी से नष्ट होने वाले घोलों के लिए), UV किरणें और ज्वाला दिखाना (लूप के लिए) |
| कीटाणुशोधन (Disinfection) | निर्जीव सतह पर रसायनों (फिनॉल, क्लोरीन, फॉर्मेल्डिहाइड) से रोगजनकों को घटाना, पर बीजाणु जरूरी नहीं मरते। जीवित ऊतक पर लगाने वाले रसायन एंटीसेप्टिक कहलाते हैं (जैसे 70% एल्कोहल) |
| पाश्चुरीकरण (Pasteurization) | दूध जैसे पदार्थों को ऐसे तापमान तक गर्म करना कि रोगजनक मरें और गुण बने रहें। LTLT: 63°C पर 30 मिनट; HTST: 72°C पर 15 सेकंड; UHT: लगभग 135°C या अधिक पर कुछ सेकंड |
कॉख अभिधारणाएँ (Koch's postulates) यह सिद्ध करती हैं कि कोई विशेष सूक्ष्मजीव ही किसी विशेष रोग का कारण है:
- सूक्ष्मजीव हर रोगी जीव में मौजूद हो और स्वस्थ में नहीं।
- उसे रोगी से अलग करके शुद्ध संवर्धन में उगाया जा सके।
- शुद्ध संवर्धन को स्वस्थ संवेदनशील पौधे या जंतु में डालने पर वही रोग हो।
- उस प्रायोगिक रोगी से वही सूक्ष्मजीव दोबारा अलग किया जाए और मूल जैसा पाया जाए।
सीमाएँ: विषाणु और कुछ अनिवार्य परजीवी कृत्रिम माध्यम पर नहीं उगते, कई रोगों में एक से अधिक सूक्ष्मजीव जुड़े होते हैं, और कुछ वाहक में रोग के लक्षण नहीं दिखते।
भाग 2: जीवाणु का विज्ञान (सिलेबस टॉपिक 3, 4, 5)
जीवाणु की कोशिका संरचना (टॉपिक 3)
| भाग | कार्य |
|---|---|
| कैप्सूल / श्लेष्म परत | सुरक्षा और सतह से चिपकना |
| कोशिका भित्ति (पेप्टिडोग्लाइकन) | आकार और यांत्रिक सुरक्षा |
| प्लाज़्मा झिल्ली | पदार्थ परिवहन और श्वसन एंजाइम का स्थान |
| कशाभिका (Flagella) | गति |
| पिलाई / फिम्ब्रिए | चिपकना; संयुग्मन में DNA हस्तांतरण (सेक्स पिलस) |
| न्यूक्लियॉइड और प्लास्मिड | आनुवंशिक पदार्थ |
| 70S राइबोसोम | प्रोटीन संश्लेषण |
| अंतःबीजाणु (Endospore) | प्रतिकूल परिस्थिति में जीवित रहने की रचना; Bacillus और Clostridium में |
आकार के आधार पर: गोलाकार (कोकस), छड़ाकार (बैसिलस), कॉमा आकार (विब्रियो) और सर्पिल (स्पिरिलम)।
जीवाणु की वृद्धि
जीवाणु द्विखंडन (Binary fission) से गुणन करते हैं। वृद्धि वक्र की चार अवस्थाएँ हैं: लैग अवस्था (अनुकूलन, गुणन नहीं के बराबर), लॉग अवस्था (सबसे तेज, घातांकी वृद्धि), स्थिर अवस्था (जन्म और मृत्यु दर बराबर, पोषक तत्व कम) और मृत्यु अवस्था (संख्या घटना)।
पीढ़ियाँ n = 180 ÷ 20 = 9
कोशिकाएँ N = N0 × 2n = 1 × 29 = 512
वृद्धि प्रभावित करने वाले कारक: तापमान (शीत-रागी, मध्यताप-रागी, ऊष्म-रागी), pH, ऑक्सीजन (वायुवीय, अवायवीय, वैकल्पिक अवायवीय), नमी और पोषक तत्व। मृदा के अधिकांश कृषि-उपयोगी जीवाणु मध्यताप-रागी हैं, जिन्हें लगभग 25 से 37°C अनुकूल लगता है।
ग्राम धनात्मक और ग्राम ऋणात्मक जीवाणु; रसायन-स्वपोषी और प्रकाश-स्वपोषी (टॉपिक 4)
