हवामान बदल आणि झपाट्याने वाढणारी लोकसंख्या ही जागतिक अन्न सुरक्षेपुढील प्रमुख आव्हाने बनली आहेत. यावर एक आशादायक उपाय म्हणजे याचा वापर करणे.वनस्पती वाढ नियामकपिकांचे उत्पन्न वाढवण्यासाठी आणि वाळवंटी हवामानासारख्या प्रतिकूल वाढीच्या परिस्थितीवर मात करण्यासाठी (पीजीआर) वापरले जातात. अलीकडे, कॅरोटीनॉइड झॅक्सिनोन आणि त्याचे दोन अॅनालॉग्स (MiZax3 आणि MiZax5) यांनी ग्रीनहाऊस आणि शेतातील परिस्थितीत तृणधान्ये आणि भाजीपाला पिकांमध्ये वाढीस चालना देणारी आश्वासक क्रिया दर्शविली आहे. येथे, आम्ही कंबोडियातील दोन उच्च-मूल्याच्या भाजीपाला पिकांच्या - बटाटा आणि सौदी अरेबियन स्ट्रॉबेरीच्या - वाढ आणि उत्पन्नावर MiZax3 आणि MiZax5 च्या वेगवेगळ्या सांद्रतांच्या (2021 मध्ये 5 μM आणि 10 μM; 2022 मध्ये 2.5 μM आणि 5 μM) परिणामांचा अधिक तपास केला. 2021 ते 2022 या काळात झालेल्या पाच स्वतंत्र क्षेत्रीय चाचण्यांमध्ये, दोन्ही MiZax च्या वापरामुळे वनस्पतींची कृषीविषयक वैशिष्ट्ये, उत्पन्नाचे घटक आणि एकूण उत्पन्नात लक्षणीय सुधारणा झाली. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की MiZax चा वापर ह्युमिक अॅसिडपेक्षा (येथे तुलनेसाठी वापरलेले एक व्यापकपणे वापरले जाणारे व्यावसायिक संयुग) खूप कमी प्रमाणात केला जातो. अशाप्रकारे, आमच्या निष्कर्षांवरून असे दिसून येते की मिझॅक्स (MiZax) हा एक अतिशय आशादायक वनस्पती वाढ नियामक आहे, ज्याचा उपयोग वाळवंटी परिस्थितीत आणि तुलनेने कमी सांद्रतेमध्येही भाजीपाला पिकांची वाढ आणि उत्पादन उत्तेजित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.
संयुक्त राष्ट्रांच्या अन्न आणि कृषी संघटनेनुसार (FAO), वाढत्या जागतिक लोकसंख्येला अन्न पुरवण्यासाठी २०५० पर्यंत आपल्या अन्न उत्पादन प्रणालीत जवळपास तिप्पट वाढ होणे आवश्यक आहे (FAO: २०५० पर्यंत जगाला ७०% अधिक अन्नाची गरज भासेल¹). खरे तर, वेगाने वाढणारी लोकसंख्या, प्रदूषण, कीटकांचा प्रादुर्भाव आणि विशेषतः हवामान बदलामुळे होणारे उच्च तापमान व दुष्काळ ही सर्व जागतिक अन्न सुरक्षेपुढील आव्हाने आहेत². या संदर्भात, प्रतिकूल परिस्थितीत कृषी पिकांचे एकूण उत्पन्न वाढवणे हा या गंभीर समस्येवरील एक निर्विवाद उपाय आहे. तथापि, वनस्पतींची वाढ आणि विकास मुख्यत्वे जमिनीतील पोषक तत्वांच्या उपलब्धतेवर अवलंबून असतो आणि दुष्काळ, क्षारता किंवा जैविक ताण यांसारख्या प्रतिकूल पर्यावरणीय घटकांमुळे तो गंभीरपणे बाधित होतो³,⁴,⁵. या ताणांचा पिकांच्या आरोग्यावर आणि विकासावर नकारात्मक परिणाम होऊ शकतो आणि अखेरीस पिकांचे उत्पन्न कमी होते⁶. याव्यतिरिक्त, मर्यादित गोड्या पाण्याच्या संसाधनांचा पिकांच्या सिंचनावर गंभीर परिणाम होतो, तर जागतिक हवामान बदलामुळे लागवडीयोग्य जमिनीचे क्षेत्र अपरिहार्यपणे कमी होते आणि उष्णतेच्या लाटांसारख्या घटनांमुळे पिकांची उत्पादकता घटते⁷,⁸. सौदी अरेबियासह जगाच्या अनेक भागांमध्ये उच्च तापमान ही एक सामान्य बाब आहे. वाढीचे चक्र लहान करण्यासाठी आणि उत्पन्न वाढवण्यासाठी जैवउत्तेजक किंवा वनस्पती वाढ नियामक (PGRs) यांचा वापर फायदेशीर ठरतो. यामुळे पिकांची लवचिकता सुधारते आणि वनस्पतींना प्रतिकूल वाढीच्या परिस्थितीचा सामना करण्यास सक्षम करते9. या संदर्भात, वनस्पतींची वाढ आणि उत्पादकता सुधारण्यासाठी जैवउत्तेजक आणि वनस्पती वाढ नियामक इष्टतम प्रमाणात वापरले जाऊ शकतात10,11.
