झॅक्सिनॉन मिमेटिक (MiZax) वाळवंटी हवामानात बटाटा आणि स्ट्रॉबेरी वनस्पतींच्या वाढीस आणि उत्पादकतेस प्रभावीपणे प्रोत्साहन देते.

हवामान बदल आणि लोकसंख्या वाढ ही जागतिक अन्न सुरक्षेसमोरील प्रमुख आव्हाने बनली आहेत. एक आशादायक उपाय म्हणजेवनस्पती वाढ नियंत्रक(PGRs) पिकांचे उत्पादन वाढवण्यासाठी आणि वाळवंटातील हवामानासारख्या प्रतिकूल वाढत्या परिस्थितींवर मात करण्यासाठी. अलीकडेच, कॅरोटीनॉइड झॅक्सिनोन आणि त्याच्या दोन अॅनालॉग्स (MiZax3 आणि MiZax5) ने हरितगृह आणि शेताच्या परिस्थितीत धान्य आणि भाजीपाला पिकांमध्ये आशादायक वाढ-प्रोत्साहन देणारी क्रिया दर्शविली आहे. येथे, आम्ही कंबोडियातील दोन उच्च-मूल्य असलेल्या भाजीपाला पिकांच्या वाढीवर आणि उत्पन्नावर MiZax3 आणि MiZax5 (२०२१ मध्ये ५ μM आणि १० μM; २०२२ मध्ये २.५ μM आणि ५ μM) च्या वेगवेगळ्या सांद्रतांचा परिणाम तपासला: बटाटे आणि स्ट्रॉबेरी. अरेबिया. २०२१ ते २०२२ पर्यंतच्या पाच स्वतंत्र फील्ड चाचण्यांमध्ये, दोन्ही MiZax च्या वापराने वनस्पती कृषी वैशिष्ट्ये, उत्पन्न घटक आणि एकूण उत्पन्नात लक्षणीय सुधारणा केली. हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की MiZax चा वापर ह्युमिक अॅसिड (तुलनेसाठी येथे वापरला जाणारा एक व्यापकपणे वापरला जाणारा व्यावसायिक संयुग) पेक्षा खूपच कमी डोसमध्ये केला जातो. अशाप्रकारे, आमचे निकाल दर्शवितात की मिझॅक्स हे एक अतिशय आशादायक वनस्पती वाढीचे नियामक आहे जे वाळवंटातील परिस्थितीत आणि तुलनेने कमी सांद्रतेत देखील भाजीपाला पिकांच्या वाढीस आणि उत्पन्नास चालना देण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.
संयुक्त राष्ट्रांच्या अन्न आणि कृषी संघटनेच्या (FAO) मते, वाढत्या जागतिक लोकसंख्येला पोसण्यासाठी आपल्या अन्न उत्पादन प्रणाली २०५० पर्यंत जवळजवळ तिप्पट होतील (FAO: २०५०१ पर्यंत जगाला ७०% अधिक अन्नाची आवश्यकता असेल). खरं तर, जलद लोकसंख्या वाढ, प्रदूषण, कीटकांची हालचाल आणि विशेषतः हवामान बदलामुळे होणारे उच्च तापमान आणि दुष्काळ ही जागतिक अन्न सुरक्षेसमोरील सर्व आव्हाने आहेत. या संदर्भात, कमी अनुकूल परिस्थितीत कृषी पिकांचे एकूण उत्पादन वाढवणे हे या गंभीर समस्येवरील निर्विवाद उपायांपैकी एक आहे. तथापि, वनस्पतींची वाढ आणि विकास प्रामुख्याने मातीतील पोषक तत्वांच्या उपलब्धतेवर अवलंबून असतो आणि दुष्काळ, क्षारता किंवा जैविक ताण यासारख्या प्रतिकूल पर्यावरणीय घटकांमुळे गंभीरपणे मर्यादित असतो3,4,5. हे ताण पिकांच्या आरोग्यावर आणि विकासावर नकारात्मक परिणाम करू शकतात आणि शेवटी पीक उत्पादनात घट होऊ शकतात6. याव्यतिरिक्त, मर्यादित गोड्या पाण्याचे संसाधने पीक सिंचनावर गंभीरपणे परिणाम करतात, तर जागतिक हवामान बदल अपरिहार्यपणे शेतीयोग्य जमीन क्षेत्र कमी करते आणि उष्णतेच्या लाटासारख्या घटनांमुळे पीक उत्पादकता कमी होते7,8. सौदी अरेबियासह जगाच्या अनेक भागात उच्च तापमान सामान्य आहे. बायोस्टिम्युलंट्स किंवा वनस्पती वाढ नियंत्रकांचा (PGRs) वापर वाढीचे चक्र कमी करण्यासाठी आणि पिकांचे उत्पादन वाढवण्यासाठी उपयुक्त आहे. ते पिकांची सहनशीलता सुधारू शकते आणि वनस्पतींना प्रतिकूल वाढत्या परिस्थितींचा सामना करण्यास सक्षम करू शकते. या संदर्भात, वनस्पतींची वाढ आणि उत्पादकता सुधारण्यासाठी बायोस्टिम्युलंट्स आणि वनस्पती वाढ नियंत्रकांचा वापर इष्टतम सांद्रतेमध्ये केला जाऊ शकतो10,11.