ग्राम अभिरंजन (क्रम): क्रिस्टल वायलेट → आयोडीन → एल्कोहल से रंग हटाना → सेफ्रानिन। धनात्मक जीवाणु बैंगनी रंग बनाए रखते हैं, ऋणात्मक गुलाबी-लाल हो जाते हैं।
| आधार | ग्राम धनात्मक (+) | ग्राम ऋणात्मक (−) |
|---|---|---|
| पेप्टिडोग्लाइकन | मोटी परत; टाइकोइक अम्ल मौजूद | पतली परत |
| बाह्य झिल्ली (LPS) | नहीं | होती है |
| एल्कोहल से रंग हटाना | रंग बना रहता है | रंग निकल जाता है |
| उदाहरण | Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, Streptomyces | Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas, E. coli |
| पोषण प्रकार | ऊर्जा स्रोत और कार्बन स्रोत | उदाहरण |
|---|---|---|
| रसायन-स्वपोषी (Chemoautotroph) | अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण से ऊर्जा; कार्बन CO2 से | Nitrosomonas (NH4+ → NO2−), Nitrobacter (NO2− → NO3−), Thiobacillus (सल्फर ऑक्सीकरण) |
| प्रकाश-स्वपोषी (Photoautotroph) | सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा; कार्बन CO2 से | नील हरित शैवाल (Nostoc, Anabaena, जो ऑक्सीजन छोड़ते हैं), बैंगनी और हरे सल्फर जीवाणु (ऑक्सीजन नहीं छोड़ते) |
| विषमपोषी (Heterotroph) | तैयार कार्बनिक पदार्थ से | अधिकांश मृदा जीवाणु और कवक |
जीवाणु आनुवंशिकी (टॉपिक 5)
जीवाणुओं में लैंगिक जनन नहीं होता, पर DNA के आदान-प्रदान से आनुवंशिक पुनर्संयोजन होता है। इसके तीन तरीके हैं:
| विधि | क्या होता है | मुख्य प्रयोग |
|---|---|---|
| रूपांतरण (Transformation) | जीवाणु वातावरण से "नग्न DNA" ग्रहण करता है | ग्रिफिथ (1928); एवरी, मैक्लिओड और मैक्कार्टी (1944) ने DNA को आनुवंशिक पदार्थ सिद्ध किया |
| संयुग्मन (Conjugation) | दो जीवाणु पिलस द्वारा जुड़कर प्रत्यक्ष संपर्क से DNA (जैसे F प्लास्मिड) देते हैं | लेडरबर्ग और टेटम (1946), E. coli |
| पारगमन (Transduction) | जीवाणुभोजी (बैक्टीरियोफेज) DNA का टुकड़ा एक जीवाणु से दूसरे तक ले जाता है | ज़िंडर और लेडरबर्ग (1952), Salmonella |
- प्लास्मिड: गुणसूत्र के बाहर का छोटा गोलाकार स्वतः-प्रतिकृति वाला DNA। उदाहरण: F प्लास्मिड (उर्वरता), R प्लास्मिड (प्रतिजैविक प्रतिरोध), Agrobacterium का Ti प्लास्मिड (पादप आनुवंशिक अभियांत्रिकी में वाहक) और Rhizobium का Sym प्लास्मिड (गाँठ बनाने और नाइट्रोजन स्थिरीकरण के जीन)।
- ट्रांसपोज़ॉन (उछलते जीन): DNA के वे खंड जो एक स्थान से दूसरे स्थान पर जा सकते हैं। बारबरा मैक्क्लिंटॉक ने मक्का में (Ac/Ds) खोजे। जीवाणुओं में IS अनुक्रम और संयुक्त ट्रांसपोज़ॉन, जो प्रतिरोध जीन को प्लास्मिड और गुणसूत्र के बीच ले जा सकते हैं।
कृषि में महत्व: Ti प्लास्मिड से बने वाहक द्वारा फसलों में जीन प्रवेश (जैसे Bt कपास) और बेहतर राइज़ोबियम तथा जैव कीटनाशक विकसित करना।