कॅरोटीनॉइड्स हे टेट्राटरपेनॉइड्स आहेत जे फायटोहॉर्मोन्स ॲब्सिसिक ॲसिड (ABA) आणि स्ट्रिगोलॅक्टोन (SL)१२,१३,१४, तसेच अलीकडेच शोध लागलेल्या वाढ नियामक झॅक्सिनोन, ॲनोरीन आणि सायक्लोसिट्राल१५,१६,१७,१८,१९ यांचे पूर्वगामी म्हणूनही काम करतात. तथापि, कॅरोटीनॉइड डेरिव्हेटिव्ह्जसह बहुतेक वास्तविक मेटाबोलाइट्सचे नैसर्गिक स्रोत मर्यादित आहेत आणि/किंवा ते अस्थिर आहेत, ज्यामुळे या क्षेत्रात त्यांचा थेट वापर करणे कठीण होते. म्हणून, गेल्या काही वर्षांमध्ये, कृषी उपयोगांसाठी अनेक ABA आणि SL ॲनालॉग्स/मिमेटिक्स विकसित आणि तपासले गेले आहेत२०,२१,२२,२३,२४,२५. त्याचप्रमाणे, आम्ही अलीकडेच झॅक्सिनोनचे मिमेटिक्स (MiZax) विकसित केले आहेत, जो एक वाढ-प्रोत्साहन देणारा मेटाबोलाइट आहे आणि भाताच्या मुळांमध्ये साखरेचे चयापचय वाढवून आणि SL होमियोस्टॅसिसचे नियमन करून आपले परिणाम घडवून आणू शकतो१९,२६. झॅक्सिनोन ३ (MiZax3) आणि MiZax5 (रासायनिक संरचना आकृती 1A मध्ये दर्शविल्या आहेत) यांच्या मिमेटिक्सनी हायड्रोपोनिक पद्धतीने आणि मातीत वाढवलेल्या वाइल्ड-टाइप भाताच्या रोपांमध्ये झॅक्सिनोनच्या तुलनेत जैविक क्रियाशीलता दर्शविली आहे²⁶. शिवाय, टोमॅटो, खजूर, हिरवी मिरची आणि भोपळा यांना झॅक्सिनोन, MiZax3 आणि MiZax5 ने उपचार दिल्याने ग्रीनहाऊस आणि खुल्या शेतातील परिस्थितीत वनस्पतींची वाढ आणि उत्पादकता, म्हणजेच मिरचीचे उत्पन्न आणि गुणवत्ता सुधारली, जे बायोस्टिम्युलंट्स म्हणून त्यांची भूमिका आणि PGR चा वापर दर्शवते²⁷. विशेष म्हणजे, MiZax3 आणि MiZax5 ने जास्त क्षारतेच्या परिस्थितीत वाढवलेल्या हिरव्या मिरचीची क्षार सहनशीलता देखील सुधारली, आणि जेव्हा MiZax3 ला झिंक-युक्त मेटल-ऑरगॅनिक फ्रेमवर्कमध्ये बंदिस्त केले गेले, तेव्हा त्याने फळांमधील झिंकचे प्रमाण वाढवले⁷,²⁸.
(अ) MiZax3 आणि MiZax5 ची रासायनिक संरचना. (ब) खुल्या शेतातील परिस्थितीत बटाट्याच्या रोपांवर MZ3 आणि MZ5 ची 5 µM आणि 10 µM सांद्रतेमध्ये पर्ण फवारणी केल्यावर होणारा परिणाम. हा प्रयोग 2021 मध्ये होईल. आकडेवारी सरासरी ± प्रमाण विचलन (SD) म्हणून सादर केली आहे. n≥15. सांख्यिकीय विश्लेषण एक-मार्गी विचलन विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीच्या पोस्ट हॉक चाचणीचा वापर करून केले गेले. तारकाचिन्हे सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्त्वपूर्ण नाही). HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5;
या अभ्यासात, आम्ही MiZax (MiZax3 आणि MiZax5) चे तीन वेगवेगळ्या पर्ण-संयुगांमध्ये (२०२१ मध्ये ५ µM आणि १० µM, आणि २०२२ मध्ये २.५ µM आणि ५ µM) मूल्यांकन केले आणि त्यांची बटाट्याशी (Solanum tuberosum L) तुलना केली. व्यावसायिक वाढ नियामक ह्युमिक ॲसिड (HA) ची तुलना स्ट्रॉबेरीशी (Fragaria ananassa) २०२१ आणि २०२२ मध्ये स्ट्रॉबेरीच्या हरितगृह चाचण्यांमध्ये आणि सौदी अरेबियाच्या राज्यात, जो एक वैशिष्ट्यपूर्ण वाळवंटी हवामानाचा प्रदेश आहे, चार क्षेत्रीय चाचण्यांमध्ये करण्यात आली. जरी HA हे एक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे जैव-उत्तेजक असून त्याचे अनेक फायदेशीर परिणाम आहेत, ज्यात मातीतील पोषक तत्वांची उपलब्धता वाढवणे आणि संप्रेरकीय समस्थितीचे नियमन करून पिकांच्या वाढीस प्रोत्साहन देणे यांचा समावेश आहे, तरीही आमचे निष्कर्ष दर्शवतात की MiZax हे HA पेक्षा श्रेष्ठ आहे.