कॅरोटीनॉइड्स हे टेट्राटेरपेनॉइड्स आहेत जे फायटोहार्मोन्स अ‍ॅब्सिसिक अॅसिड (एबीए) आणि स्ट्रायगोलॅक्टोन (एसएल)१२,१३,१४ तसेच अलिकडेच सापडलेल्या वाढ नियामक झॅक्सिनोन, एनोरीन आणि सायक्लोसिट्रल १५,१६,१७,१८,१९ साठी पूर्वसूचक म्हणून काम करतात. तथापि, कॅरोटीनॉइड डेरिव्हेटिव्ह्जसह बहुतेक वास्तविक मेटाबोलाइट्समध्ये मर्यादित नैसर्गिक स्रोत असतात आणि/किंवा ते अस्थिर असतात, ज्यामुळे या क्षेत्रात त्यांचा थेट वापर कठीण होतो. अशाप्रकारे, गेल्या काही वर्षांत, कृषी अनुप्रयोगांसाठी अनेक एबीए आणि एसएल अॅनालॉग्स/मिमेटिक्स विकसित आणि चाचणी केली गेली आहेत २०,२१,२२,२३,२४,२५. त्याचप्रमाणे, आम्ही अलीकडेच झॅक्सिनोन (मिझॅक्स) चे मिमेटिक्स विकसित केले आहेत, जे वाढीस प्रोत्साहन देणारे मेटाबोलाइट आहे जे साखर चयापचय वाढवून आणि भाताच्या मुळांमध्ये एसएल होमिओस्टॅसिस नियंत्रित करून त्याचे परिणाम देऊ शकते १९,२६. झॅक्सिनोन ३ (MiZax3) आणि मिझॅक्स५ (आकृती १अ मध्ये दाखवलेल्या रासायनिक रचना) च्या नक्कलशास्त्राने हायड्रोपोनिक पद्धतीने आणि मातीमध्ये वाढवलेल्या वन्य प्रकारच्या भाताच्या वनस्पतींमध्ये झॅक्सिनोनशी तुलना करता येणारी जैविक क्रिया दर्शविली. शिवाय, टोमॅटो, खजूर, हिरवी मिरची आणि भोपळ्यावर झॅक्सिनोन, मिझॅक्स३ आणि मिझॅक्स५ ने उपचार केल्याने हरितगृह आणि खुल्या शेतात वनस्पतींची वाढ आणि उत्पादकता, म्हणजेच मिरचीचे उत्पादन आणि गुणवत्ता सुधारली, जी बायोस्टिम्युलेंट्स म्हणून त्यांची भूमिका आणि PGR२७ चा वापर दर्शवते. मनोरंजक गोष्ट म्हणजे, मिझॅक्स३ आणि मिझॅक्स५ ने उच्च क्षारतेच्या परिस्थितीत वाढवलेल्या हिरव्या मिरचीची मीठ सहनशीलता देखील सुधारली आणि मिझॅक्स३ ने जस्त-युक्त धातू-सेंद्रिय फ्रेमवर्कसह कॅप्सूल केल्यावर फळातील जस्त सामग्री वाढवली ७,२८.
