Zmiany klimatyczne i szybki wzrost populacji stały się kluczowymi wyzwaniami dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego. Jednym z obiecujących rozwiązań jest wykorzystanieregulatory wzrostu roślin(PGR) w celu zwiększenia plonów i przezwyciężenia niekorzystnych warunków wzrostu, takich jak klimat pustynny. Niedawno karotenoid zaxinon i dwa jego analogi (MiZax3 i MiZax5) wykazały obiecującą aktywność wspomagającą wzrost w uprawach zbóż i warzyw w warunkach szklarniowych i polowych. Tutaj zbadaliśmy dalej wpływ różnych stężeń MiZax3 i MiZax5 (5 μM i 10 μM w 2021 r.; 2,5 μM i 5 μM w 2022 r.) na wzrost i plon dwóch cennych upraw warzywnych w Kambodży: ziemniaków i truskawek. Arabia. W pięciu niezależnych badaniach polowych przeprowadzonych w latach 2021–2022 zastosowanie obu MiZax znacznie poprawiło agronomiczne cechy roślin, składniki plonu i ogólny plon. Warto zauważyć, że MiZax jest stosowany w znacznie niższych dawkach niż kwas huminowy (szeroko stosowany związek komercyjny użyty tutaj w celach porównawczych). Zatem nasze wyniki pokazują, że MiZax jest bardzo obiecującym regulatorem wzrostu roślin, który może być stosowany w celu stymulacji wzrostu i plonowania upraw warzywnych, nawet w warunkach pustynnych i przy stosunkowo niskich stężeniach.
Według Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), nasze systemy produkcji żywności muszą się prawie potroić do 2050 r., aby wyżywić rosnącą populację świata (FAO: Świat będzie potrzebował o 70% więcej żywności do 2050 r.1). W rzeczywistości szybki wzrost populacji, zanieczyszczenie, przemieszczanie się szkodników, a zwłaszcza wysokie temperatury i susze spowodowane zmianami klimatycznymi to wyzwania, przed którymi stoi globalne bezpieczeństwo żywnościowe2. W związku z tym zwiększenie plonów brutto upraw rolnych w warunkach suboptymalnych jest jednym z niepodważalnych rozwiązań tego pilnego problemu. Jednak wzrost i rozwój roślin zależą głównie od dostępności składników odżywczych w glebie i są poważnie ograniczone przez niekorzystne czynniki środowiskowe, w tym suszę, zasolenie lub stres biotyczny3,4,5. Stresy te mogą negatywnie wpływać na zdrowie i rozwój upraw i ostatecznie prowadzić do zmniejszenia plonów6. Ponadto ograniczone zasoby słodkiej wody poważnie wpływają na nawadnianie upraw, podczas gdy globalne zmiany klimatyczne nieuchronnie zmniejszają powierzchnię gruntów ornych, a zdarzenia takie jak fale upałów zmniejszają produktywność upraw7,8. Wysokie temperatury są powszechne w wielu częściach świata, w tym w Arabii Saudyjskiej. Stosowanie biostymulatorów lub regulatorów wzrostu roślin (PGR) jest przydatne w skracaniu cyklu wzrostu i zwiększaniu plonów upraw. Może poprawić tolerancję upraw i umożliwić roślinom radzenie sobie z niekorzystnymi warunkami wzrostu9. W związku z tym biostymulatory i regulatory wzrostu roślin mogą być stosowane w optymalnych stężeniach w celu poprawy wzrostu i produktywności roślin10,11.