डायमंड जातीचे बटाट्याचे कंद सौदी अरेबियातील जेद्दाह येथील जब्बार नासेर अल बिशी ट्रेडिंग कंपनीकडून खरेदी करण्यात आले. “स्वीट चार्ली” आणि “फेस्टिव्हल” या स्ट्रॉबेरीच्या दोन जातींची रोपे आणि ह्युमिक अॅसिड सौदी अरेबियातील रियाध येथील मॉडर्न अॅग्रीटेक कंपनीकडून खरेदी करण्यात आले. या कामात वापरलेले सर्व वनस्पती साहित्य, संकटग्रस्त प्रजातींवरील संशोधनासंबंधीच्या आययूसीएनच्या धोरण विधानाचे आणि वन्यजीव व वनस्पतींच्या संकटग्रस्त प्रजातींच्या व्यापारावरील कराराचे पालन करते.
प्रायोगिक स्थळ सौदी अरेबियातील हादा अल-शाम (21°48′3″N, 39°43′25″E) येथे आहे. येथील माती वालुकामय चिकणमाती (sandy loam) असून, pH 7.8 आणि EC 1.79 dcm-130 आहे. मातीचे गुणधर्म पूरक तक्ता S1 मध्ये दर्शविले आहेत.
ग्रीनहाऊस परिस्थितीत वाढीची वैशिष्ट्ये आणि फुलोऱ्याच्या वेळेवर १० μM MiZax3 आणि MiZax5 च्या पर्ण फवारणीच्या परिणामाचे मूल्यांकन करण्यासाठी, खऱ्या पानांच्या अवस्थेतील स्ट्रॉबेरीची (Fragaria x ananassa D. var. Festival) तीन रोपे तीन गटांमध्ये विभागली गेली. पानांवर पाणी (०.१% ॲसिटोन असलेले) फवारणे हा एक नमुना उपचार म्हणून वापरण्यात आला. MiZax पर्ण फवारण्या एका आठवड्याच्या अंतराने ७ वेळा करण्यात आल्या. अनुक्रमे १५ आणि २८ सप्टेंबर २०२१ रोजी दोन स्वतंत्र प्रयोग आयोजित करण्यात आले. प्रत्येक संयुगाची सुरुवातीची मात्रा ५० मिली होती आणि नंतर ती हळूहळू वाढवून २५० मिलीच्या अंतिम मात्रेपर्यंत नेण्यात आली. सलग दोन आठवडे, दररोज फुलोऱ्या आलेल्या रोपांची संख्या नोंदवली गेली आणि चौथ्या आठवड्याच्या सुरुवातीला फुलोऱ्याचा दर मोजण्यात आला. वाढीची वैशिष्ट्ये निश्चित करण्यासाठी, वाढीच्या टप्प्याच्या शेवटी आणि प्रजननाच्या टप्प्याच्या सुरुवातीला पानांची संख्या, रोपाचे ताजे व सुके वजन, एकूण पानांचे क्षेत्रफळ आणि प्रति रोप खोडांची संख्या मोजण्यात आली. पानांचे क्षेत्रफळ लीफ एरिया मीटर वापरून मोजण्यात आले आणि ताजे नमुने 100°C तापमानावर 48 तासांसाठी ओव्हनमध्ये वाळवण्यात आले.
लवकर आणि उशिरा नांगरणीच्या दोन क्षेत्रीय चाचण्या घेण्यात आल्या. “डायमंट” जातीच्या बटाट्याच्या कंदांची लागवड अनुक्रमे लवकर आणि उशिरा पिकण्याच्या कालावधीसह नोव्हेंबर आणि फेब्रुवारीमध्ये केली जाते. बायोस्टिम्युलंट्स (MiZax-3 आणि -5) 5.0 आणि 10.0 µM (2021) आणि 2.5 आणि 5.0 µM (2022) या सांद्रतेमध्ये वापरले जातात. ह्युमिक ॲसिड (HA) 1 ग्रॅम/लिटरची फवारणी आठवड्यातून 8 वेळा केली जाते. नकारात्मक नियंत्रण म्हणून पाणी किंवा ॲसिटोनचा वापर केला गेला. क्षेत्रीय चाचणीची रचना (पूरक आकृती S1) मध्ये दर्शविली आहे. क्षेत्रीय प्रयोग करण्यासाठी 2.5 मी × 3.0 मी क्षेत्रफळाच्या भूखंडासह यादृच्छिक पूर्ण गट रचनेचा (RCBD) वापर केला गेला. प्रत्येक उपचाराची स्वतंत्र पुनरावृत्ती म्हणून तीन वेळा पुनरावृत्ती केली गेली. प्रत्येक भूखंडामधील अंतर 1.0 मी आणि प्रत्येक गटामधील अंतर 2.0 मी आहे. रोपांमधील अंतर ०.६ मीटर आणि ओळींमधील अंतर १ मीटर आहे. बटाट्याच्या रोपांना दररोज ठिबक सिंचनाने प्रत्येक ठिबक नळीद्वारे ३.४ लिटर पाणी दिले जात होते. रोपांना पाणी देण्यासाठी ही प्रणाली दिवसातून दोनदा, प्रत्येक वेळी १० मिनिटांसाठी चालवली जाते. दुष्काळी परिस्थितीत बटाटे पिकवण्यासाठी शिफारस केलेल्या सर्व कृषी-तांत्रिक पद्धती लागू केल्या गेल्या³¹. लागवडीनंतर चार महिन्यांनी, प्रमाणित तंत्रांचा वापर करून रोपांची उंची (सेमी), प्रति रोप फांद्यांची संख्या, बटाट्याची रचना व उत्पन्न आणि कंदांची गुणवत्ता मोजण्यात आली.
