એલીલૉપથી

એલીલૉપથી : વનસ્પતિઓ, સૂક્ષ્મજીવો, વાઇરસ અને ફૂગ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા દ્વિતીયક ચયાપચયકો (secondary metabolites) સાથે સંકળાયેલી અને કૃષિ અને જૈવિક તંત્રોની વૃદ્ધિ અને વિકાસને અસર કરતી હોય તેવી કોઈ પણ ક્રિયા. એલીલૉપથી બે ગ્રીક શબ્દો વડે બને છે, એલીલૉન (allelon) = અન્યોન્ય અને પૅથૉસ (pathos) = વિશિષ્ટ પ્રકારની રોગની સ્થિતિ કે સ્વરૂપ. આમ, એલીલૉપથીનો શબ્દ પ્રમાણે  ‘સૂક્ષ્મજીવો સહિત એક વનસ્પતિની બીજી વનસ્પતિ પર થતી હાનિકારક અસરો’ તેવો અર્થ થાય છે. મોલિશ(1937)ના મત પ્રમાણે વનસ્પતિઓ (સૂક્ષ્મજીવો સહિત) વચ્ચે એલીલૉ-રસાયણોના સ્રાવ દ્વારા થતી બધી જ ઉત્તેજક અને અવરોધક જૈવરાસાયણિક આંતરક્રિયાઓને એલીલૉપથી કહે છે.

એલીલૉ–રસાયણો : તેઓ વનસ્પતિઓ અને સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા દ્વિતીયક ચયાપચયકો અને પ્રાથમિક ચયાપચયની અંતિમ નીપજો છે. તેમનું સર્જન તૃણાહારીઓ (herbivorous), ભક્ષકો (predators), કીટકો, સૂત્રકૃમિઓ, રોગજન (pathogens) વગેરે સામે સ્વરક્ષણ માટે થયેલું હોય છે. તેઓ નિક્ષાલન (leaching), સ્રાવ (exudation), બાષ્પીભવન (volatilization) અને વનસ્પતિ કે તેના ભાગોના મૃત્યુ કે સડા દ્વારા મુક્ત થાય છે. સડાના કિસ્સામાં જમીનમાં રહેતા સૂક્ષ્મજીવો (ઍક્ટિનોમાયસેટિસ, ફૂગ અને બૅક્ટેરિયા) સડો પામતા જૈવભારમાંથી વિષાળુ (toxic) સંયોજનોનું સંશ્લેષણ કરવામાં કે તેમને મુક્ત કરવામાં મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. એલીલૉ-રસાયણો વાનસ્પતિક કે સૂક્ષ્મજીવીય જૈવરસાયણો છે; જેઓ અન્ય વનસ્પતિઓ પર દેહધાર્મિક કે વિષાળુ અસરો ઉત્પન્ન કરે છે. વનસ્પતિનાં એલીલૉ-રસાયણો સૂક્ષ્મજીવો ઉપર અને સૂક્ષ્મજીવીય એલીલૉ-રસાયણો વનસ્પતિ ઉપર પોતાની દેહધાર્મિક કે વિષાળુ અસર દર્શાવે છે. ઋતુ કે પર્યાવરણીય પરિબળો(દા.ત., પારજાંબલી વિકિરણ, નીચું કે ઊંચું તાપમાન, જમીનમાં ભેજની અતિશયતા કે અછત, પર્યાવરણીય તાણ વગેરે)ને આધારે વૃદ્ધિના વિવિધ તબક્કાઓમાં વનસ્પતિકોષોમાં કેટલાંક એલીલૉ-રસાયણોનું નિર્માણ અને સંગ્રહ થાય છે.

મોટાભાગનાં એલીલૉ-રસાયણો રક્ષક ઘટકો તરીકે કાર્ય કરે છે. કેટલાંક એલીલૉ-રસાયણો નીંદણની આક્રમકતા અને સ્પર્ધા ઉપર અસર કરે છે અને વનસ્પતિની ગીચતાનું નિયમન કરે છે. તેમનો ઉપયોગ નીંદણનાશક, કીટનાશક, કૃમિનાશક કે જૈવિક નિયંત્રકો તરીકે કરી શકાય.