Karotenoidy to tetraterpenoidy, które służą również jako prekursory fitohormonów kwasu abscysynowego (ABA) i strigolaktonu (SL)12,13,14, a także niedawno odkrytych regulatorów wzrostu zaksynonu, anorenu i cyklocytralu15,16,17,18,19. Jednak większość rzeczywistych metabolitów, w tym pochodne karotenoidów, ma ograniczone źródła naturalne i/lub jest niestabilna, co utrudnia ich bezpośrednie zastosowanie w tej dziedzinie. Dlatego w ciągu ostatnich kilku lat opracowano i przetestowano kilka analogów/mimetyków ABA i SL do zastosowań rolniczych20,21,22,23,24,25. Podobnie, niedawno opracowaliśmy mimetyki zaksynonu (MiZax), metabolitu wspomagającego wzrost, który może wywierać swoje działanie poprzez zwiększanie metabolizmu cukru i regulację homeostazy SL w korzeniach ryżu19,26. Mimetyki zaksynonu 3 (MiZax3) i MiZax5 (struktury chemiczne przedstawione na rysunku 1A) wykazały aktywność biologiczną porównywalną z zaksynonem w roślinach ryżu dzikiego typu uprawianych hydroponicznie i w glebie26. Ponadto traktowanie pomidorów, palmy daktylowej, zielonej papryki i dyni zaksynonem, MiZax3 i MiZx5 poprawiło wzrost i produktywność roślin, tj. plon i jakość papryki, w warunkach szklarniowych i na otwartym polu, co wskazuje na ich rolę jako biostymulatorów i zastosowanie PGR27. Co ciekawe, MiZax3 i MiZax5 poprawiły również tolerancję na sól zielonej papryki uprawianej w warunkach wysokiego zasolenia, a MiZax3 zwiększył zawartość cynku w owocach, gdy zostały otoczone zawierającymi cynk strukturami metaloorganicznymi7,28.
(A) Struktura chemiczna MiZax3 i MiZax5. (B) Wpływ oprysku dolistnego MZ3 i MZ5 w stężeniach 5 µM i 10 µM na rośliny ziemniaka w warunkach otwartego pola. Eksperyment odbędzie się w 2021 roku. Dane przedstawiono jako średnia ± SD. n≥15. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) i testu post hoc Tukeya. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
W tej pracy oceniliśmy MiZax (MiZax3 i MiZax5) w trzech stężeniach dolistnych (5 µM i 10 µM w 2021 r. oraz 2,5 µM i 5 µM w 2022 r.) i porównaliśmy je z ziemniakiem (Solanum tuberosum L). Komercyjny regulator wzrostu, kwas huminowy (HA), porównano z truskawkami (Fragaria ananassa) w próbach szklarniowych truskawek w 2021 i 2022 r. oraz w czterech próbach polowych w Królestwie Arabii Saudyjskiej, typowym regionie klimatu pustynnego. Chociaż HA jest szeroko stosowanym biostymulatorem o wielu korzystnych efektach, w tym zwiększającym wykorzystanie składników odżywczych w glebie i promującym wzrost upraw poprzez regulację homeostazy hormonalnej, nasze wyniki wskazują, że MiZax jest lepszy od HA.
Bulwy ziemniaka odmiany Diamond zakupiono w Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company, Dżudda, Arabia Saudyjska. Sadzonki dwóch odmian truskawek „Sweet Charlie” i „Festival” oraz kwas huminowy zakupiono w Modern Agritech Company, Rijad, Arabia Saudyjska. Cały materiał roślinny użyty w tej pracy jest zgodny z Polityką IUCN dotyczącą badań z udziałem gatunków zagrożonych oraz Konwencją o handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem.
Miejsce eksperymentu znajduje się w Hada Al-Sham w Arabii Saudyjskiej (21°48′3″N, 39°43′25″E). Gleba jest piaszczysto-gliniasta, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130. Właściwości gleby przedstawiono w tabeli uzupełniającej S1.
Sadzonki truskawki (Fragaria x ananassa D. var. Festival) w 3 fazach liści właściwych podzielono na trzy grupy, aby ocenić wpływ opryskiwania dolistnego 10 μM MiZax3 i MiZax5 na cechy wzrostu i czas kwitnienia w warunkach szklarniowych. Opryskiwanie liści wodą (zawierającą 0,1% acetonu) zastosowano jako zabieg modelowy. Opryski dolistne MiZax stosowano 7 razy w odstępach tygodniowych. Dwa niezależne eksperymenty przeprowadzono odpowiednio 15 i 28 września 2021 r. Początkowa dawka każdego związku wynosiła 50 ml, a następnie stopniowo zwiększano ją do dawki końcowej 250 ml. Przez dwa kolejne tygodnie codziennie rejestrowano liczbę roślin kwitnących, a tempo kwitnienia obliczono na początku czwartego tygodnia. Aby określić cechy wzrostu, mierzono liczbę liści, świeżą i suchą masę rośliny, całkowitą powierzchnię liści i liczbę rozłogów na roślinę pod koniec fazy wzrostu i na początku fazy reprodukcyjnej. Powierzchnię liści mierzono za pomocą miernika powierzchni liści, a świeże próbki suszono w piecu w temperaturze 100°C przez 48 godzin.