(अ) MiZax3 आणि MiZax5 ची रासायनिक रचना. (ब) खुल्या शेतात बटाट्याच्या रोपांवर 5 µM आणि 10 µM च्या सांद्रतेवर MZ3 आणि MZ5 च्या पानांवरील फवारणीचा परिणाम. हा प्रयोग २०२१ मध्ये होईल. डेटा सरासरी ± SD म्हणून सादर केला आहे. n≥15. भिन्नतेचे एकतर्फी विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीच्या पोस्ट हॉक चाचणीचा वापर करून सांख्यिकीय विश्लेषण केले गेले. तारका सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवितात (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, लक्षणीय नाही). HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
या कामात, आम्ही MiZax (MiZax3 आणि MiZax5) चे तीन पानांच्या सांद्रतेवर (२०२१ मध्ये ५ µM आणि १० µM आणि २०२२ मध्ये २.५ µM आणि ५ µM) मूल्यांकन केले आणि त्यांची तुलना बटाट्याशी (सोलॅनम ट्यूबरोसम एल) केली. व्यावसायिक वाढ नियामक ह्युमिक अॅसिड (HA) ची तुलना २०२१ आणि २०२२ मध्ये स्ट्रॉबेरी ग्रीनहाऊस चाचण्यांमध्ये आणि सौदी अरेबियाच्या साम्राज्यात, एक सामान्य वाळवंट हवामान प्रदेशात चार फील्ड चाचण्यांमध्ये स्ट्रॉबेरी (Fragaria ananassa) शी करण्यात आली. जरी HA हे मातीतील पोषक तत्वांचा वापर वाढवणे आणि हार्मोनल होमिओस्टॅसिस नियंत्रित करून पिकांच्या वाढीला चालना देणे यासह अनेक फायदेशीर प्रभावांसह मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे बायोस्टिम्युलंट असले तरी, आमचे निकाल सूचित करतात की MiZax HA पेक्षा श्रेष्ठ आहे.
डायमंड जातीचे बटाट्याचे कंद सौदी अरेबियातील जेद्दाह येथील जब्बार नासेर अल बिशी ट्रेडिंग कंपनीकडून खरेदी केले गेले. "स्वीट चार्ली" आणि "फेस्टिव्हल" या दोन स्ट्रॉबेरी जातींची रोपे आणि ह्युमिक अॅसिड हे मॉडर्न अ‍ॅग्रीटेक कंपनी, रियाध, सौदी अरेबिया येथून खरेदी केले गेले. या कामात वापरलेली सर्व वनस्पती सामग्री लुप्तप्राय प्रजातींच्या संशोधनावरील आययूसीएन धोरण विधान आणि वन्य प्राणी आणि वनस्पतींच्या लुप्तप्राय प्रजातींच्या व्यापारावरील अधिवेशनाचे पालन करते.
प्रायोगिक स्थळ सौदी अरेबियातील हादा अल-शाम येथे आहे (२१°४८′३″उत्तर, ३९°४३′२५″पूर्व). माती वाळूची चिकणमाती, pH ७.८, EC १.७९ dcm-१३० आहे. मातीचे गुणधर्म पूरक तक्ता S१ मध्ये दाखवले आहेत.
स्ट्रॉबेरी (फ्रागेरिया x अॅनानासा डी. व्हेर. फेस्टिव्हल) रोपांना ३ खऱ्या पानांच्या टप्प्यांवर तीन गटांमध्ये विभागण्यात आले जेणेकरून हरितगृह परिस्थितीत वाढीच्या वैशिष्ट्यांवर आणि फुलांच्या वेळेवर १० μM MiZax3 आणि MiZax5 सह पानांवरील फवारणीचा परिणाम मूल्यांकन करता येईल. मॉडेलिंग उपचार म्हणून पानांवर पाण्याने (०.१% एसीटोन असलेले) फवारणी करण्यात आली. एका आठवड्याच्या अंतराने ७ वेळा MiZax पानांवरील फवारणी करण्यात आली. १५ आणि २८ सप्टेंबर २०२१ रोजी अनुक्रमे दोन स्वतंत्र प्रयोग करण्यात आले. प्रत्येक संयुगाचा प्रारंभिक डोस ५० मिली आहे, नंतर हळूहळू २५० मिलीच्या अंतिम डोसपर्यंत वाढवला गेला. सलग दोन आठवड्यांसाठी, दररोज फुलांच्या रोपांची संख्या नोंदवण्यात आली आणि चौथ्या आठवड्याच्या सुरुवातीला फुलांचा दर मोजण्यात आला. वाढीचे गुणधर्म निश्चित करण्यासाठी, वाढीच्या टप्प्याच्या शेवटी आणि पुनरुत्पादन टप्प्याच्या सुरुवातीला पानांची संख्या, रोपाचे ताजे आणि कोरडे वजन, एकूण पानांचे क्षेत्रफळ आणि प्रति रोप स्टोलॉनची संख्या मोजण्यात आली. पानांचे क्षेत्रफळ मीटर वापरून मोजण्यात आले आणि ताजे नमुने १००°C वर ४८ तासांसाठी ओव्हनमध्ये वाळवले गेले.