भाग 3: मृदा उर्वरता और नाइट्रोजन स्थिरीकरण (सिलेबस टॉपिक 6, 7, 8)
मृदा उर्वरता में सूक्ष्मजीवों की भूमिका: C, N, P, S चक्र (टॉपिक 6)
| चक्र | मुख्य क्रियाएँ और सूक्ष्मजीव |
|---|---|
| कार्बन | प्रकाश संश्लेषण से CO2 का स्थिरीकरण; मृत पदार्थ का अपघटन (सेलुलोज, हेमीसेलुलोज, लिग्निन) कवक (Trichoderma, Aspergillus), जीवाणु और एक्टिनोमाइसीट द्वारा; अंत में ह्यूमस बनना और श्वसन से CO2 वापस |
| नाइट्रोजन | अमोनीकरण (प्रोटीन → NH4+); नाइट्रीकरण (Nitrosomonas फिर Nitrobacter: NH4+ → NO2− → NO3−); विनाइट्रीकरण (जलभराव में Pseudomonas आदि द्वारा NO3− → N2, जिससे नाइट्रोजन की हानि); नाइट्रोजन स्थिरीकरण |
| फॉस्फोरस | कार्बनिक फॉस्फोरस का खनिजीकरण (फॉस्फेटेज़ एंजाइम); अघुलनशील फॉस्फेट का घुलना: फॉस्फेट विलेयक सूक्ष्मजीव (PSM) जैसे Bacillus megaterium, Pseudomonas striata, Aspergillus awamori कार्बनिक अम्ल बनाकर घोलते हैं |
| सल्फर | खनिजीकरण (कार्बनिक S से SO42−); ऑक्सीकरण (Thiobacillus द्वारा S → SO42−, पौधों को उपलब्ध रूप); अपचयन (जलमग्न अवायवीय दशा में Desulfovibrio द्वारा SO42− → H2S) |
C:N = 40 ÷ 0.5 = 80:1
अच्छे अपघटन और ह्यूमस के लिए लगभग 20 से 25:1 अनुपात उपयुक्त माना जाता है। 80:1 जैसे चौड़े अनुपात पर सूक्ष्मजीव मृदा का नाइट्रोजन खुद ले लेते हैं (स्थिरीकरण या Immobilization) और फसल को अस्थायी कमी होती है।
सरल अनुमान: 25:1 तक पहुँचने के लिए 40 ÷ 25 = 1.6 किग्रा N चाहिए, यानी लगभग 1.1 किग्रा अतिरिक्त N प्रति 100 किग्रा भूसा। (वास्तव में कार्बन का एक भाग CO2 बनकर उड़ जाता है, इसलिए यह केवल अभ्यास हेतु मोटा अनुमान है।)
जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण: सहजीवी, सहचारी और असहजीवी (टॉपिक 7)
वायुमंडल में लगभग 78% नाइट्रोजन है, पर पौधे सीधे इसे उपयोग नहीं कर सकते। नाइट्रोजनेज़ एंजाइम (जिसमें Fe और Mo होते हैं) इसे अमोनिया में बदलता है। इस क्रिया में ऊर्जा (ATP) लगती है और एंजाइम ऑक्सीजन से नष्ट हो जाता है, इसलिए इसे ऑक्सीजन से बचाना जरूरी है।
| प्रकार | सूक्ष्मजीव | जुड़ाव और उदाहरण |
|---|---|---|
| सहजीवी (Symbiotic) | Rhizobium, Bradyrhizobium | फलीदार फसलों (चना, मूँग, मटर, सोयाबीन, मूँगफली) की जड़ों में गाँठें बनाते हैं। गाँठ का गुलाबी रंग लेगहीमोग्लोबिन से है, जो ऑक्सीजन को पकड़कर नाइट्रोजनेज़ को बचाता है। हर दलहन के लिए अलग राइज़ोबियम होता है, इसे पारस्परिक संवर्धन समूह (Cross inoculation group) कहते हैं |
| Frankia | गैर-फलीदार वृक्षों (एल्नस, कैज़ुअरिना) में | |
| Anabaena azollae | Azolla के साथ | |