Przeprowadzono dwa doświadczenia polowe: orkę wczesną i późną. Bulwy ziemniaka odmiany „Diamant” sadzi się w listopadzie i lutym, odpowiednio z wczesnym i późnym okresem dojrzewania. Biostymulatory (MiZax-3 i -5) podaje się w stężeniach 5,0 i 10,0 µM (2021) oraz 2,5 i 5,0 µM (2022). Opryski kwasem huminowym (HA) 1 g/l 8 razy w tygodniu. Jako kontrolę negatywną użyto wody lub acetonu. Projekt doświadczenia polowego przedstawiono na (Rysunku uzupełniającym S1). Do przeprowadzenia doświadczeń polowych zastosowano losowy projekt bloków kompletnych (RCBD) o powierzchni działki 2,5 m × 3,0 m. Każde leczenie powtórzono trzy razy jako niezależne powtórzenia. Odległość między każdą działką wynosi 1,0 m, a odległość między każdym blokiem wynosi 2,0 m. Odległość między roślinami wynosi 0,6 m, odległość między rzędami wynosi 1 m. Rośliny ziemniaków nawadniano codziennie kroplowo w tempie 3,4 l na każdy kroplomierz. System działał dwa razy dziennie przez 10 minut za każdym razem, aby dostarczyć wodę roślinom. Zastosowano wszystkie zalecane metody agrotechniczne do uprawy ziemniaków w warunkach suszy31. Cztery miesiące po posadzeniu mierzono wysokość roślin (cm), liczbę gałęzi na roślinę, skład i plon ziemniaków oraz jakość bulw przy użyciu standardowych technik.
Siewki dwóch odmian truskawek (Sweet Charlie i Festival) zostały przetestowane w warunkach polowych. Biostymulatory (MiZax-3 i -5) były stosowane jako opryski dolistne w stężeniach 5,0 i 10,0 µM (2021) oraz 2,5 i 5,0 µM (2022) osiem razy w tygodniu. Stosować 1 g HA na litr jako oprysk dolistny równolegle z MiZax-3 i -5, z mieszanką kontrolną H2O lub acetonem jako kontrolą negatywną. Siewki truskawek posadzono na działce o wymiarach 2,5 x 3 m na początku listopada w odstępie między roślinami 0,6 m i rozstawie rzędów 1 m. Eksperyment przeprowadzono w RCBD i powtórzono trzykrotnie. Rośliny podlewano przez 10 minut każdego dnia o godzinie 7:00 i 17:00 przy użyciu systemu nawadniania kropelkowego zawierającego kroplowniki rozmieszczone w odstępach 0,6 m i o pojemności 3,4 l. Składniki agrotechniczne i parametry plonu mierzono w trakcie sezonu wegetacyjnego. Jakość owoców, w tym TSS (%), witamina C32, kwasowość i całkowita zawartość fenoli33, oceniano w Laboratorium Fizjologii i Technologii Pozbiorczej Uniwersytetu Króla Abdulaziza.
Dane wyrażono jako średnie, a odchylenia jako odchylenia standardowe. Istotność statystyczną określono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ang. one-way ANOVA) lub dwukierunkowej analizy wariancji przy użyciu testu wielokrotnych porównań Tukeya, stosując poziom prawdopodobieństwa p < 0,05 lub dwustronny test t-Studenta, aby wykryć istotne różnice (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Wszystkie interpretacje statystyczne przeprowadzono przy użyciu programu GraphPad Prism w wersji 8.3.0. Powiązania testowano przy użyciu analizy głównych składowych (ang. principal component analysis, PCA), wielowymiarowej metody statystycznej, przy użyciu pakietu R 34 .
W poprzednim raporcie wykazaliśmy aktywność MiZax wspomagającą wzrost w stężeniach 5 i 10 μM w roślinach ogrodniczych i poprawiliśmy wskaźnik chlorofilu w teście glebowo-roślinnym (SPAD)27. Na podstawie tych wyników użyliśmy tych samych stężeń do oceny wpływu MiZax na ziemniaki, ważną globalną uprawę żywnościową, w próbach polowych w klimacie pustynnym w 2021 r. W szczególności byliśmy zainteresowani sprawdzeniem, czy MiZax może zwiększyć akumulację skrobi, końcowego produktu fotosyntezy. Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie MiZax poprawiło wzrost roślin ziemniaka w porównaniu z kwasem huminowym (HA), co skutkowało wzrostem wysokości roślin, biomasy i liczby gałęzi (rys. 1B). Ponadto zaobserwowaliśmy, że 5 μM MiZax3 i MiZax5 miało silniejszy wpływ na zwiększenie wysokości roślin, liczby gałęzi i biomasy roślin w porównaniu z 10 μM (rys. 1B). Oprócz poprawy wzrostu, MiZax zwiększył również plon, mierzony liczbą i masą zebranych bulw. Ogólny korzystny efekt był mniej wyraźny, gdy MiZax podawano w stężeniu 10 μM, co sugeruje, że związki te należy podawać w stężeniach poniżej tego (rysunek 1B). Ponadto nie zaobserwowaliśmy różnic we wszystkich zarejestrowanych parametrach między zabiegami acetonem (próba pozorowana) i wodą (kontrola), co sugeruje, że zaobserwowane efekty modulacji wzrostu nie były spowodowane przez rozpuszczalnik, co jest zgodne z naszym poprzednim raportem27.
