ড. মোহাম্মদ খালেকুজ্জামান,মহাপরিচালক, বাংলাদেশ ধান গবেষণা ইনস্টিটিউট (ব্রি)
পরিবর্তিত বাস্তবতায় বাংলাদেশের কৃষি
বাংলাদেশের কৃষি আজ এক জটিল বাস্তবতার মুখোমুখি। জনসংখ্যা এখনো বছরে প্রায় ১.১২ শতাংশ হারে বাড়ছে, কিন্তু আবাদি জমি কমছে প্রায় ০.২৪ শতাংশ হারে। স্বাধীনতার সময় মাথাপিছু জমির পরিমাণ ছিল ২৮ শতক; এখন তা ১০ শতকের নিচে নেমে গেছে। এর সঙ্গে যুক্ত হয়েছে জমির উর্বরতা কমে যাওয়া, নগরায়ণ, শিল্পায়ন আর জলবায়ু পরিবর্তনের নানা প্রভাব।
লবণাক্ততা বাড়ছে উদ্বেগজনক হারে। ২০০০ সালে দেশে লবণাক্ত জমির পরিমাণ ছিল প্রায় ১০ লাখ হেক্টর, এখন তা ১২ লাখ হেক্টর ছাড়িয়েছে। উপকূলীয় অঞ্চলে সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা গত কয়েক দশকে বছরে গড়ে ৩.৮ থেকে ৫.৮ মিলিমিটার হারে বাড়ছে। এমনকি দেশের ভেতরেও লবণাক্ততা ঢুকে পড়ছে।
তাপমাত্রা বৃদ্ধিও বড় সংকেত দিচ্ছে। শিল্পবিপ্লবের আগের সময়ের তুলনায় বৈশ্বিক গড় তাপমাত্রা প্রায় ১.৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস বেড়েছে। গবেষণায় দেখা গেছে, রাতের তাপমাত্রা ১ ডিগ্রি সেলসিয়াস বেড়ে গেলে ধানের ফলন ১০ শতাংশ পর্যন্ত কমে যেতে পারে।
ব্রি-এর Rice Vision ২০৫০ এবং Doubling Rice Productivity ২০৩০-এর তথ্য বলছে, ২০৫০ সালে দেশের জনসংখ্যা হবে ২১ কোটি ৫৪ লাখ। তখন জনপ্রতি বছরে ১৩৪ কেজি চাল ধরে মোট চাহিদা দাঁড়াবে ৬ কোটি ৯ লাখ টন-সত্যিই বড় চ্যালেঞ্জ।
মেগা জাতের ধারণা নিয়ে কিছু কথা
বাংলাদেশ ধান গবেষণা ইনস্টিটিউট (ব্রি) শুরু থেকেই দেশের খাদ্য নিরাপত্তায় অগ্রণী ভূমিকা পালন করে আসছে। এ পর্যন্ত ব্রি ১২৭টি আধুনিক ধানের জাত উদ্ভাবন করেছে—এর মধ্যে ১১৭টি ইনব্রেড ও ১০টি হাইব্রিড। প্রতিকূল পরিবেশ সহনশীল জাত আছে ৪০টি। এছাড়া প্রিমিয়াম কোয়ালিটি ১৪টি জাতের অবমুক্তির সঙ্গে পুষ্টিমানের দিকেও এসেছে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি। যার প্রমান, জিংক সমৃদ্ধ ৭টি, লো জিআই (৫২-৫৫%) ৪টি, উচ্চ প্রোটিন সমৃদ্ধ (১০.০-১০.৮%) ১৩টি, এন্টি অক্সিডেন্ট সমৃদ্ধ ৩টি এবং গাবা (gamma-aminobutyric acid) সমৃদ্ধ ১টি জাতের উদ্ভাবন।
১৯৭৩ সালে বিআর৩ (বিপ্লব) অবমুক্ত করার মাধ্যমে এদেশে আধুনিক ধানের জাত উদ্ভাবনে নতুন বিপ্লবের সূচনা হয় যা তখন তিন মওসুমেই চাষাবাদ করা যেত। এরই ধারাবাহিকতায়, ১৯৮০ তে বিআর১১ (মুক্তা) এবং ১৯৯৪ সালে উদ্ভাবিত ব্রি ধান২৮ ও ব্রি ধান২৯ দেশের খাদ্য ঘাটতি মেটাতে যুগান্তকারী ভূমিকা রাখে। একসময় এই তিনটি জাত দেশের আমন ও বোরো জমির বড় অংশ জুড়ে চাষ হতো। এই থেকে জনমনে একটা ধারণা জন্মে- কোনো ধানের জাত সফল হলে তাকে এই তিনটির মতোই ব্যাপক এলাকায় চাষ হতে হবে। কিন্তু ব্রি এখন