પાકસંવર્ધન

પાકસંવર્ધન : પાકસંવર્ધન એટલે પાકનાં આનુવંશિક ગુણોમાં સુધારણાનું વિજ્ઞાન. તેના દ્વારા ઉપયોગી સુધરેલી જાત ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.

સુધારણામાં વધુ ઉત્પાદકતા, ઊંચી ગુણવત્તા અને/અથવા અન્ય ખાસ અનુકૂળતા કે સુવિધાઓ આવરી લઈ શકાય. આવી અનુકૂળતા કે સુવિધાઓમાં પાક વહેલો થાય એવું કરવું; પાકની ઉત્પાદકતા આદિ ઉપર સાનુકૂળ અસર (response to applied inputs) થાય એ રીતે ખાતર-પાણી જેવાં કારકો(inputs)નો ઉપયોગ કરવો; વિવિધ રોગ અને જીવોના ઉપદ્રવ સામે પ્રતિકારકતા અથવા સહ્યતા પેદા કરવી; ખારાશવાળી જમીન, યાંત્રિક ખેતી, કોઈ ખાસ આબોહવા કે ઉપયોગ વગેરે માટેની અનુરૂપતા ઊભી કરવી; કોઈ વિશિષ્ટ દ્રવ્ય[જેમ કે, કોઈ જીવન-સત્વ(વિટામિન)]માં વૃદ્ધિ કરવી; મુખ્ય કે પેટાપેદાશની ઔદ્યોગિક વપરાશ માટે સાનુકૂળતા સર્જવી – આવી આવી અનેક બાબતોનો સમાવેશ થાય. મેન્ડલે ઈ. સ. 1866માં પ્રસ્થાપિત કરેલા અને વીસમી સદીની શરૂઆતમાં બહોળી પ્રસિદ્ધિમાં આવેલા જનીનશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતોએ પાકસંવર્ધનની આયોજનપૂર્વકની વ્યવસ્થિત પ્રક્રિયા અને તેની સમજણ માટેનો મૂળભૂત પાયો પૂરો પાડ્યો છે. વનસ્પતિશાસ્ત્ર, કોષવિજ્ઞાન, ક્ષેત્રવિદ્યા, વનસ્પતિદેહધર્મવિજ્ઞાન, વનસ્પતિરોગવિજ્ઞાન, વનસ્પતિકીટકવિજ્ઞાન, સૂક્ષ્મ-જીવવિજ્ઞાન, વનવિજ્ઞાન, જૈવિક રસાયણવિજ્ઞાન, પદાર્થવિજ્ઞાન  ખાસ કરીને વિકિરણશાસ્ત્ર, આંકડાશાસ્ત્ર તથા આધુનિક કમ્પ્યૂટરવિજ્ઞાન જેવાં વિજ્ઞાન તથા પસંદગી આદિની કળા જેવી અનેક વિદ્યાશાખાઓ અને કળાઓના સમન્વયથી પાકસંવર્ધનમાં યોગ્ય પ્રગતિ સાધી શકાય છે. બુદ્ધિસંપદાના અધિકારો (I.P.R.  intellectual property rights), પાક-સંવર્ધકોના અધિકારો (PBR – plant breeders rights) તથા પરવાના – હક્કો (patents) વગેરે જોગવાઈઓથી પણ પાકસંવર્ધકોએ માહિતગાર રહેવું જરૂરી છે.

વનસ્પતિ-પ્રજનન-પ્રકાર અને પાકસંવર્ધન : પાકસંવર્ધન માટેની પદ્ધતિઓ તથા તેનાં પરિણામોથી લાભાન્વિત થવાની રીતો ઘણે અંશે વનસ્પતિના વિવિધ પ્રજનનપ્રકાર ઉપર આધાર રાખે છે. વનસ્પતિમાં મુખ્યત્વે બે રીતે પ્રજનન થાય છે :

(1) વાનસ્પતિક (vegetative), અજાતીય અથવા અલિંગી : નર તથા માદાના જન્યુ(gamet)ના સંગમ વિના જ થતું પ્રજનન.

(2) પ્રાજનનિકા (reproductive) જાતીય અથવા લિંગી : નર તથા માદાના જન્યુના સંગમ બાદ નવા બીજગર્ભ(embryo)નો પ્રાદુર્ભાવ થાય છે.

અજાતીય પ્રજનન વનસ્પતિનાં વિવિધ અંગ/ઉપાંગોના ઉપયોગ દ્વારા થઈ શકે છે; જેમ કે, (અ) પ્રકાંડખંડ દ્વારા (બટાકા, આદું વગેરે); (આ) કટકા કે કલમ (ખૂંટી કલમ, ભેટ કલમ, આંખ કલમ વગેરે) દ્વારા (ગુલાબ, ચીકુ વગેરે); (ઇ) અસંગજનન (apo-mixis ફલન સિવાય).