Ponieważ sezon uprawy ziemniaków w Arabii Saudyjskiej składa się z wczesnego i późnego dojrzewania, przeprowadziliśmy drugie badanie polowe w 2022 r., stosując niskie stężenia (2,5 i 5 µM) przez dwa sezony, aby ocenić sezonowy wpływ otwartych pól (rysunek uzupełniający S2A). Zgodnie z oczekiwaniami oba zastosowania 5 µM MiZax wywołały efekty promujące wzrost podobne do tych w pierwszym badaniu: zwiększoną wysokość roślin, zwiększone rozgałęzienie, wyższą biomasę i zwiększoną liczbę bulw (rysunek 2; rysunek uzupełniający S3). Co ważne, zaobserwowaliśmy istotne efekty tych PGR przy stężeniu 2,5 µM, podczas gdy obróbka GA nie wykazała przewidywanych efektów. Wynik ten sugeruje, że MiZax można stosować nawet przy niższych stężeniach niż oczekiwano. Ponadto zastosowanie MiZax zwiększyło również długość i szerokość bulw (rysunek uzupełniający S2B). Zaobserwowaliśmy również istotny wzrost masy bulw, ale stężenie 2,5 µM stosowano tylko w obu sezonach sadzenia.
Ocena fenotypowa roślin pod kątem wpływu MiZax na wczesne dojrzewanie roślin ziemniaka na polu KAU, przeprowadzona w 2022 r. Dane przedstawiają średnią ± odchylenie standardowe. n≥15. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) oraz testu post hoc Tukeya. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Aby lepiej zrozumieć efekty leczenia (T) i roku (Y), zastosowano dwuczynnikową analizę wariancji (ANOVA) w celu zbadania ich interakcji (T x Y). Chociaż wszystkie biostymulatory (T) znacząco zwiększyły wysokość i biomasę roślin ziemniaka, tylko MiZax3 i MiZax5 znacząco zwiększyły liczbę i masę bulw, co wskazuje, że dwukierunkowe reakcje bulw ziemniaka na oba MiZax były zasadniczo podobne (rys. 3)). Ponadto na początku sezonu pogoda (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) staje się cieplejsza (średnio 28 °C i 52% wilgotności (2022), co znacznie zmniejsza całkowitą biomasę bulw (rys. 2; rys. uzupełniający S3).
Zbadaj wpływ 5 µm traktowania (T), roku (Y) i ich interakcji (T x Y) na ziemniaki. Dane przedstawiają średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 30. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu dwukierunkowej analizy wariancji (ANOVA). Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Jednakże obróbka Myzax nadal stymulowała wzrost późno dojrzewających roślin. Ogólnie rzecz biorąc, nasze trzy niezależne eksperymenty wykazały ponad wszelką wątpliwość, że zastosowanie MiZax ma znaczący wpływ na strukturę rośliny poprzez zwiększenie liczby gałęzi. W rzeczywistości wystąpił znaczący dwukierunkowy efekt interakcji między (T) i (Y) na liczbę gałęzi po obróbce MiZax (rys. 3). Wynik ten jest zgodny z ich aktywnością jako negatywnych regulatorów biosyntezy strigolaktonu (SL)26. Ponadto wykazaliśmy wcześniej, że obróbka Zaxinonem powoduje gromadzenie się skrobi w korzeniach ryżu35, co może wyjaśniać wzrost wielkości i masy bulw ziemniaka po obróbce MiZax, ponieważ bulwy składają się głównie ze skrobi.