એલીલૉ–રસાયણોનું સ્થાન : તેઓનું નિર્માણ વનસ્પતિના જમીનની ઉપર કે નીચે અથવા બંને ભાગોમાં થાય છે. એલીલૉ-રસાયણો ધરાવતાં વનસ્પતિ-અંગો સારણીમાં આપવામાં આવ્યાં છે.

સારણી : એલીલૉ-રસાયણો ધરાવતાં વનસ્પતિ-અંગો

વનસ્પતિ-અંગો	એલીલૉ-રસાયણો
મૂળ અને ગાંઠામૂળી	પર્ણોની તુલનામાં ઓછી માત્રામાં; ઓછાં સક્ષમ.
પ્રકાંડ	કેટલીક વાર વિષાળુતાનો મુખ્ય સ્રોત.
પર્ણો	એલીલૉ-રસાયણોનો મુખ્ય સ્રોત; જેઓ સામાન્યત: અવરોધકો તરીકે કાર્ય કરે.
પુષ્પ / પુષ્પવિન્યાસ	જોકે પુષ્પ અને પુષ્પવિન્યાસનો અભ્યાસ મર્યાદિત; અને પરાગરજ ‘મકાઈ’ (Zea mays) અને ગાજરઘાસ-(Parthenium)ની પરાગરજ એલીલૉપથીય.
ફળ	ઘણાં ફળો વિષાળુ પદાર્થો ધરાવે; જેઓ સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિ અને બીજાંકુરણને અવરોધે છે.
બીજ	વનસ્પતિની ઘણી જાતિઓનાં બીજમાં રહેલાં એલીલૉ-રસાયણો સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિ અને બીજાંકુરણને અવરોધે.

એલીલૉ–રસાયણોની મુક્ત થવાની પદ્ધતિઓ : દાતા વનસ્પતિમાંથી ગ્રાહી વનસ્પતિમાં એલીલૉ-રસાયણો કેવી રીતે પહોંચે છે તે એલીલૉપથી માટે મહત્વનું છે. તેઓની વિષાળુતા અને દીર્ઘસ્થાયિતા(persistence)માં તેમના સ્થાનાંતરની પદ્ધતિ અગત્યનો ફાળો ભજવે છે. દાતા વનસ્પતિ સામાન્યત: આ રસાયણોનો વનસ્પતિકોષોમાં બદ્ધ (bound) સ્વરૂપમાં સંગ્રહ કરે છે; જેમ કે, જલદ્રાવ્ય ગ્લાયકોસાઇડો, બહુલકો જેવા કે ટેનિન, લિગ્નિન અને ક્ષારો. તેથી આ રસાયણો દાતા વનસ્પતિઓ માટે વિષાળુ હોતાં નથી. દાતા વનસ્પતિમાંથી આ રસાયણો પર્યાવરણમાં મુક્ત થતાં તેઓ કાં તો અન્ય પદાર્થોમાં વિઘટન કે રૂપાંતર પામે છે; જે ગ્રાહી વનસ્પતિને અસર કરે છે અને દાતા વનસ્પતિ માટે પણ વિષાળુ હોઈ શકે છે (સ્વવિષાળુતા = autotoxicity). વનસ્પતિ-ઉત્સેચકો કે પર્યાવરણીય તાણ દ્વારા આ રસાયણોનું વિઘટન થતાં વિષાળુ-રસાયણો પ્રકાંડ કે પર્ણોની વિશિષ્ટ ગ્રંથિઓ દ્વારા મુક્ત થઈ પર્યાવરણમાં ભળે છે.

ઉચ્ચકક્ષાની વનસ્પતિઓમાંથી એલીલૉ-રસાયણો બાષ્પીભવન, નિક્ષાલન, મૂળના સ્રાવ અને વનસ્પતિ-અવશેષોના વિઘટન (decomposition) દ્વારા મુક્ત થાય છે.