दोन शेतातील चाचण्या घेण्यात आल्या: लवकर आणि उशिरा नांगरणी. “डायमंट” जातीचे बटाट्याचे कंद नोव्हेंबर आणि फेब्रुवारीमध्ये लावले जातात, अनुक्रमे लवकर आणि उशिरा पिकण्याच्या कालावधीसह. बायोस्टिम्युलंट्स (MiZax-3 आणि -5) 5.0 आणि 10.0 µM (2021) आणि 2.5 आणि 5.0 µM (2022) च्या सांद्रतेमध्ये दिले जातात. आठवड्यातून 8 वेळा ह्युमिक अॅसिड (HA) 1 ग्रॅम/लिटर फवारणी करा. पाणी किंवा एसीटोनचा वापर नकारात्मक नियंत्रण म्हणून करण्यात आला. फील्ड टेस्ट डिझाइन (पूरक आकृती S1) मध्ये दाखवले आहे. फील्ड प्रयोग करण्यासाठी 2.5 मीटर × 3.0 मीटर प्लॉट क्षेत्रफळ असलेले यादृच्छिक पूर्ण ब्लॉक डिझाइन (RCBD) वापरले गेले. प्रत्येक उपचार स्वतंत्र प्रतिकृती म्हणून तीन वेळा पुनरावृत्ती करण्यात आला. प्रत्येक प्लॉटमधील अंतर 1.0 मीटर आहे आणि प्रत्येक ब्लॉकमधील अंतर 2.0 मीटर आहे. वनस्पतींमधील अंतर 0.6 मीटर आहे, ओळींमधील अंतर 1 मीटर आहे. बटाट्याच्या रोपांना दररोज ३.४ लिटर प्रति ड्रॉपर या दराने ठिबकद्वारे पाणी दिले जात असे. रोपांना पाणी देण्यासाठी ही प्रणाली दिवसातून दोनदा १० मिनिटे चालते. दुष्काळी परिस्थितीत बटाटे वाढवण्यासाठी शिफारस केलेल्या सर्व कृषी तंत्रज्ञान पद्धती वापरल्या गेल्या. लागवडीनंतर चार महिन्यांनी, मानक तंत्रांचा वापर करून झाडाची उंची (सेमी), प्रत्येक रोपाच्या फांद्यांची संख्या, बटाट्याची रचना आणि उत्पादन आणि कंदाची गुणवत्ता मोजण्यात आली.
स्ट्रॉबेरीच्या दोन जातींच्या (स्वीट चार्ली आणि फेस्टिव्हल) रोपांची शेतात चाचणी घेण्यात आली. आठवड्यातून आठ वेळा 5.0 आणि 10.0 µM (2021) आणि 2.5 आणि 5.0 µM (2022) च्या सांद्रतेवर बायोस्टिम्युलंट्स (MiZax-3 आणि -5) पानांच्या फवारण्या म्हणून वापरले गेले. MiZax-3 आणि -5 च्या समांतर 1 ग्रॅम HA प्रति लिटर पानांच्या फवारणीसाठी वापरा, ज्यामध्ये नकारात्मक नियंत्रण म्हणून H2O नियंत्रण मिश्रण किंवा एसीटोन वापरा. ​​नोव्हेंबरच्या सुरुवातीला 2.5 x 3 मीटर प्लॉटमध्ये 0.6 मीटर अंतर आणि ओळीतील अंतर 1 मीटर अंतरावर स्ट्रॉबेरीची रोपे लावण्यात आली. हा प्रयोग RCBD येथे करण्यात आला आणि तीन वेळा पुनरावृत्ती करण्यात आला. ०.६ मीटर अंतरावर आणि ३.४ लिटर क्षमतेच्या ड्रिपर्स असलेल्या ठिबक सिंचन प्रणालीचा वापर करून दररोज सकाळी ७:०० आणि संध्याकाळी ५:०० वाजता रोपांना १० मिनिटे पाणी देण्यात आले. वाढीच्या हंगामात कृषी तांत्रिक घटक आणि उत्पन्न मापदंड मोजण्यात आले. किंग अब्दुलअझीझ विद्यापीठाच्या पोस्टहार्वेस्ट फिजियोलॉजी अँड टेक्नॉलॉजी प्रयोगशाळेत TSS (%), व्हिटॅमिन C32, आम्लता आणि एकूण फिनोलिक घटकांसह फळांची गुणवत्ता मूल्यांकन करण्यात आली.