| सहचारी (Associative) | Azospirillum, Gluconacetobacter | जड़ की सतह या ऊतकों में रहते हैं, गाँठ नहीं बनाते। Azospirillum मक्का, बाजरा, ज्वार और अन्य अनाजों में; Gluconacetobacter गन्ने में |
| असहजीवी / स्वतंत्र जीवी (Asymbiotic) | Azotobacter (वायुवीय), Clostridium (अवायवीय), Beijerinckia, नील हरित शैवाल | मृदा में स्वतंत्र रहकर नाइट्रोजन स्थिर करते हैं |
Azolla, नील हरित शैवाल और माइकोराइज़ा (टॉपिक 8)
- Azolla: जल पर तैरने वाली छोटी फर्न, जिसकी पत्तियों की गुहा में सहजीवी Anabaena azollae रहता है। धान के खेत में हरी खाद या जैव उर्वरक की तरह उपयोगी है। कई अध्ययनों में प्रति फसल लगभग 30 से 60 किग्रा N/हे तक योगदान बताया गया है। यह तेजी से बढ़ती है और पशुओं व मछली के चारे के रूप में भी काम आती है।
- नील हरित शैवाल (BGA / सायनोबैक्टीरिया): Nostoc, Anabaena, Aulosira, Tolypothrix। नाइट्रोजन स्थिरीकरण की जगह हेटेरोसिस्ट कोशिकाएँ होती हैं, जहाँ ऑक्सीजन नहीं पहुँचती। जल भरे धान के खेत में प्रायः लगभग 10 किग्रा/हे सूखे BGA का उपयोग रोपाई के कुछ दिन बाद किया जाता है। यह नाइट्रोजन के साथ वृद्धि कारक भी देता है और ऊसर भूमि सुधार में सहायक है।
- माइकोराइज़ा (Mycorrhiza): कवक और पौधे की जड़ का सहजीवी संबंध। कवक पानी, फॉस्फोरस और जिंक जैसे तत्व पौधे को देता है, और पौधा कवक को शर्करा देता है।
| प्रकार | लक्षण | उदाहरण |
|---|---|---|
| एक्टोमाइकोराइज़ा | जड़ के बाहर कवक का आवरण (शीथ) और कोशिकाओं के बीच हार्टिग जाल | चीड़, देवदार, यूकेलिप्टस जैसे वन वृक्ष |
| एंडोमाइकोराइज़ा (VAM / अर्बस्कुलर AM) | कवक कोशिकाओं के भीतर जाता है और पुटिकाएँ (Vesicles) व वृक्षाकार संरचनाएँ (Arbuscules) बनाता है | Glomus; अधिकांश कृषि फसलों में |
सामान्यतः सरसों, गोभी जैसे क्रूसीफेरी कुल के पौधे माइकोराइज़ा नहीं बनाते। VAM विशेषकर कम फॉस्फोरस वाली मृदा में फसल की वृद्धि बेहतर करता है और सूखा सहनशीलता बढ़ाता है।
भाग 4: कृषि और मानव कल्याण में उपयोग (सिलेबस टॉपिक 9, 10, 11)
राइज़ोस्फीयर और फाइलोस्फीयर (टॉपिक 9)
- राइज़ोस्फीयर: जड़ के चारों ओर की वह मृदा, जो जड़ से निकलने वाले स्रावों (शर्करा, अमीनो अम्ल, कार्बनिक अम्ल) से प्रभावित होती है। शब्द हिल्टनर (1904) ने दिया। राइज़ोप्लेन जड़ की सतह है।
- R:S अनुपात = राइज़ोस्फीयर में सूक्ष्मजीव संख्या ÷ सामान्य मृदा में संख्या। यह सामान्यतः 1 से अधिक होता है।
- राइज़ोस्फीयर प्रभाव: जड़ों के पास सूक्ष्मजीवों की अधिक संख्या और सक्रियता।
- फाइलोस्फीयर: पत्ती की सतह (फाइलोप्लेन) और उसके आसपास का क्षेत्र, जहाँ जीवाणु, यीस्ट और कवक रहते हैं। ये पत्ती के स्रावों पर पलते हैं। कुछ रोगजनक (जैसे Pseudomonas syringae, जो पाले की क्षति बढ़ा सकता है) और कुछ लाभदायक विरोधी सूक्ष्मजीव यहाँ रहते हैं।