બીજ-ઉત્પાદન : (1) વાનસ્પતિક કોષમાંથી ભ્રૂણવિકાસ પામે (લીંબુ વર્ગના છોડ). (2) અબીજાણુતા (apospory) : ભ્રૂણવિકાસ ભ્રૂણપુટના કોષકેન્દ્ર દ્વારા ન થતાં અંડકનાં કોઈ એક વાનસ્પતિક કોષમાંથી સીધો જ થાય. આ ભ્રૂણ દ્વિગુણિત રંગસૂત્રો ધરાવે છે. (સફરજન). (3) દ્વિબીજાણુતા (displospory) : મહાબીજાણુ માતૃકોષમાંથી ભ્રૂણવિકાસ થાય. (અ) અસંયોગી જનન (parthenogenesis) : અફલિત અંડકોષ-માંથી સીધેસીધો ભ્રૂણવિકાસ થાય. (તમાકુ, ધતૂરો, પપૈયું). અજન્યુતા (apogamy) : ભ્રૂણપુટમાં આવેલા અંડકોષ સિવાયના બાકીના કોઈ પણ કોષ (દા.ત., સહાયક કોષો) દ્વારા ભ્રૂણવિકાસ થાય. આવો ભ્રૂણ એકગુણિત રંગસૂત્રો ધરાવે છે. (ડુંગળી).

જાતીય પ્રજનનપદ્ધતિમાં નર તથા માદામાં રંગસૂત્રોના અર્ધસૂત્રી ભાજન (meiosis) બાદ વિવિધ પ્રક્રિયાઓથી તૈયાર થતા જન્યુના મિલન અને ફલનથી ઉદભવતા નવા જીવિત કોષમાંથી બીજગર્ભ આદિ વિકસે છે.

પુષ્પના પ્રકાર પ્રમાણે સપુષ્પ વનસ્પતિ ત્રણ વિભાગમાં વહેંચી શકાય : (1) સંપૂર્ણ ફૂલવાળી (perfect flowers)  ઉભયલિંગી : (જેમ કે, ઘઉં, કપાસ વગેરે); (2) છોડ ઉભયલિંગી, પણ પુષ્પ એકગૃહી (monocious) : નર તથા માદા પુષ્પો છોડના અલગ અલગ ભાગમાં આવેલાં હોય (જેમ કે, મકાઈ); (3) દ્વિગૃહી છોડ (diocious) જેમાં નર તથા માદા ફૂલો અલગ અલગ છોડ ઉપર આવેલાં હોય (જેમ કે, પરવળ).

પુષ્પમાં સ્ત્રી-કેસર માદા અવયવ અને પુંકેસર નર અવયવ છે. સ્ત્રીકેસરમાં માતૃકોષ-વિભાજન(megasporogenesis)ના અંતે અંડકોષ અને તેમાં સ્ત્રીજન્યુ તૈયાર થાય છે. પુંકેસરમાં લઘુબીજાણુજનન(microsporogenesis)થી પરાગ અને પુંજન્યુ તૈયાર થાય છે. જાતીય પ્રજનનના આ મૂળભૂત ભાગો છે, જેના સંયોગથી નવો બીજગર્ભ બને છે. આ કાર્યમાં પુંકેસરમાંથી પરાગ સ્ત્રીકેસર સુધી પહોંચવાની ક્રિયાને પરાગનયન કહેવાય છે. વનસ્પતિમાં જાતીય પ્રજનનમાં પરાગનયન મુખ્યત્વે બે પ્રકારે થતું હોય છે; તેમ છતાં વિવિધ પરિસ્થિતિઓેને અનુલક્ષીને તેના ચાર પ્રકાર પણ થાય છે : (1) સ્વપરાગિત (ઘઉં, મગ, મગફળી વગેરે); (2) મુખ્યત્વે સ્વપરાગિત પણ વિવિધ અંશે પરપરાગિત (કપાસ); (3) પરપરાગિત (મકાઈ, બાજરી વગેરે); (4) ઉપરાંત કેટલીક સ્વાભાવિક પરપરાગિત વનસ્પતિમાં કેટલેક અંશે સ્વપરાગનયન પણ થતું હોય છે. સાન્નિધ્ય, પવન, પાણી, કીટક આદિ અનેક બળો પરાગનયનમાં કાર્યશીલ હોય છે. ખૂબ નાનાં પુષ્પોમાં સ્ત્રીકેસર-પુંકેસરનું તદ્દન સમીપપણું, બંધ પુષ્પો તથા પરાગનયન થયા પછી જ ફૂલ ખીલવું જેવી પરિસ્થિતિ સ્વપરાગનયનમાં પરિણમે છે. એકલિંગી છોડ કે પુષ્પો, સ્ત્રીકેસર અને પુંકેસરની પરિપક્વતાનો અલગ અલગ સમય, નરમાદાજન્યુસંગમમાં અવરોધક બળો તેમજ નરવંધ્યત્વ પરપરાગનયનને ઉત્તેજન આપે છે.