সেই ধারণা থেকে বেরিয়ে এসেছে। বাংলাদেশের বিভিন্ন পরিবেশ ও বিশেষ চাহিদা মাথায় রেখে ব্রির জাতসমূহকে ১৭টি ভাগে ভাগ করেছে। প্রতিটি ভাগের জন্য সেরা জাত উদ্ভাবন করলে সেগুলোর সম্মিলিত ফলাফল দেশের জন্য সর্বোচ্চ মঙ্গল বয়ে আনবে। এর অংশ হিসেবে নতুন প্রজন্মের জাত-ব্রি ধান৮৯, ব্রি ধান৯২, ব্রি ধান১১৬, ব্রি ধান১১৭ ও ব্রি ধান১১৮-ইতোমধ্যে মাঠে ছড়িয়ে পড়েছে। এখন আর একক কোনো জাতের আধিপত্য নেই। ফলে, অধিক ফলনের সাথে সাথে নানা জাতের বৈচিত্র্যের মাধ্যমে রোগ-পোকা ও পরিবেশগত ঝুঁকি মোকাবিলাও সহজ হয়েছে।
সিলেকশন বনাম জিন এডিটিং: বাস্তবতার নিরিখে
ধানের জাত উদ্ভাবন নিয়ে প্রায়ই শোনা যায়, ব্রি এখনো "পুরোনো" সিলেকশন পদ্ধতিতে আটকে আছে এবং আধুনিক প্রযুক্তি ব্যবহার করছে না। কিন্তু যারা ভাবেন পুরোনো মানেই যে বাতিল- তাদের এ ধারণা ঠিক নয়। সিলেকশন পদ্ধতি কৃষি প্রজননের একটি চিরায়ত ও বৈজ্ঞানিক পদ্ধতি। কারণ, ধানের বেশিরভাগ গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য নিয়ন্ত্রিত হয় বহু জিনের সম্মিলিত প্রভাবে, যা পরিবেশভেদে ভিন্নভাবে প্রকাশ পায়। তাই নির্দিষ্ট পরিবেশের উপযোগিতা যাচাইয়ে সিলেকশন অপরিহার্য। ব্রি সেই সিলেকশন পদ্ধতিকেও পুরোপুরি আধুনিক আদলে ঢেলে সাজিয়েছে। এই লেখার ‘ট্রান্সফরমিং রাইস ব্রিডিং: সময় ও সাফল্যের রূপান্তর’ অংশে আমরা দেখব, সেটা কীভাবে হয়েছে।
জিন এডিটিং প্রযুক্তি, বিশেষ করে ক্রিসপার-ক্যাস-৯, সীমিত সংখ্যক অর্থ্যাৎ Monogenic/Oligogenic জিন পরিবর্তনের মাধ্যমে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের উন্নয়নে খুব কার্যকর। কিন্তু ফলন, তাপসহিষ্ণুতা বা লবণসহিষ্ণুতা-এসব বৈশিষ্ট্য বহু জিনের ওপর নির্ভরশীল; এগুলোর উন্নয়নে সিলেকশন ও জিনোমিক কৌশলের সমন্বয় দরকার। অর্থাৎ, জিন এডিটিংয়ের মাধ্যমে অল্প কিছু জিনে কাঙ্ক্ষিত বদল এনে দিলেও সেই নতুন উদ্ভাবিত ধানের মাঠপর্যায়ের উপযোগীতা যাচাইয়ে সিলেকশন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়েই যেতে হয়। যাহোক, ব্রি এগিয়েছে জিনোম এডিটিং এর পথেও। এখানকার বেশ কয়েকজন গবেষক বিদেশে এই বিষয়ে পিএইচডি করে দেশে ফিরে জিনোম এডিটিং বিষয়ক গবেষণার হাল ধরেছেন। তারা উচ্চ ফলনশীল ধানে সুগন্ধ আনা, লবণসহিষ্ণু করা, রোগ ও পোকা প্রতিরোধ করা, টু লাইন হাইব্রিড রাইস উদ্ভাবন করা, ধানকে অধিক সালোকসংশ্লেষণক্ষম করা-এসব কাজে ক্রিসপার-ক্যাস-৯ প্রযুক্তি ব্যবহার করছেন।