स्ट्रॉबेरीच्या दोन जातींच्या (स्वीट चार्ली आणि फेस्टिव्हल) रोपांची शेतातील परिस्थितीत चाचणी घेण्यात आली. बायोस्टिम्युलंट्स (MiZax-3 आणि -5) 5.0 आणि 10.0 µM (2021) आणि 2.5 आणि 5.0 µM (2022) या सांद्रतेमध्ये आठवड्यातून आठ वेळा पानांवर फवारणीसाठी वापरण्यात आले. MiZax-3 आणि -5 सोबतच, प्रति लिटर 1 ग्रॅम HA ची पानांवर फवारणी करण्यात आली, आणि नकारात्मक नियंत्रणासाठी H2O नियंत्रण मिश्रण किंवा ॲसिटोन वापरण्यात आले. नोव्हेंबरच्या सुरुवातीला 2.5 x 3 मीटरच्या प्लॉटमध्ये स्ट्रॉबेरीची रोपे लावण्यात आली, ज्यात रोपांमधील अंतर 0.6 मीटर आणि ओळींमधील अंतर 1 मीटर होते. हा प्रयोग RCBD येथे करण्यात आला आणि त्याची तीन वेळा पुनरावृत्ती करण्यात आली. ०.६ मीटर अंतरावर लावलेल्या आणि ३.४ लिटर क्षमता असलेल्या ठिबक सिंचन प्रणालीचा वापर करून, रोपांना दररोज सकाळी ७:०० आणि १७:०० वाजता १० मिनिटांसाठी पाणी दिले जात होते. वाढीच्या हंगामादरम्यान कृषी-तांत्रिक घटक आणि उत्पन्न मापदंड मोजले गेले. किंग अब्दुलअझीझ विद्यापीठाच्या काढणीनंतरच्या शरीरक्रियाविज्ञान आणि तंत्रज्ञान प्रयोगशाळेत फळांच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन केले गेले, ज्यामध्ये एकूण विद्राव्य घन पदार्थ (TSS), व्हिटॅमिन सी३२, आम्लता आणि एकूण फिनोलिक संयुगे३३ यांचा समावेश होता.
डेटा सरासरी म्हणून आणि तफावत मानक विचलन म्हणून व्यक्त केली जाते. सांख्यिकीय महत्त्व एक-मार्गी ANOVA (वन-वे ANOVA) किंवा दोन-मार्गी ANOVA वापरून टकीच्या बहुविध तुलना चाचणीद्वारे p < 0.05 च्या संभाव्यता पातळीवर किंवा महत्त्वपूर्ण फरक शोधण्यासाठी दोन-पुच्छ स्टुडंटच्या टी चाचणीद्वारे निर्धारित केले गेले (*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001). सर्व सांख्यिकीय विश्लेषणे ग्राफपॅड प्रिझम आवृत्ती 8.3.0 वापरून केली गेली. आर पॅकेज 34 वापरून, प्रिन्सिपल कंपोनेंट ॲनालिसिस (PCA), एक बहुचर सांख्यिकीय पद्धत, वापरून संबंध तपासले गेले.