પાકસંવર્ધનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો સમાન હોવા છતાં, પ્રજનન-પ્રકાર, પરાગનયનપ્રકાર આદિ વિવિધ બાબતો સંવર્ધનની કાર્યપદ્ધતિ, કાર્યસાધકતા તથા પરિણામોની લાભ લેવાની રીતો ઉપર ઘણો પ્રભાવ પાડે છે.

પાકસંવર્ધનની રીતો : પાયાના કાર્ય તરીકે, હાથવગી જાતોની ઉપલબ્ધિ અને ક્ષતિઓનો પૂર્ણ અભ્યાસ કરી જરૂરિયાતોને લક્ષમાં રાખી આવશ્યક સુધારણાનું ધ્યેય નક્કી કરવામાં આવે છે. પાકનો પ્રજનન-પ્રકાર, લિંગીય હોય તો પરાગનયનનો પ્રકાર વગેરે બાબતોને ધ્યાનમાં રાખીને પાકસંવર્ધનની વિવિધ રીતો પૈકી એક કે વધારે અનુકૂળ રીતો પર આધારિત આયોજન થાય છે. આમાં સાંપ્રત પરિસ્થિતિ નિર્ધારિત પ્રયોજન અને કાર્યની સ્પષ્ટતા હોવાં ખૂબ જરૂરી છે.

પાકસંવર્ધનમાં વપરાતી વિવિધ રીતો

અ. નં.	સંવર્ધન-રીત	અલિંગી તેમજ સ્વપરાગિત લિંગી જનન	પરપરાગિત લિંગી પ્રજનન
1.	અન્ય સ્થળે સારી નીવડેલી જાત દાખલ કરવી.	છે.	છે.
2.	બહારથી લાવેલ જાતનું સ્થાનિકી પર્યુનુકૂલન (acclinatization)	છે.	છે.
3.	બહારથી આવેલ કે સ્થાનિક ઉપલબ્ધ જાતોમાં સમૂહપસંદગી (mass-selection)	ક્યારેક.	સામાન્યત:.
4.	શુદ્ધ જાત / કતાર-પસંદગી (pure line selection)	છે. સામાન્યત:	સામાન્ય રીતે ફક્ત સંકર જાતોનાં માતૃ-પિતૃ તૈયાર કરવા માટે.
5.	વંશજ-પસંદગી (pedigree selection)	છે.	નથી.
6.	સંકરણ અને ત્યારબાદ વિવિધ રીતે પસંદગી (hybridization and selection)	છે.	ક્યારેક.
7.	સંકરણ બાદ તેનું માતૃ/પિતૃ પ્રતીપ: સંકરણ (back-crossing)	છે.	છે.
8.	સાંશ્લેષિક જાતનો વિકાસ (synthetics)	ક્યારેક.	છે.
9.	ક્રમિક પસંદગી (cyclic selection)	ક્યારેક.	છે.
10.	કૃત્રિમ આકસ્મિક પરિવર્તન કે પ્રેરિત વિકૃતિ (induced mutation)	છે.	છે.
11.	જનીન-ઇજનેરી (genetic engineering) અને જૈવિક તંત્રવિદ્યા (biotechnology) અને અન્ય	છે.	છે.
12.	સંકર જાતો(hybrids)નો વિકાસ	ક્યારેક.	છે.
13.	ઉપરની રીતોમાં વિવિધતા તથા સમન્વય	ક્યારેક.	ક્યારેક.

જીવસૃદૃષ્ટિના વિકાસનો પાયો સંવર્ધન છે, જેનાથી જીવસૃદૃષ્ટિની શરૂઆત થયેલ ગણાય. કુદરતી, આકસ્મિક પરિવર્તનો કે વિકૃતિઓ (mutation) તેમજ આંતરસંકરણોએ જનીનલક્ષી વિવિધતાના સર્જન માટે પાયો પૂરો પાડ્યો છે. શરૂઆતમાં તેમાં ધીમી ગતિએ મુખ્યત્વે કુદરતી પરિબળો પર આધારિત પસંદગી થતી રહી અને કુદરતી પરિબળોને અનુકૂળ નવતરસર્જનો થતાં રહ્યાં. પરિણામે જનીનકોશ (ભંડાર) સમૃદ્ધ થતો રહ્યો. જનીનશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતોથી અજાણ છતાં માનવના સભાનતાપૂર્વકનાં પસંદગીના હસ્તક્ષેપથી સુધારણાની પ્રગતિનો વેગ વધ્યો. ત્યારબાદ જનીનશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતો પ્રસ્થાપિત થતાં તથા અન્ય સહાયક વિજ્ઞાનોના વિકાસ સાથે તેના ઉપયોગથી, પાકસંવર્ધનની અવનવી પદ્ધતિઓ વિકાસ પામી અને ઉપયોગી પરિણામો મળવાનો વેગ પણ વધ્યો.