ব্রির গবেষকরা জানেন, কিছু বিশেষ জিন পরিবেশের সংকেত বুঝে গাছের বৃদ্ধি, ফুল ফোটা ও ফলন নিয়ন্ত্রণে অংশগ্রহণ করে। PIF (Phytochrome Interacting Factor), PRR (Pseudo-Response Regulator), ELF (Early Flowering genes) ও CO (CONSTANS) - এই জিনগুলো গাছের জৈব ঘড়ি ও আলো-সংকেত ব্যবস্থার সঙ্গে যুক্ত। এরা সমন্বিতভাবে কাজ করে গাছকে আলো, তাপমাত্রা ও মওসুম পরিবর্তনের সঙ্গে মানিয়ে নিতে সাহায্য করে। এ ছাড়া SPL14 (SQUAMOSA promoter-binding protein-like14), DEP1 (DENSE AND ERECT PANICLE 1)-এর মতো জিন গাছের গঠন ও শীষের দানা সংখ্যা নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ। GIF1 (GRAIN INCOMPLETE FILLING 1) ও INV (Invertase) দানার ভেতরে শর্করা সরবরাহ ও ভরাট প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে, ফলে দানার ওজন ও ফলন বাড়ে। এসব জিনের সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে ধানে কাঙ্ক্ষিত পরিবর্তন আনা সম্ভব। এই বিষয়গুলো নিয়েও ব্রিতে ধাপে ধাপে গবেষণা শুরু হবে।
তবে স্বীকার করতেই হবে, এই বিষয়ে আরও জোরালো সমন্বয় দরকার। প্রয়োজন আরও দক্ষ গবেষকের, যারা ক্রিসপার-ক্যাস-৯-এর আধুনিক সংস্করণ, যেমন- বেইস এডিটিং ও প্রাইম এডিটিং—এসব বিষয়ে উচ্চতর শিক্ষা নিয়ে কাজ করতে পারেন। কারণ, শুধু জিন নিষ্ক্রিয় করাই সব সমস্যার সমাধান নয়; কখনও কখনও দরকার নির্দিষ্ট স্থানে নিউক্লিওটাইড বদলে দেওয়া বা নির্দিষ্ট ডিএনএ সিকুয়েন্স অংশ জুড়ে দেওয়া। কাজেই, ক্রিসপার-ক্যাস-৯ এর আধুনিক সংস্করনে বেশি বেশি পিএইচডি, পোস্ট-ডক, এবং ট্রেইনিং এর প্রয়োজন আছে। দেশের বিশ্ববিদ্যালয়গুলো বিশেষ করে কৃষি বিশ্ববিদ্যালয়সমূহে শিক্ষণ প্রক্রিয়ার এবং মৌলিক গবেষণার বিষয়ে মানোন্নয়নেরও ভীষণ প্রয়োজন আছে। শুধুমাত্র মেধাবী, সুশিক্ষিত, দক্ষ এবং প্রতিশ্রুতিশীল একটা প্রজন্মই পারবে আগত চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হতে।
ট্রান্সফরমিং রাইস ব্রিডিং: সময় ও সাফল্যের রূপান্তর
বর্তমানে ব্রিতে র্যাপিড সাইকেল রিকারেন্ট সিলেকশন ও র্যাপিড জেনারেশন অ্যাডভান্স পদ্ধতি ব্যবহার করা হচ্ছে। এর ফলে ধানের জাত উদ্ভাবনের কৌলিতাত্ত্বিক অগ্রগতির হার (Genetic gain) এখন ১.৫ শতাংশের উপরে উঠেছে। অথচ ২০১৬ সালের আগে এই হার ছিল ০.৫ শতাংশের নিচে। নতুন এই পদ্ধতি প্রয়োগ করে জাত উদ্ভাবনে সময়ও কমেছে আগের ১৪-১৫ বছর থেকে ৭-৮ বছরে। জাত উদ্ভাবনে ব্রি এখন হাই-থ্রুপুট মলিকুলার মার্কার, ডিজিটাইজেশন, অটোমেশন এবং কোয়ান্টিটেটিভ জেনেটিক্সের নানা তত্ত্ব-যেমন থ্রি-সিগমা রুল, ব্রিডার্স ইকুয়েশন ব্যবহার করছে। সম্মিলিতভাবে এই পদ্ধতিকে বলা হয় ট্রান্সফরমিং রাইস ব্রিডিং।
এই পদ্ধতি প্রয়োগ করেই ব্রি ইতোমধ্যে রোপা আমন মওসুমের লবণাক্ততা সহনশীল জাত, ব্রি ধান১১২ এনেছে। এটি আগের ব্রি ধান৭৩ এর সমান সময়ে (১২০-১২৫ দিনে) ঘরে আসে, কিন্তু হেক্টর প্রতি ফলন দেয় প্রায় ১ টন বেশি।