मागील अहवालात, आम्ही बागायती वनस्पतींमध्ये ५ आणि १० μM सांद्रतेवर MiZax ची वाढ-प्रोत्साहन क्रिया दर्शविली होती आणि सॉईल प्लांट एसे (SPAD)२७ मध्ये क्लोरोफिल निर्देशकात सुधारणा केली होती. या परिणामांच्या आधारावर, आम्ही २०२१ मध्ये वाळवंटी हवामानातील क्षेत्रीय चाचण्यांमध्ये, बटाटा या महत्त्वाच्या जागतिक अन्न पिकावरील MiZax च्या परिणामांचे मूल्यांकन करण्यासाठी त्याच सांद्रतेचा वापर केला. विशेषतः, प्रकाशसंश्लेषणाचे अंतिम उत्पादन असलेल्या स्टार्चचे संचयन MiZax वाढवू शकते की नाही, हे तपासण्यात आम्हाला रस होता. एकूणच, ह्युमिक ऍसिड (HA) च्या तुलनेत MiZax च्या वापरामुळे बटाट्याच्या रोपांची वाढ सुधारली, ज्यामुळे रोपांची उंची, बायोमास आणि फांद्यांची संख्या वाढली (आकृती १B). याव्यतिरिक्त, आम्ही पाहिले की १० μM च्या तुलनेत ५ μM MiZax३ आणि MiZax५ चा रोपांची उंची, फांद्यांची संख्या आणि रोपांचा बायोमास वाढवण्यावर अधिक प्रभावी परिणाम झाला (आकृती १B). सुधारित वाढीसोबतच, MiZax ने काढणी केलेल्या कंदांची संख्या आणि वजनानुसार मोजल्याप्रमाणे उत्पन्नातही वाढ केली. जेव्हा MiZax 10 μM च्या सांद्रतेवर दिले गेले तेव्हा एकूण फायदेशीर परिणाम कमी स्पष्ट होता, यावरून असे सूचित होते की ही संयुगे यापेक्षा कमी सांद्रतेवर दिली पाहिजेत (आकृती 1B). याव्यतिरिक्त, आम्हाला ॲसिटोन (मॉक) आणि पाणी (नियंत्रण) उपचारांमध्ये नोंदवलेल्या सर्व पॅरामीटर्समध्ये कोणताही फरक आढळला नाही, यावरून असे सूचित होते की निरीक्षण केलेले वाढ नियंत्रण परिणाम द्रावकामुळे झाले नव्हते, जे आमच्या मागील अहवाल27 शी सुसंगत आहे.
सौदी अरेबियामध्ये बटाट्याच्या लागवडीच्या हंगामात लवकर आणि उशिरा पक्वता येत असल्याने, आम्ही खुल्या शेतांवरील हंगामी परिणामांचे मूल्यांकन करण्यासाठी २०२२ मध्ये दोन हंगामांमध्ये कमी सांद्रता (२.५ आणि ५ µM) वापरून दुसरा क्षेत्रीय अभ्यास केला (पूरक आकृती S2A). अपेक्षेप्रमाणे, ५ μM MiZax च्या दोन्ही उपयोगांनी पहिल्या चाचणीप्रमाणेच वाढीस चालना देणारे परिणाम दर्शवले: वनस्पतीची उंची वाढली, फांद्या वाढल्या, बायोमास वाढला आणि कंदांची संख्या वाढली (आकृती २; पूरक आकृती S3). महत्त्वाचे म्हणजे, आम्हाला २.५ μM सांद्रतेवर या PGRs चे लक्षणीय परिणाम दिसून आले, तर GA उपचाराने अपेक्षित परिणाम दर्शवले नाहीत. हा परिणाम सूचित करतो की MiZax अपेक्षेपेक्षा कमी सांद्रतेवर देखील वापरला जाऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, MiZax च्या वापरामुळे कंदांची लांबी आणि रुंदी देखील वाढली (पूरक आकृती S2B). आम्हाला कंदांच्या वजनातही लक्षणीय वाढ आढळली, परंतु २.५ µM सांद्रता फक्त दोन्ही लागवडीच्या हंगामात वापरली गेली होती;
२०२२ मध्ये KAU शेतामध्ये लवकर परिपक्व होणाऱ्या बटाट्याच्या रोपांवर MiZax च्या परिणामाचे वनस्पती बाह्यस्वरूपाचे मूल्यांकन करण्यात आले. आकडेवारी सरासरी ± मानक विचलन दर्शवते. n≥१५. सांख्यिकीय विश्लेषण एक-मार्गी विचलन विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीच्या पोस्ट हॉक चाचणीचा वापर करून केले गेले. तारकाचिन्हे सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्त्वपूर्ण नाही). HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5;
उपचार (T) आणि वर्ष (Y) यांचे परिणाम अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, त्यांच्यातील आंतरक्रिया (T x Y) तपासण्याकरिता द्विमार्गी ANOVA चा वापर करण्यात आला. जरी सर्व जैवउत्तेजकांनी (T) बटाट्याच्या रोपाची उंची आणि बायोमासमध्ये लक्षणीय वाढ केली असली तरी, केवळ MiZax3 आणि MiZax5 ने कंदांची संख्या आणि वजन लक्षणीयरीत्या वाढवले, जे दर्शवते की दोन MiZax ला बटाट्याच्या कंदांचा द्विदिश प्रतिसाद मूलतः समान होता (आकृती ३). याव्यतिरिक्त, हंगामाच्या सुरुवातीला हवामान (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) अधिक उष्ण होते (सरासरी २८°C आणि आर्द्रता ५२% (२०२२)), ज्यामुळे एकूण कंद बायोमासमध्ये लक्षणीय घट होते (आकृती २; पूरक आकृती S3).