R:S = 120 ÷ 10 = 12
उदाहरण 4 (प्लेट गणना, CFU): 10−5 तनुकरण की 0.1 मिली मात्रा पट्टिका पर 45 कॉलोनियाँ बनीं।
CFU/ग्राम = कॉलोनी × तनुकरण गुणक ÷ मात्रा = 45 × 105 ÷ 0.1 = 4.5 × 107 CFU/ग्राम
मानव कल्याण में सूक्ष्मजीव: जैव उर्वरक और जैव कीटनाशक (टॉपिक 10)
जैव उर्वरक (Biofertilizer) जीवित सूक्ष्मजीवों के वाहक आधारित (जैसे लिग्नाइट या चारकोल) उत्पाद हैं, जो बीज, जड़ या मृदा में डालने पर पोषक तत्वों की उपलब्धता बढ़ाते हैं। इन्हें बीज उपचार, पौध जड़ डुबोने या मृदा में मिलाने से दिया जाता है। इनकी तिथि देखना और धूप व रसायनों से बचाना जरूरी है।
| वर्ग | जैव उर्वरक | उपयोग |
|---|---|---|
| नाइट्रोजन स्थिरीकरण | राइज़ोबियम | दलहनी और तिलहनी फलीदार फसलें (विशिष्ट दलहन के लिए अलग प्रभेद) |
| Azotobacter, Azospirillum | अनाज, सब्जियाँ, कपास और गन्ना | |
| BGA, Azolla | धान | |
| फॉस्फोरस घुलनशीलता | PSB (Bacillus, Pseudomonas) | सभी फसलें |
| फॉस्फोरस गतिशीलता | VAM (माइकोराइज़ा) | सब्जियाँ, फल और वृक्ष |
| पोटाश गतिशीलता | KMB (Frateuria aurantia) | पोटाश की कमी वाली मृदा |
जैव कीटनाशक / जैव नियंत्रक:
- Bacillus thuringiensis (Bt): बीजाणु के साथ Cry प्रोटीन बनाता है, जो कुछ कीटों (मुख्यतः पतंगों की इल्लियों, जैसे चने की इल्ली) की आँत में विष का काम करता है।
- Trichoderma viride / harzianum: मृदा-जनित रोग (जड़ सड़न, उकठा) के नियंत्रक कवक; बीज उपचार और मृदा उपचार में।
- Pseudomonas fluorescens: जीवाणु विरोधी जो रोगजनकों को दबाता है और पौधे को बढ़ावा देता है।
- न्यूक्लियर पॉलीहाइड्रोसिस वायरस (NPV): Helicoverpa और Spodoptera जैसी इल्लियों के लिए विषाणु आधारित कीटनाशक।
- Beauveria bassiana, Metarhizium: कीटों को संक्रमित करने वाले कवक।
लाभ: रसायनों में कमी, पर्यावरण और मृदा स्वास्थ्य की सुरक्षा और कम लागत। सीमा: वृद्धि धीमी और जीवित होने से भंडारण व तापमान पर निर्भर।
जैव ईंधन उत्पादन और कृषि अपशिष्टों का जैव अपघटन (टॉपिक 11)
- बायोएथेनॉल: गन्ने के रस, शीरे या स्टार्च वाले अनाज के किण्वन से, जिसमें Saccharomyces cerevisiae (यीस्ट) शर्करा को एथेनॉल और CO2 में बदलता है। पेट्रोल में मिलाने के लिए उपयोग होता है।
- बायोगैस (गोबर गैस): गोबर या कृषि अपशिष्ट के अवायवीय पाचन से। चार चरण: जल-अपघटन, अम्ल निर्माण, एसिटेट निर्माण और मीथेनोजेनेसिस (मीथेन बनाने वाले जीवाणु, जैसे Methanobacterium)। गैस में लगभग 55 से 65% मीथेन और 30 से 40% CO2 होता है। बचा हुआ घोल (स्लरी) उत्तम जैविक खाद है।
- बायोडीज़ल: जेट्रोफा, करंज जैसे तेलों के ट्रांसएस्टरीकरण से, और कुछ सूक्ष्म शैवालों से भी अनुसंधान।