યુગોથી, જે તે જાતિમાં એકત્રિત થયેલ જનીનલક્ષી વિવિધતાઓનાં સંગ્રહ અને સાચવણીથી તૈયાર થયેલ વિવિધ જાતોનો સમૂહ ‘જર્મપ્લાઝમ’ કહેવાય છે. આવું જર્મપ્લાઝમ તેમાંની આનુવંશિક જનીન-વિવિધતાથી પાકસંવર્ધન-સુધારણા માટે આધાર પૂરો પાડે છે. આવી હાથવગી વિવિધતાના ઉપયોગથી તેવી વિવિધતા અન્ય સ્થળેથી મેળવીને અથવા કૃત્રિમ રીતે આકસ્મિક પરિવર્તન (નવતર સર્જન) કે સંકરણથી ઉત્પન્ન કરીને તેમાંથી પસંદગી કરી, નવી સુધરેલ જાતો વિકસાવી શકાય છે.

હરકોઈ પાકસંવર્ધનમાં સામાન્યત: મુખ્ય આ રીતો અજમાવાય છે : (1) અન્ય સ્થળેથી લાવી દાખલ કરવું તે (introduction); (2) પરિસ્થિતિથી ટેવાવું તે; (3) વિવિધ રીતે પસંદગી કરવી (selection) તે;  સંકરણ કે આકસ્મિક પરિવર્તનથી ઉપલબ્ધ, જનીનલક્ષી આનુવંશિક વિવિધતાઓમાંથી પસંદગી કરવી તે; અને (4) સંકર જાતો વિકસાવવી તે. વનસ્પતિપ્રજનન પ્રકાર, પરાગનયનની રીત તથા અન્ય ઉપલબ્ધ સંજોગો આદિને અનુલક્ષીને આ રીતોમાં કેટલાક ફેરફારો અને વિવિધતા આવી શકે. સામાન્યત: વપરાતી આવી રીતોની વિગત આ સાથે સારણીમાં દર્શાવેલ છે.

અલિંગી પ્રજનનવાળા તથા સ્વપરાગિત પાકોમાંથી સ્થાયી જાતોનું જાળવવાનું સરળ હોય છે; કારણ  કે કુદરતી આકસ્મિક પરિવર્તન (કે જેનું પ્રમાણ ઘણું ઓછું, નહિવત્ હોય છે) તેમજ સામાન્યત: બેધ્યાન, બેકાળજીને લીધે થતું મિશ્રણ તથા ક્વચિત્ થતા કુદરતી સંકરણ સિવાય તેમાં આનુવંશિક ફેરફારોની શક્યતા નહિવત્ હોય છે. પરપરાગિત પાકોમાં આકસ્મિક પરિવર્તનો તેમજ ઉપર જણાવેલ પરિસ્થિતિસૂચક મિશ્રણો ઉપરાંત કુદરતી રીતે જ અરસપરસ ફલન થઈ જતાં, સંકરણોને કારણે સંયોજનો, વિભાજનો અને પુન:સંયોજનની મોટા પાયા પરની પ્રક્રિયાને લીધે જાત શુદ્ધ સ્વરૂપે જાળવી શકાતી નથી. તેને કારણે સંવર્ધનની રીતો અને ત્યારબાદની જાતજાળવણીની પદ્ધતિઓમાં ફેરફાર થાય છે.

એક પ્રદેશમાં થતા પાક કે તેની સુધરેલ જાતોને બીજા પ્રદેશમાં લઈ જવાતાં ઘણી વાર જે તે જાત સીધેસીધી નવા પ્રદેશમાં ઉપયોગી નીવડે છે અને તેનો લાભ લઈ શકાય છે. સામાન્ય રીતે સમાન આબોહવા ધરાવતા પ્રદેશમાંથી મેળવેલ આવા પાકો/આવી જાતો સફળ થવાની વધુ સારી શક્યતાઓ હોય છે. કેટલીક વાર આવી રીતે અન્ય સ્થળેથી દાખલ કરેલ જાતને સ્થાનિક પર્યુનુકૂલન (acclimatization) બાદ સફળતા મળે છે. આવી સફળતાના અનેક દાખલાઓ છે. ભારતમાં મગફળી, મકાઈ આદિ અનેક પાકો કે તેની જાતો અન્ય દેશપ્રદેશમાંથી મેળવીને દાખલ કરાયેલ છે. આવી રીતે પાક/જાતો  દાખલ કરતી વખતે સાથે કોઈ રોગ/જીવાત પણ ન આવી જાય તેની કાળજી રાખવી પડે છે. તે માટે અટકાયતનું માળખું (quarantine) ગોઠવાયેલું હોય છે.