बटाट्यांवर 5 µm उपचार (T), वर्ष (Y) आणि त्यांच्या परस्परक्रियेचा (T x Y) होणारा परिणाम अभ्यासा. आकडेवारी सरासरी ± मानक विचलन दर्शवते. n ≥ 30. सांख्यिकीय विश्लेषण द्विमार्गी विचलन विश्लेषण (ANOVA) वापरून केले गेले. तारकाचिन्हे सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्त्वपूर्ण नाही). HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5;
तथापि, मायझॅक्स उपचाराने उशिरा परिपक्व होणाऱ्या वनस्पतींच्या वाढीस चालना देण्याची प्रवृत्ती दिसून आली. एकूणच, आमच्या तीन स्वतंत्र प्रयोगांनी निःसंशयपणे दाखवून दिले की मायझॅक्सच्या वापरामुळे फांद्यांची संख्या वाढवून वनस्पतींच्या रचनेवर लक्षणीय परिणाम होतो. खरं तर, मायझॅक्स उपचारानंतर फांद्यांच्या संख्येवर (T) आणि (Y) यांच्यात एक महत्त्वपूर्ण द्विमार्गी आंतरक्रिया परिणाम दिसून आला (आकृती ३). हा परिणाम स्ट्रिगोलॅक्टोन (SL) जैवसंश्लेषणाचे नकारात्मक नियामक म्हणून त्यांच्या कार्याशी सुसंगत आहे२६. याव्यतिरिक्त, आम्ही पूर्वी दाखवले आहे की झॅक्सिनोन उपचाराने भाताच्या मुळांमध्ये स्टार्चचा संचय होतो३५, ज्यामुळे मायझॅक्स उपचारानंतर बटाट्याच्या कंदांच्या आकारात आणि वजनात होणारी वाढ स्पष्ट होऊ शकते, कारण कंद प्रामुख्याने स्टार्चचे बनलेले असतात.
फळपिके ही महत्त्वाची आर्थिक पिके आहेत. स्ट्रॉबेरी दुष्काळ आणि उच्च तापमान यांसारख्या अजैविक ताणाच्या परिस्थितीस संवेदनशील असतात. म्हणून, आम्ही पानांवर फवारणी करून स्ट्रॉबेरीवर मिझॅक्सच्या (MiZax) परिणामाचा अभ्यास केला. स्ट्रॉबेरीच्या वाढीवर (फेस्टिव्हल जातीवर) होणारा परिणाम तपासण्यासाठी आम्ही प्रथम १० µM तीव्रतेचे मिझॅक्स दिले. विशेष म्हणजे, आमच्या असे लक्षात आले की मिझॅक्स३ (MiZax3) मुळे खोडांची संख्या लक्षणीयरीत्या वाढली, ज्यामुळे फांद्यांची संख्याही वाढली, तर मिझॅक्स५ (MiZax5) मुळे हरितगृह परिस्थितीत फुलांचा दर, वनस्पतींचे बायोमास आणि पानांचे क्षेत्रफळ सुधारले (पूरक आकृती S4), यावरून असे सूचित होते की ही दोन संयुगे जैविकदृष्ट्या भिन्न असू शकतात. घटना २६,२७. वास्तविक कृषी परिस्थितीत स्ट्रॉबेरीवर होणारे त्यांचे परिणाम अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, आम्ही २०२१ मध्ये अर्ध-वाळूच्या जमिनीत वाढवलेल्या स्ट्रॉबेरीच्या रोपांवर (स्वीट चार्ली जातीवर) ५ आणि १० μM मिझॅक्स वापरून क्षेत्रीय चाचण्या घेतल्या (आकृती S5A). जीसीच्या (GC) तुलनेत, आम्हाला वनस्पतींच्या बायोमासमध्ये वाढ दिसून आली नाही, परंतु फळांच्या संख्येत वाढ होण्याचा कल आढळला (आकृती C6A-B). तथापि, मिझॅक्सच्या वापरामुळे फळाच्या वजनात लक्षणीय वाढ झाली आणि एकाग्रतेवर अवलंबित्व दिसून आले (पूरक आकृती S5B; पूरक आकृती S6B), जे वाळवंटी परिस्थितीत वापरल्यावर स्ट्रॉबेरी फळांच्या गुणवत्तेवर या वनस्पती वाढ नियामकांचा प्रभाव दर्शवते.
वाढीला चालना देणारा परिणाम वाणाच्या प्रकारावर अवलंबून आहे की नाही हे समजून घेण्यासाठी, आम्ही सौदी अरेबियामधील स्ट्रॉबेरीचे दोन व्यावसायिक वाण (स्वीट चार्ली आणि फेस्टिव्हल) निवडले आणि २०२२ मध्ये मिझॅक्सच्या कमी सांद्रतेचा (२.५ आणि ५ µM) वापर करून दोन क्षेत्रीय अभ्यास केले. स्वीट चार्लीच्या बाबतीत, जरी एकूण फळांच्या संख्येत लक्षणीय वाढ झाली नाही, तरी मिझॅक्सने उपचार केलेल्या वनस्पतींमध्ये फळांचे बायोमास सामान्यतः जास्त होते आणि मिझॅक्स३ उपचारानंतर प्रति प्लॉट फळांची संख्या वाढली (आकृती ४). या माहितीवरून असेही सूचित होते की मिझॅक्स३ आणि मिझॅक्स५ यांच्या जैविक क्रिया भिन्न असू शकतात. याव्यतिरिक्त, मिझॅक्सने उपचार केल्यानंतर, आम्हाला वनस्पतींच्या ताज्या आणि सुक्या वजनात, तसेच वनस्पतींच्या कोंबांच्या लांबीत वाढ दिसून आली. स्टोलॉन्स आणि नवीन वनस्पतींच्या संख्येबद्दल बोलायचे झाल्यास, आम्हाला फक्त ५ μM मिझॅक्सवर वाढ आढळली (आकृती ४), जे दर्शवते की मिझॅक्सचे इष्टतम समन्वय वनस्पतींच्या प्रजातींवर अवलंबून असते.