डेटा हा साधन म्हणून व्यक्त केला जातो आणि फरक हा मानक विचलन म्हणून व्यक्त केला जातो. सांख्यिकीय महत्त्व एक-मार्गी ANOVA (एक-मार्गी ANOVA) किंवा दोन-मार्गी ANOVA वापरून निश्चित केले गेले, ज्यामध्ये p < 0.05 ची संभाव्यता पातळी किंवा दोन-पुच्छ असलेल्या विद्यार्थ्यांची t चाचणी वापरून महत्त्वपूर्ण फरक शोधण्यासाठी Tukey च्या बहुविध तुलना चाचणीचा वापर केला गेला (*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001). सर्व सांख्यिकीय व्याख्या ग्राफपॅड प्रिझम आवृत्ती 8.3.0 वापरून करण्यात आल्या. R पॅकेज 34 वापरून, प्रमुख घटक विश्लेषण (PCA), एक बहुपरिवर्तनीय सांख्यिकीय पद्धत वापरून संघटनांची चाचणी घेण्यात आली.
मागील अहवालात, आम्ही बागायती वनस्पतींमध्ये 5 आणि 10 μM च्या सांद्रतेवर MiZax ची वाढ वाढवणारी क्रिया दर्शविली आणि माती वनस्पती परीक्षण (SPAD)27 मध्ये क्लोरोफिल निर्देशक सुधारला. या निकालांच्या आधारे, आम्ही 2021 मध्ये वाळवंटातील हवामानात शेतातील चाचण्यांमध्ये, एक महत्त्वाचा जागतिक अन्न पीक असलेल्या बटाट्यावर MiZax च्या परिणामांचे मूल्यांकन करण्यासाठी समान सांद्रता वापरली. विशेषतः, प्रकाशसंश्लेषणाचे अंतिम उत्पादन असलेल्या MiZax स्टार्चचे संचय वाढवू शकते का हे तपासण्यात आम्हाला रस होता. एकूणच, MiZax च्या वापरामुळे ह्युमिक अॅसिड (HA) च्या तुलनेत बटाट्याच्या वनस्पतींची वाढ सुधारली, परिणामी वनस्पतींची उंची, बायोमास आणि फांद्यांची संख्या वाढली (आकृती 1B). याव्यतिरिक्त, आम्ही निरीक्षण केले की 5 μM MiZax3 आणि MiZax5 चा 10 μM च्या तुलनेत वनस्पतींची उंची, फांद्यांची संख्या आणि वनस्पती बायोमास वाढवण्यावर अधिक मजबूत परिणाम झाला (आकृती 1B). सुधारित वाढीसह, MiZax ने कापणी केलेल्या कंदांच्या संख्येने आणि वजनाने मोजलेले उत्पादन देखील वाढवले. जेव्हा MiZax 10 μM च्या एकाग्रतेवर प्रशासित केले गेले तेव्हा एकूण फायदेशीर परिणाम कमी स्पष्ट दिसून आला, ज्यामुळे असे सूचित होते की ही संयुगे यापेक्षा कमी एकाग्रतेवर प्रशासित करावीत (आकृती 1B). याव्यतिरिक्त, आम्हाला एसीटोन (मॉक) आणि पाणी (नियंत्रण) उपचारांमधील सर्व रेकॉर्ड केलेल्या पॅरामीटर्समध्ये कोणताही फरक आढळला नाही, असे सूचित करते की निरीक्षण केलेले वाढ मॉड्युलेशन प्रभाव सॉल्व्हेंटमुळे झाले नाहीत, जे आमच्या मागील अहवालाशी सुसंगत आहे27.