સ્થાનિક જાતોમાં દાખલ કરાયેલ જાતોમાં તેમજ અન્ય જર્મપ્લાઝમમાં પણ, ઘણી વાર આનુવંશિક વિવિધતા હોય છે. તેમાંથી સમૂહગત કે શુદ્ધ કતાર-પદ્ધતિ અથવા અન્ય પસંદગી-પદ્ધતિએ નવી ઉપયોગી જાતો તૈયાર કરી શકાય. ઘઉં, ચોખા, કપાસ, બાજરી આદિ અનેક પાકોમાં આ રીતે જાતો તૈયાર થયેલ છે.

એક જ જાતમાં અપેક્ષિત ગુણો ઉપલબ્ધ ન હોય, પણ તે જુદી જુદી જાતોમાંથી મળી શકે તેમ હોય તો તેના સંમિશ્રણ માટે આવા ગુણો ધરાવતી જાતોનાં સંકરણ અને ત્યારબાદ પસંદગીની વિવિધ રીતો અજમાવાય છે. જ્યારે અન્ય રીતે સારી જાતમાં એકાદ ખામી સુધારવા, એકાદ ગુણ ઉમેરવો હોય તો માતૃ અથવા પિતૃ સાથે પુન: પુન: સંકરણની પદ્ધતિ વપરાય છે. ક્યારેક સંકરણ પસંદગી, ફરી સંકરણ અને પસંદગી જેવી ક્રમિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. કોઈ જરૂરી ગુણધર્મ સામાન્ય રીતે ખેતીમાં વપરાતી જાતોમાં ન હોય અને તે સંબંધિત જંગલી જાતમાં ઉપલબ્ધ હોય તો સંકરણ દ્વારા તેનો પણ લાભ લેવાય છે. સંકરણો સ્વજાતીય (intraspecitic) પણ હોઈ શકે અને આંતરજાતીય (interspecitic) પણ હોઈ શકે. કેટલીક વાર પારજાંબલી, આલ્ફા, બીટા, ગામા જેવાં વિકિરણો અથવા તો ઈ. એમ. એસ. જેવાં રસાયણોના નિયંત્રિત પરિસ્થિતિમાં ઉપયોગથી કૃત્રિમ આકસ્મિક પરિવર્તનથી નવી આનુવંશિક વિવિધતાઓ, નવા ગુણો ઉત્પન્ન કરી તેનો પણ લાભ લઈ શકાય છે. આવા કારકોની જીવિતના મૂળભૂત પદાર્થ ડીઑક્સિરાયબોન્યૂક્લીઇક ઍસિડ (DNA) સાથે વિવિધ રીતની પ્રક્રિયાથી આકસ્મિક પરિવર્તન કે નવતર સર્જન થાય છે. તેમાંના કેટલાક આર્થિક રીતે ઉપયોગી પણ હોય છે. આવી રીતથી ઘઉં, ચોખા, કપાસ, કેટલાંક ફળ-ઝાડો વગેરેમાં નવી જાતો તૈયાર થઈ શકેલ છે. કોલ્ચીસીન જેવાં રસાયણોના ઉપયોગથી રંગસૂત્રો બેવડાવી શકાય છે, જેનો લાભ પરાગરજ સંવર્ધન (pollen culture) જેવી પદ્ધતિથી કે અન્ય રીતે એકકીય રંગસૂત્રોવાળાં જીવિતો (haploid) મેળવી તેનાં રંગસૂત્રો બેવડાવી, આનુવંશિક રીતે તદ્દન શુદ્ધ જાત મેળવી શકાય છે. રંગસૂત્રોની સંખ્યાના ફેરફારથી પણ નવી જાતો વિકસી શકે. ત્રિસૂત્રીય તડબૂચ બી વગરનાં હોય છે. ચતુ:સૂત્રીય કેળામાં રોગપ્રતિકારકતા લાવી શકાય છે. અન્ય પાકોમાં પણ આવા દાખલા મળી શકે છે.

વનસ્પતિ-વર્ગીકરણમાં દૂરના સંબંધવાળી પ્રજાતિ (genus) અથવા તેથી પણ વધુ દૂરનાં સંબંધી ઉપકુળ કે કુળ (family) વચ્ચેનાં સંકરણોથી તદ્દન નવા પાક તૈયાર કરવાની પણ શક્યતાઓ છે. ઘઉં અને રાય નામના ખડધાન્યના સંકરણથી ટ્રીટીકેલ (ઘઉં = વૈજ્ઞાનિક નામ ટ્રીટકમ અને રાય એટલે સીકેલના સંયોજનથી ટ્રીટીકેલ નામ બન્યું) નામનો નવો જ પાક તૈયાર થયેલ છે, જે ઘઉં જેવા ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા દાણા ધરાવે છે અને રાય જેવા ખડધાન્યના ખડતલતા આદિ ગુણો ધરાવે છે. હલકી જમીન અને ઓછી માવજતમાં પણ તે સારું ઉત્પાદન આપવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. કોષકેન્દ્રીય સંયોજન(nuclear fusion)ની જે તરકીબો (techniques) વિકસેલ છે, તેના ઉપયોગથી આવી ઉપલબ્ધિઓ માટેની વિશાળ ક્ષિતિજો ખૂલી છે.