२०२२ मध्ये KAU शेतांमध्ये केलेल्या अभ्यासात, MiZax चा वनस्पतीची रचना आणि स्ट्रॉबेरीच्या (स्वीट चार्ली वाण) उत्पादनावर झालेला परिणाम तपासण्यात आला. आकडेवारी सरासरी ± मानक विचलन दर्शवते. n ≥ १५, परंतु प्रत्येक प्लॉटमधील फळांची संख्या तीन प्लॉटमधील १५ वनस्पतींच्या सरासरीवरून (n = ३) मोजण्यात आली. सांख्यिकीय विश्लेषण एक-मार्गी विचलन विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीची पोस्ट हॉक चाचणी किंवा द्विपक्षीय स्टुडंटची टी चाचणी वापरून केले गेले. तारकाचिन्हे सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.०००१; ns, महत्त्वपूर्ण नाही). HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5;
फेस्टिव्हल जातीच्या स्ट्रॉबेरीमध्ये फळांचे वजन आणि वनस्पती बायोमासच्या संदर्भात आम्हाला समान वाढ-उत्तेजक क्रियाकलाप आढळून आला (आकृती ५), तथापि, आम्हाला प्रति वनस्पती किंवा प्रति प्लॉट फळांच्या एकूण संख्येत लक्षणीय फरक आढळला नाही (आकृती ५). विशेष म्हणजे, मिझॅक्सच्या वापरामुळे वनस्पतीची लांबी आणि स्टोलॉनची संख्या वाढली, हे दर्शवते की या वनस्पती वाढ नियंत्रकांचा उपयोग फळ पिकांची वाढ सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो (आकृती ५). याव्यतिरिक्त, शेतातून गोळा केलेल्या दोन जातींच्या फळांची गुणवत्ता समजून घेण्यासाठी आम्ही अनेक जैवरासायनिक मापदंड मोजले, परंतु आम्हाला सर्व उपचारांमध्ये कोणताही फरक आढळला नाही (पूरक आकृती S7; पूरक आकृती S8).
KAU शेतातील (उत्सव वाण) वनस्पतीची रचना आणि स्ट्रॉबेरी उत्पादनावर MiZax चा परिणाम, २०२२. आकडेवारी सरासरी ± मानक विचलन आहे. n ≥ १५, परंतु प्रत्येक प्लॉटमधील फळांची संख्या तीन प्लॉटमधील १५ वनस्पतींच्या सरासरीवरून मोजली गेली (n = ३). सांख्यिकीय विश्लेषण एक-मार्गी विचलन विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीची पोस्ट हॉक चाचणी किंवा द्विपक्षीय स्टुडंटची टी चाचणी वापरून केले गेले. तारकाचिन्हे सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.०००१; ns, महत्त्वपूर्ण नाही). HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5;
स्ट्रॉबेरीवरील आमच्या अभ्यासात, MiZax3 आणि MiZax5 यांच्या जैविक क्रिया वेगवेगळ्या असल्याचे दिसून आले. आम्ही प्रथम एकाच जातीवर (स्वीट चार्ली) उपचार (T) आणि वर्ष (Y) यांचे परिणाम तपासले, त्यांच्यातील आंतरक्रिया (T x Y) निश्चित करण्यासाठी द्विमार्गी ANOVA चा वापर केला. त्यानुसार, GA चा स्ट्रॉबेरीच्या जातीवर (स्वीट चार्ली) कोणताही परिणाम झाला नाही, तर 5 μM MiZax3 आणि MiZax5 ने वनस्पती आणि फळांचे बायोमास लक्षणीयरीत्या वाढवले (आकृती 6), यावरून असे दिसून येते की स्ट्रॉबेरी पीक उत्पादनाला चालना देण्यासाठी दोन्ही MiZax च्या द्विमार्गी आंतरक्रिया खूप समान आहेत.