- जैव अपघटन (Biodegradation): फसल अवशेषों में सेलुलोज, हेमीसेलुलोज और लिग्निन होते हैं। कवक (Trichoderma, Aspergillus, श्वेत सड़न कवक Phanerochaete) और एक्टिनोमाइसीट इन्हें तोड़ते हैं। कम्पोस्टिंग में पहले मध्यताप-रागी, फिर ऊष्म-रागी (50 से 65°C) सूक्ष्मजीव सक्रिय होते हैं, जो रोगाणु और खरपतवार बीज भी नष्ट करते हैं।
- धान के पुआल की समस्या: जलाने की जगह सूक्ष्मजीव आधारित अपघटक (जैसे ICAR-IARI द्वारा विकसित पूसा डीकम्पोज़र के कवक संवर्धन) और खेत में मिलाना, या मशरूम उत्पादन में उपयोग।
सोचिए और हल कीजिए
प्रश्न 1: किसी जीवाणु की पीढ़ी अवधि 30 मिनट है। 1 कोशिका से 4 घंटे बाद कितनी कोशिकाएँ? उत्तर: n = 240 ÷ 30 = 8; N = 28 = 256
प्रश्न 2: 10−4 तनुकरण की 0.1 मिली मात्रा पर 32 कॉलोनियाँ मिलीं। CFU/ग्राम? उत्तर: 32 × 104 ÷ 0.1 = 3.2 × 106
प्रश्न 3: किसी अवशेष में 36 किग्रा कार्बन और 0.9 किग्रा नाइट्रोजन हो तो C:N? उत्तर: 36 ÷ 0.9 = 40:1
प्रश्न 4: राइज़ोस्फीयर में 80 × 106 और सामान्य मृदा में 16 × 106 हो तो R:S? उत्तर: 5
परीक्षा के लिए कैसे लिखें और याद रखें
- ग्राम धनात्मक और ऋणात्मक की तुलना तालिका बनाकर पेप्टिडोग्लाइकन, LPS और उदाहरण सहित लिखें।
- नाइट्रोजन चक्र में हर चरण के साथ सूक्ष्मजीव का नाम जरूर लिखें।
- जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण का उत्तर सहजीवी, सहचारी और असहजीवी में बाँटकर लिखें; नाइट्रोजनेज़, लेगहीमोग्लोबिन और हेटेरोसिस्ट का उल्लेख करें।
- कॉख अभिधारणाएँ क्रम से चार बिंदुओं में लिखें; सीमाएँ जोड़ने पर अंक बढ़ते हैं।
- निर्जर्मीकरण में ऑटोक्लेव की शर्त (121°C, 15 psi, 15 से 20 मिनट) बार-बार पूछी जाती है।
- जैव उर्वरक की तालिका में फसल और सूक्ष्मजीव दोनों लिखें।
महत्वपूर्ण प्रश्न (MCQ)
Q1. दलहनी फसलों की जड़ों में गाँठ बनाने वाला जीवाणु कौन सा है? (अ) Azotobacter (ब) Rhizobium (स) Nitrobacter (द) Clostridium। उत्तर: ब
Q2. ऑटोक्लेव में निर्जर्मीकरण की सामान्य शर्त क्या है? (अ) 100°C, 10 मिनट (ब) 121°C, 15 psi, 15 से 20 मिनट (स) 160°C, 15 मिनट (द) 72°C, 15 सेकंड। उत्तर: ब
Q3. NO2− को NO3− में बदलने वाला जीवाणु कौन सा है? (अ) Nitrosomonas (ब) Nitrobacter (स) Thiobacillus (द) Pseudomonas। उत्तर: ब
Q4. जीवाणुभोजी की सहायता से DNA का एक जीवाणु से दूसरे में जाना क्या कहलाता है? (अ) रूपांतरण (ब) संयुग्मन (स) पारगमन (द) विनाइट्रीकरण। उत्तर: स
Q5. Azolla में सहजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकारक कौन सा है? (अ) Rhizobium (ब) Frankia (स) Azospirillum (द) Anabaena azollae। उत्तर: द
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्रश्न: कृषि सूक्ष्मजैविकी में कितने टॉपिक और लेक्चर हैं?