છેલ્લા કેટલાક સમયથી જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ અને બાયો-ટૅક્નૉલૉજીનું ક્ષેત્ર ઘણા વેગથી વિકસી રહેલ છે. જો કોઈ પાક કે જાતમાં કોઈ ખાસ ગુણનો અભાવ હોય અને તે ગુણ સંદર્ભમાંની જાતનાં નજીકનાં કુળોમાં કે વૈજ્ઞાનિક પરિભાષામાં સામાન્યત: દૂરનાં સંબંધીઓમાં પણ ન હોય પરંતુ બંને વચ્ચે સંકરણ અશક્ય હોય તેવા કોઈ તદ્દન ભિન્ન જીંવિતમાં આવી અગ્રિમ અદ્યતન પ્રક્રિયાથી તેવા ગુણનું સંયોજન થઈ શકે છે. અન્ય જીંવિતનાં એકાદ-બે જનીનો કે જનીનસમૂહો અન્ય રીતે ઉપયોગી પાકજાતમાં ઉમેરી શકાય છે. કપાસમાં જીંડવાની ઇયળથી થતા નુકસાનથી બચવા ઇયળપ્રતિકારકતાનો ગુણ B⁺ જનીન સૂક્ષ્મ જીવ બૅક્ટેરિયા-Bacillus thuringiensis મેળવીને કપાસમાં ઉમેરી, જીંડવાની ઇયળ-પ્રતિકારકતા ધરાવતી જાત તૈયાર થઈ અમેરિકામાં મોટા પાયા ઉપર વાવેતરમાં આવેલ છે. જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ તથા બાયોટૅક્નૉલૉજીનું ક્ષેત્ર હરણફાળે વિકસતું જાય છે અને તેના ઉપયોગથી પાક, પશુ આદિ અનેક જીવિતોમાં ઇચ્છા અને જરૂરિયાત અનુસાર વિવિધ સમન્વયો સાધી નવી જાતો આદિ તૈયાર કરવાની ઘણી વિશાળ ક્ષિતિજો ખૂલી છે અને પાકસંવર્ધનમાં અણધારી સિદ્ધિઓ મળવાની શક્યતાઓ ઊભી થઈ છે.

કેટલીક વાર સંકરો માતૃપિતૃ કરતાં વધુ જોમ  દેખાડે છે. આવું જોમ વાનસ્પતિક વૃદ્ધિમાં પણ હોય તેમજ દાણા આદિ કે અન્ય આર્થિક પેદાશ (product) કે અન્ય ગુણધર્મોમાં પણ હોઈ શકે. આવા કેટલાક સંકરો તો ચાલુ વાવેતરમાંની સુધરેલ જાતો કરતાં પણ ઘણું વધારે આર્થિક ઉત્પન્ન અને વળતર આપે છે. માતૃપિતૃ બંનેમાંથી સાનુકૂળ પ્રભાવી (dominant) જનીનોનું એકત્રીકરણ અથવા તો કોઈ ખાસ જનીનયુગ્મની વિરૂપ પરિસ્થિતિ આવા વધુ જુસ્સા માટે કારણભૂત હોવાની ધારણા (hypothesis) સૂચવાયેલ છે. આવા સંકર-જુસ્સાનો લાભ વિવિધ પાકોમાં સંકર જાતો વિકસાવીને લેવાય છે; દા.ત., કપાસમાં સં-4, ગુ. ક. સં. – 6, ગુ. ક. સં. 8, ગુ. ક. સં. – 10, દિવેલા ગુ. સં. દિ. – 4, બાજરી ગુ. સં. – 1, મકાઈ ગંગા-2 વગેરે. પરિણામે તે તે પાકમાં ઘણી ઊંચી ઉત્પાદનક્ષમતા મેળવી શકાયેલ છે. સંકર જાતોના વાવેતર માટે ખાસ સંકરણથી તૈયાર કરેલ બીજ વાપરવું પડે છે. આવું સંકરબીજ સગવડ ધરાવતા પાકોમાં હાથથી (mechanically) અથવા ઉપલબ્ધ યોગ્ય પુંવંધ્યતાના ઉપયોગથી તૈયાર કરી શકાય. બાજરી, જુવાર, કપાસ આદિ અનેક પાકોમાં આવી ઉપયોગી પુંવંધ્યતા મેળવી શકાઈ છે. સ્થાયી જાતોની જેમ પાક-પેદાશનો ઉપયોગ સંકર-વાવેતર માટે બી તરીકે થઈ શકતો નથી.