स्ट्रॉबेरीवर (स्वीट चार्ली जातीवर) ५ µM उपचार (T), वर्ष (Y) आणि त्यांच्या परस्परक्रियेचा (T x Y) होणारा परिणाम तपासा. आकडेवारी सरासरी ± प्रमाण विचलन दर्शवते. n ≥ ३०. सांख्यिकीय विश्लेषण द्विमार्गी विचलन विश्लेषण (ANOVA) वापरून केले गेले. तारकाचिन्हे सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.०००१; ns, महत्त्वपूर्ण नाही). HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5;
याव्यतिरिक्त, दोन जातींवरील MiZax ची क्रियाशीलता किंचित भिन्न असल्याने (आकृती ४; आकृती ५), आम्ही उपचार (T) आणि दोन जाती (C) यांची तुलना करण्यासाठी द्विमार्गी ANOVA केले. प्रथम, कोणत्याही उपचाराचा प्रति प्लॉट फळांच्या संख्येवर परिणाम झाला नाही (आकृती ७), जे (T x C) मध्ये कोणताही महत्त्वपूर्ण आंतरक्रिया नसल्याचे दर्शवते आणि असे सूचित करते की एकूण फळांच्या संख्येत MiZax किंवा HA यांपैकी कशाचाही वाटा नाही. याउलट, MiZax ने (HA ने नाही) वनस्पतीचे वजन, फळांचे वजन, खोड आणि नवीन रोपे लक्षणीयरीत्या वाढवली (आकृती ७), जे दर्शवते की MiZax3 आणि MiZax5 स्ट्रॉबेरी वनस्पतींच्या विविध जातींच्या वाढीस लक्षणीयरीत्या प्रोत्साहन देतात. द्विमार्गी ANOVA (T x Y) आणि (T x C) च्या आधारावर, आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की शेतातील परिस्थितीत MiZax3 आणि MiZax5 ची वाढ-प्रोत्साहन करणारी क्रियाशीलता खूप समान आणि सुसंगत आहे.
स्ट्रॉबेरीवर 5 µM (T) उपचार, दोन वाण (C) आणि त्यांच्यातील आंतरक्रिया (T x C) यांचे मूल्यांकन. आकडेवारी सरासरी ± मानक विचलन दर्शवते. n ≥ 30, परंतु प्रत्येक प्लॉटमधील फळांची संख्या तीन प्लॉटमधील 15 रोपांच्या सरासरीवरून मोजली गेली (n = 6). सांख्यिकीय विश्लेषण द्विमार्गी विचलन विश्लेषण (ANOVA) वापरून केले गेले. तारकाचिन्हे सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्त्वपूर्ण नाही). HA – ह्युमिक ॲसिड; MZ3, MiZax3, MiZax5;
शेवटी, बटाटे (T x Y) आणि स्ट्रॉबेरी (T x C) वर वापरलेल्या संयुगांच्या परिणामांचे मूल्यांकन करण्यासाठी आम्ही प्रिन्सिपल कंपोनेंट ॲनालिसिस (PCA) वापरले. या आकृत्या दर्शवतात की HA उपचार बटाट्यांमध्ये ॲसिटोन किंवा स्ट्रॉबेरीमध्ये पाण्यासारखाच आहे (आकृती 8), जे वनस्पतींच्या वाढीवर तुलनेने लहान सकारात्मक परिणाम दर्शवते. विशेष म्हणजे, MiZax3 आणि MiZax5 चे एकूण परिणाम बटाट्यामध्ये समान वितरण दर्शवतात (आकृती 8A), तर स्ट्रॉबेरीमध्ये या दोन संयुगांचे वितरण वेगळे होते (आकृती 8B). जरी MiZax3 आणि MiZax5 ने वनस्पतींची वाढ आणि उत्पन्नामध्ये प्रामुख्याने सकारात्मक वितरण दर्शवले असले तरी, PCA विश्लेषणाने असे सूचित केले की वाढ नियमन क्रिया वनस्पतींच्या प्रजातींवर देखील अवलंबून असू शकते.
(अ) बटाटे (T x Y) आणि (ब) स्ट्रॉबेरी (T x C) यांचे मुख्य घटक विश्लेषण (PCA). दोन्ही गटांसाठी स्कोअर प्लॉट. प्रत्येक घटकाला जोडणारी रेषा क्लस्टरच्या केंद्राकडे जाते.
थोडक्यात, दोन उच्च-मूल्याच्या पिकांवरील आमच्या पाच स्वतंत्र क्षेत्रीय अभ्यासांवर आधारित आणि २०२० ते २०२२ पर्यंतच्या आमच्या मागील अहवालांशी सुसंगत २६,२७, MiZax3 आणि MiZax5 हे आश्वासक वनस्पती वाढ नियामक आहेत जे वनस्पतींची वाढ आणि उत्पन्न सुधारू शकतात, ज्यामध्ये तृणधान्ये, काष्ठमय वनस्पती (खजूर) आणि फळबागांमधील फळ पिकांचा समावेश आहे २६,२७. जरी त्यांच्या जैविक क्रियांच्या पलीकडील आण्विक यंत्रणा अस्पष्ट असली तरी, त्यांच्यामध्ये क्षेत्रीय वापरासाठी मोठी क्षमता आहे. सर्वात चांगली गोष्ट म्हणजे, ह्युमिक ऍसिडच्या तुलनेत, MiZax खूप कमी प्रमाणात (मायक्रोमोलर किंवा मिलिग्राम पातळीवर) वापरले जाते आणि त्याचे सकारात्मक परिणाम अधिक स्पष्ट दिसतात. अशाप्रकारे, आम्ही MiZax3 च्या प्रत्येक वापरासाठी (कमी ते जास्त सांद्रतेनुसार) ३, ६ किंवा १२ ग्रॅम/हेक्टर आणि MiZx5 साठी ४, ७ किंवा १३ ग्रॅम/हेक्टर असा अंदाज लावतो, ज्यामुळे हे PGRs पिकांचे उत्पन्न सुधारण्यासाठी उपयुक्त ठरतात. हे अगदी शक्य आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-२९-२०२४