Uprawy owoców są ważnymi roślinami ekonomicznymi. Truskawki są wrażliwe na warunki stresu abiotycznego, takie jak susza i wysoka temperatura. Dlatego zbadaliśmy wpływ MiZax na truskawki, opryskując liście. Najpierw podaliśmy MiZax w stężeniu 10 µM, aby ocenić jego wpływ na wzrost truskawek (odmiana Festival). Co ciekawe, zaobserwowaliśmy, że MiZax3 znacząco zwiększył liczbę rozłogów, co odpowiadało zwiększonemu rozgałęzieniu, podczas gdy MiZax5 poprawił tempo kwitnienia, biomasę roślin i powierzchnię liści w warunkach szklarniowych (rysunek uzupełniający S4), co sugeruje, że te dwa związki mogą się różnić biologicznie. Wydarzenia 26,27. Aby lepiej zrozumieć ich wpływ na truskawki w rzeczywistych warunkach rolniczych, przeprowadziliśmy próby terenowe, stosując 5 i 10 µM MiZax na roślinach truskawek (odmiana Sweet Charlie) uprawianych w półpiaszczystej glebie w 2021 r. (rys. S5A). W porównaniu z GC nie zaobserwowaliśmy wzrostu biomasy roślin, ale odkryliśmy tendencję do wzrostu liczby owoców (rys. C6A-B). Jednak zastosowanie MiZax spowodowało znaczący wzrost masy pojedynczego owocu i sugerowało zależność od stężenia (rysunek uzupełniający S5B; rysunek uzupełniający S6B), wskazując na wpływ tych regulatorów wzrostu roślin na jakość owoców truskawek, gdy są stosowane w warunkach pustynnych. wpływ.
Aby zrozumieć, czy efekt wspomagania wzrostu różni się w zależności od rodzaju odmiany, wybraliśmy dwie komercyjne odmiany truskawek w Arabii Saudyjskiej (Sweet Charlie i Festival) i przeprowadziliśmy dwa badania terenowe w 2022 r., stosując niskie stężenia MiZax (2,5 i 5 µM). W przypadku odmiany Sweet Charlie, chociaż całkowita liczba owoców nie wzrosła znacząco, biomasa owoców roślin traktowanych MiZax była ogólnie wyższa, a liczba owoców na działkę wzrosła po zastosowaniu MiZax3 (rys. 4). Dane te dodatkowo sugerują, że aktywność biologiczna MiZax3 i MiZax5 może się różnić. Ponadto po zastosowaniu Myzax zaobserwowaliśmy wzrost świeżej i suchej masy roślin, a także długości pędów roślin. Jeśli chodzi o liczbę rozłogów i nowych roślin, zaobserwowaliśmy wzrost tylko przy stężeniu 5 µM MiZax (rys. 4), co wskazuje, że optymalna koordynacja MiZax zależy od gatunku rośliny.
Wpływ MiZax na strukturę roślin i plon truskawek (odmiana Sweet Charlie) z pól KAU, przeprowadzone w 2022 r. Dane przedstawiają średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 15, ale liczbę owoców na działkę obliczono średnio z 15 roślin z trzech działek (n = 3). Analizę statystyczną przeprowadzono z zastosowaniem jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) oraz testu post hoc Tukeya lub dwustronnego testu t-Studenta. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Zaobserwowaliśmy również podobną aktywność stymulującą wzrost pod względem masy owoców i biomasy roślin u truskawek odmiany Festival (rys. 5), ale nie znaleźliśmy istotnych różnic w całkowitej liczbie owoców na roślinę lub działkę (rys. 5). Co ciekawe, zastosowanie MiZax zwiększyło długość rośliny i liczbę rozłogów, co wskazuje, że te regulatory wzrostu roślin można wykorzystać do poprawy wzrostu upraw owocowych (rys. 5). Ponadto zmierzyliśmy kilka parametrów biochemicznych, aby zrozumieć jakość owoców dwóch odmian zebranych z pola, ale nie uzyskaliśmy żadnych różnic między wszystkimi zabiegami (Rysunek uzupełniający S7; Rysunek uzupełniający S8).
