वनस्पतींची कोडी उलगडली

कृषी क्षेत्रातही मला अभूतपूर्व यश मिळाले, पण हे सर्व संशोधन मी खासगी स्वयंसेवी संस्थेत केल्याने भारतात त्याला राजमान्यता मिळाली नाही. परदेशात मात्र माझा खूप उदोउदो झाला. मला युनायटेड नेशन्सतर्फे सल्लागार म्हणून विविध देशांमध्ये पाठविले गेले. घरातील ओल्या कचऱ्यापासून बायोगॅस निर्माण करणाऱ्या संयंत्रासाठी लंडन येथे राजपुत्र चार्ल्स यांच्या हस्ते मला अ‍ॅश्डेन पारितोषिक मिळाले. यानंतरच्या बायोगॅस संशोधनावर आधारित हजारो बायोगॅस संयंत्रे आज जगात सर्वत्र कार्यरत आहेत. भारतात मात्र माझ्या या विविध संशोधनांची फारशी दखल घेतली गेली नाही.

मी १९५६ मध्ये वनस्पतिशास्त्राच्या उच्च शिक्षणासाठी जर्मनीत दाखल झालो आणि पुढे १९५८ मध्ये मी माझ्या डॉक्टरेट पदवीसाठी संशोधनास सुरुवात केली आणि तेव्हापासून आजपर्यंत, म्हणजे गेली सुमारे साठ वर्षे मी संशोधन करीत आहे. माझ्या संशोधनातला काही भाग अगदी सरधोपट पद्धतीचा, म्हणजे पिकाच्या नवीन वाणाच्या दोन रोपांमध्ये अंतर किती ठेवावे, त्या वाणाची योग्य लागण तारीख कोणती, त्याला खतांच्या मात्रा किती द्याव्या, अशा प्रकारचा होता, पण अन्य बऱ्याच संशोधनाद्वारे मी पाठय़पुस्तकांमधील प्रचलित माहिती चुकीची ठरवण्याचे कार्यही केले. प्रचलित आणि सर्वमान्य माहितीवर आंधळा विश्वास न ठेवण्याच्या माझ्या वृत्तीला कारणीभूत झाले ते मी लहानपणापासून अनुभवलेले आमच्या घरातले वातावरण. महर्षी धोंडो केशव कर्वे हे माझे आजोबा. ते आमच्या घरीच राहत. शिवाय अधूनमधून माझे काका, समाजस्वास्थ्यकार रघुनाथराव कर्वे आणि दुसरे काका आफ्रिकेत स्थायिक होऊन मोंबासात स्वत:चे हॉस्पिटल चालविणारे डॉ. शंकरराव कर्वे, हेही आमच्याकडे राहावयाला येत. रँग्लर र. पु. परांजपे आणि शकुंतला पराजपे हे तर आमचे नातेवाईकच. त्यांचीही महिन्यातून एखादी भेट असावयाचीच. प्रसिद्ध अर्थशास्त्रज्ञ धनंजयराव गाडगीळ हे आमचे शेजारी. ही सर्व मंडळी अत्यंत स्वतंत्र विचारांची. माझे आई-वडील दोघेही प्राध्यापक आणि संशोधक असल्याने त्यांना भेटण्यास येणारे अन्य प्राध्यापक आणि विद्यार्थी, तसेच आजोबांना भेटायला येणारे अनेक समाजधुरीण, शिक्षणक्षेत्रातील आणि विशेषत: स्त्रीशिक्षणातील कार्यकर्ते आणि अन्यही बरेच प्रसिद्ध लोक, यांचेसमवेत घरात होणारी संभाषणे आणि वादविवाद कानावर पडत असल्याने मनाला न पटणाऱ्या, अवैज्ञानिक आणि भ्रामक अशा रूढी झुगारण्यात वाईट काहीच नाही असे माझे अगदी लहानपणापासून मत बनलेले होते.