বোরো মওসুমের জন্য এসেছে উচ্চ ফলনশীল ব্রি ধান১১৩, ব্রি ধান১১৬, ব্রি ধান১১৭ ও ব্রি ধান১১৮। এর মধ্যে ব্রি ধান১১৬ চাল মাঝারি চিকন ও সরু, এর জীবনকাল ১৫৪ দিন। এটি ব্রি ধান৯২ এর চেয়ে প্রায় ১৩.৭৫ শতাংশ বেশি ফলন দেয়, যা হেক্টরে গড় ৮.৫৯ টন, ভালো পরিবেশে ১০.৩৬ টন পর্যন্ত।
ব্রি ধান১১৭ স্বল্প জীবনকালের (১২৯-১৩৫ দিন) লবণাক্ততা সহনশীল ও ব্লাস্ট রোগ প্রতিরোধী জাত। গড় ফলন হেক্টর প্রতি ৮.৬ টন, ভালো পরিচর্যায় ৯.৯০ টন পর্যন্ত ফলন দিতে সক্ষম। বিশেষত্ব হলো, এটি ব্রি ধান২৮-এর সমান সময়ে (অর্থ্যাৎ ১৪৫ দিনে) ঘরে আসে, কিন্তু লবণাক্ততা ও ব্লাস্ট রোগ প্রতিরোধ করে।
ব্রি ধান১১৮ প্রজনন পর্যায়ে ঠাণ্ডা সহনশীল, তাই হাওর এলাকায় আগাম বপন করলেও ধান চিটা হয় না। অক্টোবরের শেষে বপন করলেও ফলন দেয় কমপক্ষে ৬ টন হেক্টর প্রতি। স্বাভাবিক সময়ে নভেম্বরের মাঝামাঝি বপনে ফলন দাঁড়ায় ৬.৯ থেকে ৮.৫ টন। এটি ব্রি ধান২৮-এর চেয়ে প্রায় ২২.৮৩ শতাংশ বেশি ফলন দিতে পারে।
বিশেষভাবে বলতে হয়, ব্রি ধান২৮ ও ব্রি ধান২৯-এর ফলনের সীমা ছাড়িয়ে গেছে এই নতুন জাতগুলো। আর ব্রির পাইপলাইনে ২০১৬ সালের পরে ৪ লাখের বেশি কৌলিক সারি মূল্যায়ন করা হয়েছে। সেখান থেকে ভোক্তা, বাজার ও কৃষকের চাহিদা অনুযায়ী আরও নতুন উচ্চ ফলনশীল ও গুণগত মানসম্পন্ন জাত আসবে, যা দেশের টেকসই খাদ্য নিরাপত্তায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখবে।
উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীল ধানের জন্যও গবেষণা চলছে। ব্রি এখন qHTSF4.1 (High temperature induced spikelet fertility) এবং qEMF3 (Early morning flowering) নামক দুটি কিউটিএল নিয়ে কাজ করছে। আশা করা যায়, শিগগিরই উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীল ধানের জাত পাওয়া যাবে। তবে এরই মধ্যে ব্রি ধান৯৮ নামে রোপা আউশ মৌসুমের একটি জাত আছে, যা নাবী বোরো মৌসুমেও মানিয়ে নিতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশেও এটি হেক্টর প্রতি ৫.৫ থেকে ৬.০ টন ফলন দেয়।
জলবায়ু অভিযোজন ও প্রযুক্তিগত আধুনিকায়ন
সফল ব্রিডিং অথবা জেনোম এডিটিং প্রোগ্রামের একটি পূর্বশর্ত হচ্ছে কাঙ্ক্ষিত বৈশিষ্ট্যের জন্য দায়ী মেজর জিনের অবস্থান সুনির্দিষ্ট ভাবে সনাক্ত করা। একে জিন ম্যাপিং বলা হয়। পরিবেশ এবং ধানের পপুলেশন ভেদে এই দায়ী জিন আলাদা হতে পারে। ফলে, বাংলাদেশে জেনোম এডিটিং এবং ব্রিডিং সফল করতে হলে এদেশের ধানে জিনগুলোর ম্যাপিং করে নিতে হবে। সেকেন্ডারি সোর্স হতে জিনের তথ্য নিয়ে জেনোম এডিটিং অথবা মার্কার এসিসটেট ব্রিডিং করলে সেটা সফল নাও হতে পারে। আশার কথা ব্রিতে জিন ম্যাপিং করার জন্য একটা শক্তিশালী টিম আছে। তারা ধানের ফটোসেনসিটিভিটি, লবন সহিষ্ণুতা, ধানের খোলপোড়া রোগ প্রতিরোধী, ধানের সুগন্ধী এসব গুনের জন্য দায়ী জিন ম্যাপিং এর কাজ করছেন জেনোম ওয়াইড এসোসিয়েশন ম্যাপিং এর মাধ্যমে। এছাড়া,্যাপিনস্টবইশিি ধান৭৩ রি ইতি বেশমুখ ভবিষ্যতে উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীল জাত আনতে নির্দিষ্ট কিউটিএল ব্রিডিং এর কাজ চলছে। একই সঙ্গে জিনোমিক সিলেকশন, কানেক্টেড ব্রিডিং ও স্পিড ব্রিডিংয়ের সমন্বয়ে বহু-জিন-নিয়ন্ত্রিত বৈশিষ্ট্যের উন্নয়নকে অগ্রাধিকার দেওয়া হচ্ছে।
সমন্বিত গবেষণা ও ভবিষ্যতের পথরেখা
খাদ্য নিরাপত্তা অর্জন একক কোনো প্রতিষ্ঠানের পক্ষে সম্ভব নয়। বিশ্ববিদ্যালয় ও গবেষণা প্রতিষ্ঠানের মধ্যে সমন্বিত গবেষণা, মৌলিক বিজ্ঞানে দক্ষতা বৃদ্ধি, জিন এডিটিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় জিন ম্যাপিং এবং কৃষিতে প্রকৌশল বিজ্ঞানের সংযুক্তি-সবই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বাংলাদেশ জলবায়ু ঝুঁকিপূর্ণ দেশ হলেও গবেষণা ও প্রযুক্তি উদ্ভাবনের ধারাবাহিক অগ্রগতির মাধ্যমে খাদ্য উৎপাদনে আত্মনির্ভরতার পথে এগিয়েছে। জিন ম্যাপিং, সিলেকশনভিত্তিক আধুনিক প্রজনন, জিন এডিটিং, নির্ভুল কৃষি ও পরিবেশবান্ধব প্রযুক্তির সমন্বিত প্রয়োগই ভবিষ্যতের পথ।
ব্রিতে Rice Analytical Laboratory স্থাপন করা হয়েছে, যা ইতোমধ্যেই এক্রিডিটেশন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করেছে। পরিবেশবান্ধব প্রযুক্তি হিসেবে Biofertilizer এবং Biorational পেস্টিসাইড উদ্ভাবনের উদ্যোগ নেওয়া হবে। ব্রি ইতিমধ্যে একটি জৈব সার উদ্ভাবনের জন্য প্যাটেন্ট পেয়েছে-এই সার ব্যবহারে ৩০ শতাংশ ইউরিয়া কমানো যায় এবং টিএসপি একেবারেই ব্যবহার না করলেও চলে।
গবেষণার পরিকাঠামো আরও উন্নত করতে তৈরি হচ্ছে স্পিড ব্রিডিং সেন্টার, হাই-থ্রুপুট ফেনোমিক্স সুবিধা, রেইন-আউট শেল্টার, বায়োইনফরমেটিক্স ওয়েট অ্যান্ড ড্রাই ল্যাব, হাই-থ্রুপুট জিনোটাইপিং সুবিধা। আইওটি ও সেন্সর-ভিত্তিক গবেষণার জন্য ড্রোন ফেনোটাইপিং ল্যাব ও নির্ভুল কৃষি প্রযুক্তি-যেমন অটোমেটেড এডাব্লিউডি-উদ্ভাবনের উদ্যোগ নেওয়া হয়েছে। দেশের আবহাওয়া ও পরিবেশ উপযোগী কৃষি যন্ত্রপাতি তৈরির জন্য ফার্ম মেশিনারি ল্যাবকে আধুনিক করা হয়েছে। ব্রিতে সি৪ ল্যাব, মলিকুলার ল্যাব, বায়োটেকনোলজি ল্যাব স্থাপন করা হয়েছে।
ব্রি ইতিমধ্যে Rice Vision ২০৫০ ও জাতিসংঘের SDG-এর লক্ষ্যমাত্রার সঙ্গে মিল রেখে Doubling Rice Productivity ২০৩০ কর্মপরিকল্পনা তৈরি করেছে। কৃষি মন্ত্রণালয়ের উদ্যোগে Transforming Agriculture: Outlook ২০৫০ প্রণয়নেও ব্রি কাজ করছে। আমরা দৃঢ়ভাবে আশাবাদী, ভবিষ্যতের খাদ্য নিরাপত্তার চ্যালেঞ্জ মোকাবিলায় ব্রি সক্ষম হবে—আর তেমনিভাবেই ব্রিকে গড়ে তোলার কাজ চলছে।