Wpływ MiZax na strukturę roślin i plon truskawek na polu KAU (odmiana Festival), 2022. Dane przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 15, ale liczbę owoców na działkę obliczono średnio z 15 roślin z trzech działek (n = 3). Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) oraz testu post hoc Tukeya lub dwustronnego testu t-Studenta. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
W naszych badaniach nad truskawkami, aktywność biologiczna MiZax3 i MiZax5 okazała się być różna. Najpierw zbadaliśmy efekty leczenia (T) i roku (Y) na tej samej odmianie (Sweet Charlie) przy użyciu dwukierunkowej analizy wariancji (ANOVA), aby określić ich interakcję (T x Y). Zgodnie z tym, HA nie miał wpływu na odmianę truskawki (Sweet Charlie), podczas gdy 5 μM MiZax3 i MiZax5 znacząco zwiększyło biomasę roślin i owoców (rys. 6), co wskazuje, że dwukierunkowe interakcje dwóch MiZax są bardzo podobne w promowaniu produkcji truskawek.
Oceń efekty leczenia 5 µM (T), roku (Y) i ich interakcji (T x Y) na truskawki (odmiana Sweet Charlie). Dane przedstawiają średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 30. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu dwukierunkowej analizy wariancji (ANOVA). Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Dodatkowo, biorąc pod uwagę, że aktywność MiZax na obu odmianach była nieznacznie różna (Rys. 4; Rys. 5), przeprowadziliśmy dwukierunkową analizę wariancji (ANOVA) porównującą zabieg (T) i dwie odmiany (C). Po pierwsze, żaden zabieg nie wpłynął na liczbę owoców na działkę (Rys. 7), co wskazuje na brak istotnej interakcji między (T x C) i sugeruje, że ani MiZax ani HA nie przyczyniają się do całkowitej liczby owoców. Natomiast MiZax (ale nie HA) znacząco zwiększył masę rośliny, masę owocu, rozłogi i nowe rośliny (Rys. 7), co wskazuje, że MiZax3 i MiZax5 znacząco promują wzrost różnych odmian truskawek. Na podstawie dwukierunkowej analizy wariancji (T x Y) i (T x C) możemy wnioskować, że działania promujące wzrost MiZax3 i MiZax5 w warunkach polowych są bardzo podobne i spójne.
Ocena traktowania truskawek 5 µM (T), dwiema odmianami (C) i ich interakcją (T x C). Dane przedstawiają średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 30, ale liczbę owoców na działkę obliczono średnio z 15 roślin z trzech działek (n = 6). Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu dwukierunkowej analizy wariancji (ANOVA). Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Na koniec zastosowaliśmy analizę głównych składowych (PCA), aby ocenić wpływ zastosowanych związków na ziemniaki (T x Y) i truskawki (T x C). Te rysunki pokazują, że obróbka HA jest podobna do acetonu w ziemniakach lub wody w truskawkach (rysunek 8), co wskazuje na stosunkowo niewielki pozytywny wpływ na wzrost roślin. Co ciekawe, ogólny wpływ MiZax3 i MiZax5 wykazał ten sam rozkład w ziemniakach (rysunek 8A), podczas gdy rozkład tych dwóch związków w truskawkach był inny (rysunek 8B). Chociaż MiZax3 i MiZax5 wykazały przeważnie pozytywny rozkład we wzroście roślin i plonie, analiza PCA wskazała, że aktywność regulacji wzrostu może również zależeć od gatunku rośliny.
Analiza głównych składowych (PCA) (A) ziemniaków (T x Y) i (B) truskawek (T x C). Wykresy punktowe dla obu grup. Linia łącząca każdy składnik prowadzi do środka klastra.
Podsumowując, na podstawie naszych pięciu niezależnych badań terenowych na dwóch cennych uprawach i zgodnie z naszymi poprzednimi raportami z lat 2020–202226, MiZax3 i MiZax5 to obiecujące regulatory wzrostu roślin, które mogą poprawić wzrost różnych upraw, w tym zbóż, roślin zdrewniałych (palmy daktylowe) i upraw owoców ogrodniczych26,27. Chociaż mechanizmy molekularne wykraczające poza ich aktywność biologiczną pozostają nieuchwytne, mają one duży potencjał do zastosowań polowych. Co najlepsze, w porównaniu z kwasem huminowym, MiZax jest stosowany w znacznie mniejszych ilościach (na poziomie mikromolarnym lub miligramowym), a pozytywne efekty są bardziej widoczne. Dlatego szacujemy dawkę MiZax3 na aplikację (od niskiego do wysokiego stężenia): 3, 6 lub 12 g/ha, a dawkę MiZx5: 4, 7 lub 13 g/ha, co czyni te regulatorzy wzrostu przydatnymi do poprawy plonów. Całkiem wykonalne.
Czas publikacji: 15-03-2024