माझ्या आयुष्यातल्या पहिल्या संशोधनाचा विषय होता वनस्पतींच्या पानांवरील रक्षकपेशींच्या हालचालींवर प्रकाशाचा परिणाम. रक्षकपेशींच्या हालचालींनी पर्णरंध्रांची उघडमीट घडून येते. पर्णरंध्रे अंधारात मिटलेली असतात. प्रकाशात ती उघडतात, पण त्यासाठी निळ्या किंवा लाल रंगांच्या प्रकाशाची आवश्यकता असते. क्लोरोफिलमध्येही याच दोन रंगांचा प्रकाश शोषला जातो, त्यामुळे क्लोरोफिलमध्ये शोषल्या जाणाऱ्या प्रकाशानेच ही क्रिया घडून येत असावी असे त्या काळी समजले जाई. परंतु हा समज सखोल अभ्यासावर आधारित नव्हता. आइन्स्टाइनच्या फोटोकेमिस्ट्रीच्या सिद्धांताच्या आधारे प्रति चौ. मी. समान फोटॉन संख्या असलेल्या विविध तरंगलांबीच्या प्रकाशाचा वापर करून मी असे दाखवून दिले की निळ्या प्रकाशात पर्णरंध्रे उघडली जाण्याची क्रिया केवळ क्लोरोफिलमध्ये शोषल्या जाणाऱ्या निळ्या प्रकाशामुळे घडून येत नसून निळा प्रकाश शोषून घेऊन रक्षकपेशिकांवर परिणाम करणारे आणखी एखादे रंगद्रव्य या प्रक्रियेत भाग घेत असले पाहिजे. हे रंगद्रव्य नक्की कोणते हे मात्र मी त्या वेळी ओळखू शकलो नाही, पण केलेल्या कामासाठी मला डॉक्टरेटची पदवी मिळाली. निळ्या रंगाच्या प्रकाशात घडून येणाऱ्या इतरही अनेक प्रक्रियांचा शोध पुढे लागला, पण हा प्रकाश शोषणारे रंग्रद्रव्य नक्की कोणते हे अद्याप कोणालाच शोधून काढता आलेले नाही आणि अजूनही ते रंगद्रव्य क्रिप्टोक्रोम (गूढरंगद्रव्य) याच नावाने ओळखले जाते.

जर्मनीतल्या माझ्या वनस्पतिशास्त्राच्या प्रोफेसरांचे नाव होते एर्विन ब्युनिंग आणि त्यांना लाभलेली प्रसिद्धी होती ती वनस्पतींची दैनंदिन तालबद्धता या त्यांच्या कामाबद्दल. वनस्पतींच्या अनेक क्रियांमध्ये काही क्रिया रात्री तर काही क्रिया दिवसा केल्या जातात. वनस्पती सततच्या अंधारात किंवा सततच्या उजेडात ठेवल्या तरीही त्यांच्या जैव क्रियांमध्ये  १२-१२ तासांची तालबद्धता दिसून येते. तसेच सतत अंधारात ठेवलेल्या वनस्पतीला जर आपण लागोपाठ काही दिवस रोज एका विशिष्ट वेळीच प्रकाश दाखविला तर तीच सूर्योदयाची वेळ असे वाटून ती वनस्पती दिवसा करण्याच्या क्रिया त्या विशिष्ट वेळेपासूनच सुरू करते.

मी १९६१ मध्ये जर्मनीतून भारतात परत आलो तेव्हा दैनंदिन तालबद्धता हा विषय भारतात अभ्यासला जात नसल्याने आपण भारतात याच विषयावर काम करावे, असे मी ठरविले होते. दिवस कधी उजाडतो हे वनस्पतीला प्रकाशामुळे समजते आणि या प्रक्रियेतही क्लोरोफिलने शोषलेल्या प्रकाशाचा सहभाग असणे स्वाभाविक होते, पण या प्रश्नाचे खात्रीशीर उत्तर मिळविण्यासाठी क्लोरोफिल असलेल्या आणि क्लोरोफिल नसलेल्या अशा एकाच जातीच्या वनस्पतींची परस्परांशी तुलना करणे आवश्यक होते. वनस्पतींच्या पेशिकांमधील हरितकण हे मुळात सायानोबॅक्टेरिया होते आणि स्ट्रेप्टोमायसीन या प्रतिजैवकाचा वापर करून आपण हे हरितकण नष्ट करू शकतो हे शोधही त्या वेळी नुकतेच लागलेले होते. हिरवी वनस्पती आणि स्ट्रेप्टोमायसीनची प्रक्रिया केलेली क्लोरोफिलविरहित वनस्पती यांची तुलना करणे सोपे होते. परंतु १९६१ मध्ये भारताची आर्थिक परिस्थिती अत्यंत खालावलेली होती आणि माझ्या संशोधनासाठी लागणारी काही खास यंत्रसामग्री मिळविणे विद्यापीठाला अशक्य झाल्याने माझे काम पूर्णपणे थांबले होते.