उत्तर: सिलेबस की थ्योरी में 11 टॉपिक हैं और कुल 16 लेक्चर निर्धारित हैं।
प्रश्न: जैव उर्वरक रासायनिक उर्वरक की जगह ले सकते हैं?
उत्तर: सामान्यतः ये रासायनिक उर्वरक की मात्रा घटाने और मृदा स्वास्थ्य सुधारने में सहायक हैं। पूर्ण विकल्प की जगह इन्हें पूरक की तरह उपयोग करना बेहतर माना जाता है।
प्रश्न: नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए ऑक्सीजन की कमी क्यों जरूरी है?
उत्तर: नाइट्रोजनेज़ एंजाइम ऑक्सीजन से नष्ट हो जाता है। इसलिए गाँठों में लेगहीमोग्लोबिन और शैवाल में हेटेरोसिस्ट ऑक्सीजन से सुरक्षा देते हैं।
प्रश्न: सहजीवी और असहजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकरण में क्या अंतर है?
उत्तर: सहजीवी में सूक्ष्मजीव पौधे के भीतर या साथ रहकर स्थिरीकरण करता है (जैसे राइज़ोबियम)। असहजीवी में वह मृदा में स्वतंत्र रहकर करता है (जैसे Azotobacter)।
प्रश्न: राइज़ोस्फीयर में सूक्ष्मजीव अधिक क्यों होते हैं?
उत्तर: जड़ से निकलने वाले शर्करा, अमीनो अम्ल और कार्बनिक अम्ल जैसे स्राव सूक्ष्मजीवों को भोजन देते हैं।
प्रश्न: बायोगैस कैसे बनती है?
उत्तर: गोबर और कृषि अपशिष्ट के अवायवीय पाचन से, जिसमें अंतिम चरण में मीथेन बनाने वाले जीवाणु मीथेन उत्पन्न करते हैं।
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आगे पढ़ने के लिए
संदर्भ पुस्तकें: Pelczar, Chan और Krieg, Microbiology; N. S. Subba Rao, Soil Microorganisms and Plant Growth; Madigan और अन्य, Brock Biology of Microorganisms; Dubey और Maheshwari, A Textbook of Microbiology; ICAR e-course (Agricultural Microbiology)।
लेखक की टिप्पणी: यह लेख सिलेबस के आधार पर मौलिक रूप से तैयार किया गया है। गणना के उदाहरण अभ्यास हेतु काल्पनिक आँकड़ों पर आधारित हैं। नाइट्रोजन स्थिरीकरण की मात्राएँ, जैव उर्वरक की मात्रा और जैव ईंधन से जुड़ी नीतिगत जानकारी समय और स्रोत के अनुसार बदलती रहती हैं, इसलिए प्रकाशित करने से पहले अपनी निर्धारित पुस्तक और नवीनतम सरकारी स्रोत से मिलान कर लें।