બાષ્પીભવન : કેટલાક કિસ્સાઓમાં એલીલૉ-રસાયણો બાષ્પશીલ હોવાને લીધે વાતાવરણમાંથી આસપાસની વનસ્પતિઓ દ્વારા સીધેસીધાં શોષાઈ શકે છે. એલીલૉ-રસાયણોવાળી બાષ્પનું ઘનીભવન થવાથી તે ઝાકળ-સ્વરૂપે જમીન પર પડે છે. જમીનના કણો દ્વારા શોષાયેલા બાષ્પશીલ પદાર્થો ભૂમીય દ્રાવણમાં ભળ્યા બાદ વનસ્પતિઓ દ્વારા શોષાય છે.

કીરમાની (Artemisia), ગાર્ડન સેજ (Salvia), ગાજરઘાસ, નીલગિરિ (Eucalyptus) જેવી વનસ્પતિઓ બાષ્પશીલ પદાર્થો મુક્ત કરે છે. દક્ષિણ કૅલિફૉર્નિયાના શૅપરૅલ(Chaparral)ના કેટલાક ક્ષુપ કૅમ્ફિન, કૅમ્ફર, સિનિયોલ, ડાઇપેન્ટિન, a-પાઇનિન, b-પાઇનિન જેવા બાષ્પશીલ અવરોધકો ઉત્પન્ન કરે છે. આવાં સંયોજનો ધરાવતી વનસ્પતિઓ વાતાવરણમાં આ પદાર્થોને બાષ્પ-સ્વરૂપે સતત મુક્ત કરે છે. બ્રેસિકેસી (ક્રુસિફેરી) કુળની રાઈ (Brassica jancea), કાળી સરસવ (B. nigra), સરસવ (B. napus), સલગમ (B. rapa) અને કોબીજ(B. oleracea)નાં પીસેલાં પર્ણો પણ બાષ્પશીલ પદાર્થો મુક્ત કરે છે. રાઈ અને કાળી સરસવના બાષ્પશીલ પદાર્થો સાલીટ (Lactuca) અને ઘઉંનાં અંકુરણ પામતાં બીજ માટે સૌથી હાનિકારક છે.

નિક્ષાલન : ઝાકળ, ધુમ્મસ કે કરા વગેરેની ક્રિયાથી વનસ્પતિનાં વિવિધ અંગોમાંથી જલદ્રાવ્ય પદાર્થોનો નિકાલ થાય છે. નિક્ષાલનનો આધાર વનસ્પતિ પેશીના પ્રકાર, પરિપક્વતાની અવસ્થા અને વૃષ્ટિપાત(precipitation)ના પ્રકાર, તેની માત્રા અને સમયગાળા ઉપર રહેલો છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા ફિનૉલિક ઍસિડો, ટર્પેનૉઇડ્ઝ અને આલ્કેલૉઇડો જેવા એલીલૉપથીય સંયોજનોનું નિક્ષાલન થાય છે. નિક્ષાલનથી પ્રાપ્ત થતા ખનિજ ક્ષારો, કાર્બોદિતો અને વનસ્પતિ-અંત:સ્રાવો સહવાસી વનસ્પતિની જાતિ માટે લાભદાયી બની શકે છે; પરંતુ મોટેભાગે હાનિકારક અસરોનો અભ્યાસ થયેલો છે. બીજ-નિક્ષાલકો (leachates) મહત્વના હોવા છતાં મુખ્યત્વે પર્ણીય નિક્ષાલકો પર સંશોધનો થયાં છે. તૃણભૂમિમાં વનસ્પતિ-વનસ્પતિ આંતરક્રિયાઓમાં અને નીંદણ-પાક સહવાસ(association)માં વિષ ધરાવતા નિક્ષાલકો મહત્ત્વ ધરાવે છે.

મૂળના સ્રાવ : મૂળ દ્વારા ઘણાં સંયોજનોનો સ્રાવ થાય છે; જેઓ સૂક્ષ્મજીવોની અને સંબંધિત ઉચ્ચકક્ષાની વનસ્પતિઓની વૃદ્ધિ પર અસર કરે છે. મૂળના સ્રાવોમાં એલીલૉ-રસાયણોની ઓળખ અત્યંત કઠિન હોય છે; કારણ કે સૂક્ષ્મજીવોની ક્રિયાશીલતા પ્રારંભિક સ્રાવમાં ફેરફાર કરે છે. જમીનના પર્યાવરણમાં મૂળની આસપાસના સૂક્ષ્મજીવો મૂળભૂત સ્રાવી સંયોજનોને નિષ્ક્રિય કરે છે અને અન્ય કિસ્સાઓમાં નવાં સક્રિય એલીલૉ-રસાયણોનું નિર્માણ કરે છે. વનસ્પતિની જાતિ, તેની ઉંમર, તાપમાન, પ્રકાશ, પોષણ, મૂળની આસપાસ સૂક્ષ્મજીવોની સક્રિયતા અને મૂળને આધાર આપતા માધ્યમની પ્રકૃતિ મુજબ સ્રાવોમાં ભિન્નતાઓ જોવા મળે છે.

મૂળના સ્રાવો વનસ્પતિમાંથી નકામા ચયાપચયકો(નીપજો)ને દૂર કરવામાં પણ મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. ઘઉં, જવ, ઓટ, ગાજર અને મૂળાના મૂળના સ્રાવો અવરોધકો ધરાવે છે. વટાણા અને ઓટના મૂળના સ્રાવોમાં ઍમિનો-ઍસિડો હોય છે. ઘઉંના મૂળના સ્રાવોમાં શર્કરાઓ, ઍમિનો-ઍસિડો, કાર્બનિક ઍસિડો, ન્યુક્લિયોટાઇડ્ઝ, ફ્લેવોન અને ઉત્સેચકો હોય છે. ઓટના મૂળ દ્વારા પ્રસ્ફુરક (fluorescent) સંયોજનો સ્રવે છે. તેનું મુખ્ય વિષાળુ સંયોજન સ્કોપોલેટિન છે. મૂળના સ્રાવમાં હાઇડ્રૉક્વિનોનો પણ હોય છે. મૂળ દ્વારા સ્રવેલાં સંયોજનો તે જ વનસ્પતિ કે આસપાસની અન્ય વનસ્પતિ-જાતિઓ દ્વારા શોષાઈ શકે છે. મોટાભાગની જાતિઓના મૂળમાંથી સ્રવતાં દ્રવ્યો અન્ય જાતિ માટે અવરોધરૂપ હોય છે. જુવાર(Sorghum bicolor)ના મૂળના સ્રાવો વિચવીડ(Striga)ના અંકુરણ માટે ઉત્તેજક અને તલ(Sesamum)ની વૃદ્ધિ માટે અવરોધક હોય છે.

અવશેષોનું વિઘટન : વનસ્પતિ-અવશેષોના કોહવાટથી વિપુલ પ્રમાણમાં જલદ્રાવ્ય એલીલૉ-રસાયણો મુક્ત થાય છે; જે વનસ્પતિના મૂળપરિમંડલ(rhizosphere)માં ઉમેરાતા રહે છે. તેઓ જલદ્રાવ્ય હોવાથી ફરીથી કુદરતી ચક્રમાં ભળે છે. વનસ્પતિ-અવશેષોની પ્રકૃતિ, જમીનનો પ્રકાર અને કોહવાટ માટેની સ્થિતિ ઉપર એલીલૉ-રસાયણોના સર્જનની પ્રક્રિયા આધારિત છે. એક જ પ્રકારની વનસ્પતિના અવશેષો કોહવાટની સ્થિતિને આધારે અત્યંત વિષાળુ, વિષરહિત કે ઉત્તેજક પદાર્થો ઉત્પન્ન કરે છે. શીતળ અને ભેજવાળી જમીનોમાં ખૂબ તીવ્ર અને દીર્ઘસ્થાયી વિષાળુતા જોવા મળે છે.

કોહવાતા વનસ્પતિ પદાર્થોનું સમગ્ર જમીનમાં ક્યારેય સમાન વિતરણ થયેલું હોતું નથી. કોહવાતા કચરાના સંપર્કમાં રહેલી જમીન અન્ય વિસ્તારો કરતાં વધારે વિઘટિત નીપજો ધરાવતી હોય છે. તેથી જમીનમાં વૃદ્ધિ પામતું મૂળ કોઈ પણ તબક્કે વિઘટિત કચરાના સંપર્કમાં આવતાં એલીલૉ-રસાયણોની અસર હેઠળ આવી શકે છે.