या वेळी माझ्या आईच्या (इरावती कर्वे) संग्रहातील ‘सायबर्नेटिक्स’ नामक एका पुस्तकाने (लेखक : नॉर्बर्ट वीनर) मला संशोधनाची एक वेगळीच दिशा दाखविली. हे पुस्तक वाचल्यावर माझ्या लक्षात आले की सर्व जैव प्रक्रिया इतक्या शिस्तीत चालतात त्या स्वयंनियामक यंत्रणांमुळेच आणि त्याच पुस्तकात असाही उल्लेख होता की स्वयंनियामक यंत्रणांमुळे तालबद्ध आंदोलनेही निर्माण होतात. मी योग्य ते प्रयोग करून असे दाखवून दिले की वनस्पतींमध्ये दिसणारी दैनंदिन तालबद्धता ही वनस्पतींमधील स्वयंनियामक यंत्रणेमुळे निर्माण होणारी आंदोलनेच आहेत. या संशोधनावर आधारित असे माझे नऊ प्रबंध त्या वेळी परदेशात प्रसिद्ध झाले, पण मी ते वनस्पतिशास्त्राला वाहिलेल्या कोणत्याही भारतीय वैज्ञानिक नियतकालिकात प्रसिद्ध करू शकलो नाही, कारण सायबर्नेटिक्स हा विषय त्या वेळी इथल्या कुणाही वनस्पतिशास्त्रज्ञाला अवगत नव्हता.

जर्मनीतून परत आल्यावर मी प्रथम चंडीगढ येथील पंजाब विद्यापीठात, त्यानंतर औरंगाबादच्या मराठवाडा विद्यापीठात आणि सन १९६४ ते १९६६ या कालात कोल्हापूरच्या शिवाजी विद्यापीठात नोकरी केली. सायबर्नेटिक्सवरील संशोधन मी या तिन्ही ठिकाणी केले, पण लवकरच माझ्या हे लक्षात आले की हे संशोधन आपल्या देशातल्या जनतेच्या दृष्टीने निरुपयोगी होते. म्हणून मी १९६६ मध्ये माझा मुक्काम कोल्हापूरहून फलटण येथे हलवला. तेथे माझे मेव्हणे बनबिहारी निंबकर शेती आणि संकरित बियाण्यांचा व्यवसाय करीत. त्यांनी आणि मी निंबकर कृषिसंशोधन संस्था नामक एक संस्था स्थापन केली.

कृषी क्षेत्रातही मला अभूतपूर्व यश मिळाले, पण हे सर्व संशोधन मी खासगी स्वयंसेवी संस्थेत केल्याने भारतात त्याला राजमान्यता मिळाली नाही. परदेशात मात्र माझा खूप उदोउदो झाला. मला युनायटेड नेशन्सतर्फे सल्लागार म्हणून विविध देशांमध्ये पाठविले गेले, विविध देशांनी मला भाषणांसाठी आमंत्रित केले, जर्मन सरकारने तर मला १९९९/२००० मध्ये

३ महिन्यांसाठी पाहुणा प्राध्यापक म्हणून बोलावले. अमेरिकेतल्या येल विद्यापीठानेही मला सल्लागार म्हणून बोलावले होते. जगात प्रसिद्धी पावलेले माझे काही शोध पुढे देत आहे.

गोड ज्वारी : आपल्या खोडात साखर साठविणाऱ्या गोड ज्वारीचे खरीप हंगामात उंच व रब्बी हंगामात बुटके राहणारे नवे वाण विकसित केले. त्यामुळे खरिपातले पीक साखर किंवा चाऱ्यासाठी घेऊन त्याचा रब्बीतला खोडवा ज्वारीच्या दाण्यांसाठी ठेवता येतो. साखरेचा स्रोत या नात्याने गोड ज्वारीला भारतात मागणी नव्हती पण इराणमध्ये युनायटेड नेशन्सतर्फे चालविलेल्या गोड ज्वारी प्रकल्पाचा सल्लागार म्हणून दोन वर्षे काम केले.

भुईमूग पिकावर संशोधन : भुईमूग पीक जितके दाट लावावे तितके त्यापासून अधिक उत्पन्न मिळते. ही वनस्पती कितीही दाट लावली तरी स्वजातीयांशी स्पर्धा का करीत नाही याचे कारण मी शोधून काढले. पुढे युनायटेड नेशन्सच्या फूड अ‍ॅण्ड अ‍ॅग्रिकल्चर ऑर्गनायझेशनतर्फे म्यानमारमध्ये भुईमूगतज्ज्ञ म्हणून तीन वर्षांसाठी नेमणूक झाली.