ઉપલબ્ધિઓ : સાંપ્રત ઉપલબ્ધ પાકોની અને તેની જાતોની બધી જ વિવિધતા, કુદરતી કે માનવસહાય સહિતના પાકનાં સંવર્ધનને આભારી છે. વિપુલ ઉપલબ્ધિમાંની આવી જાતો તથા કૃષિનિવેશો(agricultural inputs)ના યોગ્ય ઉપયોગના સમન્વયથી, જગતમાં જરૂરી લગભગ બધો જ ખાદ્ય પદાર્થ, પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ રૂપે વનસ્પતિસૃદૃષ્ટિ-પાકો  તેની સુધારેલ જાતો પૂરો પાડે છે. ઔદ્યોગિક પેદાશો માટે જરૂરી કેટલાક મૂળભૂત પદાર્થો (basic raw material) પણ તેમાંથી જ મળે છે. ભારતમાં આઝાદી સમયે ખાદ્યાન્ન તથા કપાસ જેવા વસ્ત્ર-ઉદ્યોગ માટેના કાચા માલ રૂ બાબતે ખૂબ ખેંચ હતી. પરિણામે પરદેશી હલકા અનાજની તથા અન્ય ચીજોની મોટા પાયા ઉપર આયાત કરવી પડતી હતી અને કેટલેક અંશે આવી ચીજો માટે ભયંકર અછતની પરિસ્થિતિ વેઠવી પડતી હતી. પાકસંવર્ધનથી મળેલ અવનવી વધુ ઉત્પન્ન આપતી જાતો (high yielding varieties – HYV) તથા સંકરો (hybrids) આદિના વપરાશ તથા આનુષંગિક કૃષિવિકાસના સમન્વયથી પોતાની જરૂરિયાતો સંતોષવા ઉપરાંત હવે ભારત આવી વસ્તુઓની નિકાસ કરવાની ક્ષમતા ધરાવતું થયું છે. આમ પાકસંવર્ધને ખેતીમાં ઊંચી ઉત્પાદકતા અને આર્થિક ક્ષમતા હાંસલ કરવા માટે વધુમાં વધુ યોગદાન આપેલ છે અને તે ઉત્તરોત્તર હજુયે વધુ યોગદાન કરતું રહેશે તે નિ:શંક બાબત છે.

માળખાકીય સવલતો : પાકસંવર્ધન સહિતનું સમગ્ર કૃષિસંશોધન નિરંતર ચાલનાર પ્રક્રિયા છે. ભારતમાં એકાદ સૈકાથી, જાહેર ક્ષેત્રે તેની વ્યવસ્થિત શરૂઆત થયેલ છે. તેમાં ઉત્તરોત્તર પ્રગતિ થતાં હાલ તે માટે વિશાળ સવલતો ઊભી થયેલ છે. રાજ્યકક્ષાએ કૃષિ-વિશ્વવિદ્યાલયો અને તેના હસ્તકનાં વિવિધ કૃષિકેન્દ્રો, રાષ્ટ્રકક્ષાએ ભારતીય કૃષિ અનુસંધાન પરિષદ (ICAR) અને તેના હસ્તકનાં મુખ્ય તેમજ વિભાગીય સંશોધનસંસ્થાનો (research institutes) તેમજ આંતરરાષ્ટ્રીય કક્ષાએ ફૂડ ઍન્ડ ઍગ્રિકલ્ચર ઑર્ગેનિઝેશન (FAO) અને અન્ય વ્યવસ્થાઓ હસ્તકનાં આંતરાષ્ટ્રીય કૃષિસંસ્થાનો જેવું ઘણી સારી રીતે ગોઠવાયેલ માળખું હયાત છે. ઘણાં કેન્દ્રો અદ્યતન સાધનસામગ્રીથી સમૃદ્ધ છે અને ઉત્તરોત્તર તેમાં સંપન્નતા વધતી જાય છે. પાકસંવર્ધન માટે પાયાની સામગ્રી જનનરસ (germplasm) છે. તેના એકત્રીકરણ, સંગ્રહ, સાચવણી તેમજ વૃદ્ધીકરણ અને વહેંચણી માટે પણ જરૂરી માળખું ગોઠવાયેલ છે. ‘ઇન્ડિયન બ્યુરો ઑવ્ પ્લાન્ટ જિનેટિક રિસૉર્સિઝ’ અને ‘ઇન્ટરનેશનલ બ્યુરો ઑવ્ પ્લાન્ટ જિનેટિક રિસૉર્સિઝ’ (IBPGR) ખૂબ સક્રિય છે. તે વિવિધ પાકોની હજારો જાતોના એકત્રીકરણ, સંગ્રહ, કેટલેક અંશે મૂલ્યાંકન (evaluation), વૃદ્ધીકરણ અને વહેંચણીનું કાર્ય કરે છે. પાકસંવર્ધનથી મળતી સુધરેલ જાતોના પૂરા આર્થિક લાભો મળે તે માટે ખેડૂતોને સમયસર, પૂરતા પ્રમાણમાં યોગ્ય ભાવે શુદ્ધ બી મળી રહે તે જરૂરી છે. આ માટે પણ વિશાળ કક્ષાનો કાર્યક્ષમ બીજ-ઉદ્યોગ વિકસેલ છે. ભારતમાં કૃષિસંશોધન અને બીજઉદ્યોગ શરૂઆતમાં સંપૂર્ણપણે જાહેર ક્ષેત્રમાં હતો. છેલ્લે 1975 પછી ખાનગી ક્ષેત્રે પણ આ કાર્યમાં પદાર્પણ કરેલ છે અને તેનો તેવો ફાળો ઉત્તરોત્તર વધતો જાય છે.