વનસ્પતિઓ ઉપર વિઘટિત નીપજોની વિષાળુ અસરમાં બીજાંકુરણમાં અવરોધ, કુંઠિત વૃદ્ધિ, પ્રાથમિક મૂળતંત્રનો અવરોધ અને દ્વિતીયક મૂળોમાં વધારો, પોષકદ્રવ્યોનું અપૂરતું શોષણ, હરિમાહીનતા (chlorosis), ધીમું પરિપક્વન અને પ્રજનનમાં વિલંબ કે નિષ્ફળતાનો સમાવેશ થાય છે.

પાકના અવશેષોના કોહવાટ દરમિયાન વિવિધ પ્રકારનાં એલીલૉ-રસાયણો ઉત્પન્ન થતાં હોય છે; દા.ત., પેનિસિલિયમની કેટલીક જાતિઓ પેટુલિન અને પિકોલિનિક ઍસિડનું અને ઍસ્પરજિલસની જાતિઓ માલ્ફેર્માઇનનું સંશ્લેષણ કરે છે. આ પદાર્થો પાકની વૃદ્ધિને અવરોધે છે. મૂળપરિમંડલના બૅક્ટેરિયા, ઍક્ટિનૉમાયસેટિસ અને ફૂગ દ્વારા એલીલૉ-રસાયણોનું સંશ્લેષણ થાય છે.

કેટલાક વિસ્તારોમાં પાકનાં ઠૂંઠાં જમીન અને પાણીના સંરક્ષણ માટે રહેવા દેવામાં આવે છે. આવાં ઠૂંઠાંના કોહવાટથી પણ વિષાળુ દ્રવ્યો મુક્ત થવાથી પાકની ફેરબદલી દરમિયાન કેટલાક પાકને નુકસાન થાય છે. આધુનિક ખેતીમાં ખેડ ન કરવાથી જમીન પર વનસ્પતિ-અવશેષો જળવાઈ રહે છે. આ અવશેષો પાક અને નીંદણની વૃદ્ધિ પર પણ સમાન રીતે અસર કરે છે. તેથી પસંદ કરેલા પાકના અવશેષોની મદદથી નીંદણની વૃદ્ધિ અટકાવી શકાય છે.

એલીલૉ–રસાયણોની પ્રકૃતિ : મોટાભાગનાં એલીલૉ-રસાયણો દ્વિતીયક ચયાપચયકો છે. તેઓ કાર્બોદિતો, ચરબી અને ઍમિનો-ઍસિડના ચયાપચય દરમિયાન જૈવસંશ્લેષણ પામે છે અને એસિટેટ કે સિકિમિક ઍસિડ-પથ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને તેમને 14 રાસાયણિક કક્ષાઓમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે :

1. સિન્નામિક ઍસિડ-વ્યુત્પન્નો, 2. કાઉમેરિન્સ, 3. સરળ ફિનોલેન, બેન્ઝોઇક ઍસિડ-વ્યુત્પન્નો, ગેલિક ઍસિડ અને પ્રોટોકેટેચૂઇક ઍસિડ, 4. ફ્લેવોનૉઇડ્સ, 5. સઘન અને જલઅપઘટનીય (hydrolyzable) ટેનિન્સ, 6. ટર્પેનૉઇડ્ઝ અને સ્ટેરૉઇડ્ઝ, 7. જલદ્રાવ્ય કાર્બનિક ઍસિડો, સીધી શૃંખલાવાળા આલ્કોહૉલ, એલિફેટિક આલ્ડિહાઇડ્ઝ અને કિટોન્સ; 8. સરળ અસંતૃપ્ત લૅક્ટોન્સ, 9. લાંબી શૃંખલાવાળા મેદીય અમ્લ, 10. નેપ્થોક્વિનોન્સ, ઍન્થ્રેક્વિનોન્સ અને જટિલ ક્વિનોન્સ, 11. ઍમિનોઍસિડ્ઝ અને પૉલિપેપ્ટાઇડ્ઝ, 12. આલ્કેલૉઇડ્ઝ અને સાયનોહાઇડ્રિન્સ; 13. સલ્ફાઇડ્ઝ અને મસ્ટાર્ડ ઑઇલ ગ્લાયકો-સાઇડ્ઝ અને 14. પ્યુરિન્સ અને ન્યુક્લિયોટાઇડ્ઝ. ઉપર્યુક્ત કક્ષાઓનાં બધાં કુદરતી રીતે સંયોજનો એલીલૉ-રસાયણો હોતાં નથી. મોટેભાગે સિન્નામિક ઍસિડ; બૅન્ઝોઇક ઍસિડ, કાઉમેરિન્સ અને ટર્પેનૉઇડ્ઝનાં વ્યુત્પન્નો એલીલૉ-રસાયણો હોય છે. ટર્પેનૉઇડ્ઝનું વિતરણ મર્યાદિત હોય છે અને અલ્પ માત્રામાં ઉત્પન્ન થાય છે; જ્યારે ફિનૉલિક સંયોજનો (સિન્નામિક, બૅન્ઝોઇક અને કાઉમેરિન) વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે.

એલીલૉ–રસાયણોના નિર્માણ ઉપર અસર કરતાં પરિબળો : એલીલૉ-રસાયણોના ઉત્પાદન પર અસર કરતાં પરિબળોમાં વિકિરણ, ખનિજ-ન્યૂનતા, જલતાણ, તાપમાન, એલીલૉપથીય કારકો, વનસ્પતિ-અંગોની ઉંમર, જનીનિક બંધારણ, રોગજનો (pathogens) અને ભક્ષકો(predators)નો સમાવેશ થાય છે. વિકિરણ અને તાપમાન સિવાય બધાં પરિબળોનો ક્ષેત્રીય પરિસ્થિતિઓમાં જરૂર પ્રમાણે ઉપયોગ કરી પાકની ઉત્પાદકતામાં સુધારણા કરી શકાય છે.

એલીલૉ–રસાયણોની કાર્યપદ્ધતિ : એલીલો-રસાયણો વનસ્પતિ-વૃદ્ધિ ઉપર વિવિધ દેહધાર્મિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અસર કરે છે; જેમ કે, કોષવિભાજન, કોષવિસ્તરણ, વનસ્પતિ-અંત:સ્રાવ-પ્રેરિત વૃદ્ધિ, પટલની પારગમ્યતા, ખનિજ-શોષણ, જમીનમાં ફૉસ્ફરસ અને પોટૅશિયમની સુલભતા, રંધ્રની ખૂલવાની ક્રિયા અને પ્રકાશસંશ્લેષણ, શ્વસન, પ્રોટીનસંશ્લેષણ અને લિપિડ અને ઑર્ગેનિક ઍસિડની ચયાપચયમાં ફેરફારો, પોર્ફિરિન સંશ્લેષણમાં અવરોધ, વિશિષ્ટ ઉત્સેચકોમાં અવરોધ કે ઉત્તેજના, જલવાહક તત્વોમાં કૉર્કસર્જન (corking) અને અવરોધન (clogging), પ્રકાંડમાં પાણીનું વહન અને આંતરિક જલીય સંબંધો અને વિવિધ ક્રિયાવિધિઓ.

એલીલૉપથીનો ઉપયોગ : એલીલૉપથીનો ઉપયોગ પાકનું ઉત્પાદન વધારવા, પાકનું ઉત્પાદન-ખર્ચ ઘટાડવા અને સંશ્લેષિત રસાયણો પરનું અવલંબન ઘટાડવા થઈ શકે છે. એલીલૉ-રસાયણોની મદદથી નીંદણ, કીટક અને કૃમિઓનું નિયંત્રણ થઈ શકે છે. આમ, તેમનો જૈવિક નિયંત્રકો તરીકે પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે.

ભાસ્કર પુંજાણી