परस्परांशी होणारी स्पर्धा टाळण्यासाठी वनस्पतींनी अवलंबलेल्या पद्धती : वनस्पती जर फार जवळजवळ वाढत असतील तर त्यांची एकमेकांवर सावली पडते आणि सावलीतून बाहेर पडण्यासाठी त्या नुसत्याच उंच वाढतात. फळे किंवा धान्याचे उत्पन्न मिळविण्यासाठी जे पीक घ्यावयाचे असेल, त्याच्या रोपांची एकमेकांवर सावली पडू नये यासाठी पिकाच्या प्रत्येक वाणाच्या रोपांची प्रति हेक्टर किती संख्या असावी हे ठरलेले असते. परस्परांवरील सावली टाळण्याच्या दृष्टीने वनस्पतींमध्ये कोणते गुणधर्म हवेत याचा अनेक वर्षे अभ्यास केला. वनस्पतींना जेथे फुले व फळे लागतात, त्या अवयवांवरही प्रकाश पडावा लागतो. धान्यपिकांमध्ये वनस्पतीच्या शेंडय़ावर कणीस येत असल्याने हे पीक कितीही दाट असले तरी प्रत्येक खोडाला कणीस लागतेच. अरुंद पाने असणाऱ्या वनस्पती (उदा. गहू, तांदूळ, सूचिपर्णी वृक्ष इत्यादी) खूप दाट लावता येतात. आपण निलगिरी वृक्षही खूप दाट लावू शकतो कारण निलगिरी वृक्षाच्या फांद्या ३ वर्षांच्या झाल्या की गळून पडतात. त्यामुळे त्याला केवळ एक मुख्य खोड आणि कोवळ्या फांद्याच असतात. परंतु या सर्व गुणधर्मापेक्षा आश्चर्यकारक गुणधर्म दाखवतात कडधान्य गटातल्या वनस्पती. या वनस्पती रोज संध्याकाळी आपली पाने मिटून घेतात व त्यामुळे या वनस्पती कितीही दाट लावल्या तरी त्यांच्या खोडांच्या खालच्या भागाला रोज संध्याकाळी प्रकाश मिळतो आणि त्यामुळे त्यांच्या खोडांवर फुले-फळे लागतात. वरील संशोधनासंबंधीचा प्रबंध सादर करण्यासाठी बर्लिन येथे भरविण्यात आलेल्या १४व्या इंटरनॅशनल बोटॅनिकल काँग्रेसतर्फे मला खास आमंत्रण मिळाले आणि प्रबंध सादर केल्यावर डॉइचे वेले या टेलीव्हिजन केंद्राने माझी मुलाखतही घेतली. भारतात मात्र या संशोधनाची कोणीही दखल घेतली नाही.

आधुनिक रोपवाटिका तंत्रे : उच्च आद्र्रता कक्षाचा आणि ऊतिसंवर्धनातील उत्प्रेरकांचा वापर करून रोपवाटिका व्यवसायासाठी अनेक नवी तंत्रे विकसित केली. उदाहरणार्थ केवळ एक पान व त्याच्या बेचक्यातील डोळा यांपासून एक संपूर्ण वनस्पती विकसित करणे, फुले व फळे देणारे पण केवळ गुडघ्याएवढय़ा उंचीचे वृक्ष निर्माण करणे वगैरे. सध्या शेती व्यवसायात वापरली जाणारी केळीची ऊतिसंवर्धित रोपे फार महाग असतात. यावर तोडगा म्हणून केळीच्या एका कंदापासून सुमारे ३०-४० रोपे निर्माण करण्याचे रोपवाटिकातंत्र शोधून काढले.

समुद्राच्या पाण्यावर वनस्पतींची लागवड : माड, पिलू (मेस्वाक), भेंडीचं झाड (३ँी२स्र्ी२्रं स्र्स्र्४’ल्लीं), मॅनग्रोव्हमधील वनस्पती,  इत्यादिकांना समुद्राच्या पाण्याइतकी क्षारता सहन होते. या वनस्पती वाळूच्या वाफ्यात लावून वाफ्यातून बाहेर पडेल इतके समुद्राचे पाणी रोज दिल्यास या वनस्पती चांगल्या जोमाने वाढतात. शेजारी समुद्रकिनारा, पण पाऊसमान कमी, अशा प्रदेशात या पद्धतीने समुद्राचे पाणी सिंचनासाठी वापरून क्षारता सहन करू शकणाऱ्या वनस्पतींची लागवड करणे शक्य होते.