પડકારો : પાકસંવર્ધનથી ઉપલબ્ધ થયેલ ઉચ્ચ ઉત્પાદકતાવાળી જાતો (HYV) તથા સંકર (hybrid) જાતો પર આધારિત હરિયાળી ક્રાંતિનાં મીઠાં ફળો સાથે કેટલાંક માઠાં ફળો પણ નીપજ્યાં છે. ઉત્પાદકતા વધવા સાથે રોગ-જીવાતોના ઉપદ્રવો ઘણા વધ્યા છે. નવા નવા રોગોનો તથા કીટકોનો પ્રાદુર્ભાવ પણ થયો છે. બેફામ વધેલ રોગ-જીવાત-ઉપદ્રવને કાબૂમાં ન લઈ શકાતાં ભગ્નહૃદયી ખેડૂતોએ આપઘાત કર્યાના પણ દાખલાઓ છે. દવાઓના વપરાશ ઉપરાંત સંવર્ધનથી તૈયાર થતી જાતોમાં જ રોગ-જીવાતની પ્રતિકારકતા કે સહ્યતાના ગુણો લાવવા જોઈએ. રોગ-જીવાતના ઉપદ્રવના નિયંત્રણનો તે જ વધુ સુગમ માર્ગ છે. પાકસંવર્ધન આ બાબતે પૂરતું ઉત્તરદાયી બની શકેલ નથી. ભવિષ્યમાં હજુ પણ વધુ ભયંકર ઉપદ્રવો થવાનું નકારી શકાય નહિ. વધતી જતી વસ્તી અને પ્રત્યેકની વધતી જતી જરૂરિયાતોને ધ્યાનમાં લેતાં તેમને સંતોષવા માટે ખેતપેદાશો ગુણોત્તર રીતે વધવી જોઈએ, જે ધ્યેય હજુ સિદ્ધ થઈ શક્યું નથી. ખરેખર તો તાજેતરમાં ભારતમાં ખેતઉત્પાદન સ્થગિત થયેલ છે અથવા તેનો ઉત્પાદનવૃદ્ધિદર નીચો જતો જાય છે, જે એક ગંભીર પડકાર છે.

વિશ્વમાં ઊર્જાનો મુખ્ય સ્રોત સૂર્યપ્રકાશ છે, જેને મુખ્યત્વે વનસ્પતિ પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા માનવ-વપરાશ માટે ભોગ્ય બનાવે છે. સામાન્યત: વનસ્પતિની પ્રકાશસંશ્લેષણક્ષમતા નીચી છે. તેને ઊંચે (C₃ માંથી C₄) લઈ જવામાં સંવર્ધનને ખાસ સફળતા મળેલ નથી. સૈદ્ધાંતિક ગણતરીએ તો ઘણી ઊંચી બાયોમાસ પેદાશની ક્ષમતા હાંસલ થવી જોઈએ, તે હજુ શક્ય બન્યું નથી. ક્યાંક માળખાકીય ખામી તો ક્યાંક ટૅક્નૉલોજીની અપૂર્ણતા જોવા મળે છે. નિરંતર ચાલતાં પાકસંવર્ધન અને કૃષિસંશોધનોમાં મદદગાર અન્ય વિજ્ઞાનો અને વિદ્યાઓનો ઝડપભેર વિકાસ થઈ રહ્યો છે તે જોતાં પાકસંવર્ધનની માનવહિતકારક પ્રવૃત્તિ વધુ સારાં પરિણામો લાવશે.

મગનભાઈ ઉ. કુકડિયા

નટવરલાલ પુ. મહેતા