नागरी, घरगुती बायोगॅस संयंत्र : जगात सर्वत्र बायोगॅस निर्मितीसाठी शेण वापरले जाते, पण जर इतर सर्व किण्वनक्रियांमध्ये साखर वापरली जाते, तर बायोगॅस संयंत्रातही साखर का वापरू नये, या विचाराने मी प्रयोग केले असता मला असे आढळून आले की जेवढा बायोगॅस ४० किलोग्राम शेणापासून मिळतो, तेवढा बायोगॅस आपण केवळ एक किलोग्राम साखर किंवा स्टार्चपासून मिळवू शकतो. हे ज्ञान वापरून मी घरातील ओल्या कचऱ्यापासून बायोगॅस निर्माण करता येईल असे लहान आकाराचे संयंत्र विकसित केले. या शोधासाठी लंडन येथे राजपुत्र चार्ल्स यांच्या हस्ते मला अ‍ॅश्डेन पारितोषिक मिळाले. या वेळी बी.बी.सी. टेलिव्हिजनने माझी मुलाखत घेऊन ती प्रसारितही केली. यानंतर बायोगॅस या विषयात मी अनेक नवे शोध लावले. माझ्या संशोधनावर आधारित अशी हजारो बायोगॅस संयंत्रे आज जगात सर्वत्र कार्यरत आहेत.

छप्परविरहित हरितगृह : भारतात सातपुडा पर्वताच्या दक्षिणेस फारशी थंडी नसल्याने आपण छप्परविरहित हरितगृहही वापरू शकतो. वनस्पती रात्री जो कार्बनडायॉक्साइड वायू हवेत सोडतात तो हवेपेक्षा जड असल्याने पाण्याच्या टाकीत जसे पाणी साठते त्याप्रमाणे विनाछपराच्या हरितगृहातही तो रात्री साठून राहतो आणि दुसऱ्या दिवशी प्रकाशसंश्लेषणासाठी वापरला जातो. त्यामुळे उत्पन्न वाढते. पारंपरिक हरितगृहाच्या एकदशांश किमतीत हे हरितगृह बांधता येते. जगात अनेक ठिकाणी याच्या यशस्वी चाचण्याही झाल्या, पण सरकारी पाठिंबा नसल्याने भारतात ही प्रणाली अजूनही रूढ होऊ शकली नाही.

मातीतले खनिज घटक वनस्पतींना कसे मिळतात : मातीतली खनिजे पाण्यात अविद्राव्य असल्याने ती वनस्पतींना थेट मातीतून घेता येत नाहीत. पण मातीत सूक्ष्मजंतूंची संख्या जेवढी अधिक, त्या प्रमाणात ती माती अधिक सुपीक असा कृषिशास्त्रातला एक सर्वमान्य सिद्धांत आहे. यावरून मातीतले खनिज घटक वनस्पतींना उपलब्ध करून देण्याचे कार्य सूक्ष्मजंतू करतात हे दिसते, पण हे कार्य नक्की कसे होते याचे उत्तर कोणत्याच पाठय़पुस्तकात मिळेना. यावर केलेल्या संशोधनातून मला लागलेला शोध असा होता की सर्व वनस्पती मातीतल्या बॅक्टेरियांना मारून खातात आणि त्यांच्या पेशिद्रव्यातून आपल्याला पाहिजे असणारी खनिजद्रव्ये घेतात. काही वनस्पतींची तर कीटकांना मारून खाण्यापर्यंत उत्क्रांती झाली आहे. मातीत नुसती साखर घातली तरी तिच्यातल्या जंतूंची संख्या वाढते. यावरून असे दिसते की, मातीतल्या बॅक्टेरियांना जर बाहेरून कार्बनयुक्त पदार्थ दिले, तर त्यांना लागणारे खनिज घटक ते मातीतून घेऊ शकतात. म्हणून शेतकऱ्यांनी मातीत उच्च पोषणमूल्य असलेले व सूक्ष्मजंतूंना सहज पचविता येतील असे पदार्थ घालून आपल्या जमिनीतल्या सूक्ष्मजंतूंची संख्या नेहमी मोठी ठेवल्यास त्यांना रासायनिक खते न वापरता शेती करता येईल.

वरील विवेचनात मी केलेल्या अगदी मोजक्या संशोधनाबद्दलची माहिती आहे. माझे सर्व संशोधन, मांडलेल्या कल्पना आणि नवविचार यांच्यावर लिहावयाचे म्हटल्यास त्यांचे एक पुस्तकच होईल. आज वयाच्या ८२व्या वर्षी कोणतेही नवे संशोधन हाती न घेता केलेल्या कामावर आधारित पुस्तक लिहिण्याचे कामच पूर्ण करावे असे कधी कधी वाटते, पण त्याच वेळी असा एखादा नवा विचार किंवा कल्पना मनात येते की तिचा पाठपुरावा करणे हे पुस्तक लिहिण्यापेक्षा अधिक महत्त्वाचे वाटू लागते.

adkarve@gmail.com 

chaturang@expressindia.com