सौदी अरेबियामध्ये बटाटा लागवडीचा हंगाम लवकर आणि उशिरा पिकण्याचा असल्याने, आम्ही २०२२ मध्ये खुल्या शेतांच्या हंगामी परिणामाचे मूल्यांकन करण्यासाठी कमी सांद्रता (२.५ आणि ५ µM) वापरून दुसरा क्षेत्र अभ्यास केला (पूरक आकृती S2A). अपेक्षेप्रमाणे, ५ μM MiZax च्या दोन्ही वापरामुळे पहिल्या चाचणीप्रमाणेच वाढीस चालना देणारे परिणाम निर्माण झाले: वाढलेली वनस्पतीची उंची, वाढलेली फांद्या, जास्त बायोमास आणि वाढलेली कंद संख्या (आकृती २; पूरक आकृती S3). महत्त्वाचे म्हणजे, आम्ही २.५ μM च्या एकाग्रतेवर या PGR चे लक्षणीय परिणाम पाहिले, तर GA उपचाराने अंदाजित परिणाम दर्शविले नाहीत. या निकालावरून असे सूचित होते की MiZax अपेक्षेपेक्षा कमी सांद्रतेवर देखील वापरता येते. याव्यतिरिक्त, MiZax वापरल्याने कंदांची लांबी आणि रुंदी देखील वाढली (पूरक आकृती S2B). आम्हाला कंदाच्या वजनात लक्षणीय वाढ देखील आढळली, परंतु २.५ µM एकाग्रता फक्त दोन्ही लागवड हंगामात लागू केली गेली.
२०२२ मध्ये केएयू शेतात लवकर परिपक्व होणाऱ्या बटाट्याच्या रोपांवर मिझॅक्सच्या परिणामाचे वनस्पती फेनोटाइपिक मूल्यांकन केले गेले. डेटा सरासरी ± मानक विचलन दर्शवितो. n≥१५. सांख्यिकीय विश्लेषण भिन्नतेचे एकतर्फी विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीच्या पोस्ट हॉक चाचणीचा वापर करून केले गेले. तारका सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवितात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.०००१; ns, लक्षणीय नाही). HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
उपचार (T) आणि वर्ष (Y) चे परिणाम चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, त्यांच्या परस्परसंवादाचे परीक्षण करण्यासाठी द्वि-मार्गी ANOVA वापरण्यात आले (T x Y). जरी सर्व बायोस्टिम्युलंट्स (T) ने बटाट्याच्या रोपाची उंची आणि बायोमास लक्षणीयरीत्या वाढवले, तरी फक्त MiZax3 आणि MiZax5 ने कंदांची संख्या आणि वजन लक्षणीयरीत्या वाढवले, जे दर्शवते की बटाट्याच्या कंदांचे दोन MiZax ला द्विदिशात्मक प्रतिसाद मूलतः समान होते (आकृती 3). याव्यतिरिक्त, हंगामाच्या सुरुवातीला हवामान (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) अधिक गरम होते (सरासरी 28 °C आणि 52% आर्द्रता (2022), जे एकूण कंद बायोमास लक्षणीयरीत्या कमी करते (आकृती 2; पूरक आकृती S3).
५ µm उपचार (T), वर्ष (Y) आणि त्यांच्या परस्परसंवाद (T x Y) चा बटाट्यांवर होणारा परिणाम अभ्यासा. डेटा सरासरी ± मानक विचलन दर्शवतो. n ≥ ३०. सांख्यिकीय विश्लेषण भिन्नतेचे द्वि-मार्गी विश्लेषण (ANOVA) वापरून केले गेले. तारका सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.०००१; ns, लक्षणीय नाही). HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
तथापि, मायझॅक्स उपचारांमुळे उशिरा पक्व होणाऱ्या वनस्पतींची वाढ होण्यास चालना मिळत होती. एकूणच, आमच्या तीन स्वतंत्र प्रयोगांवरून असे दिसून आले की मिझॅक्सचा वापर शाखांची संख्या वाढवून वनस्पतींच्या संरचनेवर लक्षणीय परिणाम करतो. खरं तर, मिझॅक्स उपचारानंतर (T) आणि (Y) यांच्यातील शाखांच्या संख्येवर लक्षणीय द्वि-मार्गी परस्परसंवादाचा प्रभाव दिसून आला (आकृती 3). हा परिणाम स्ट्रायगोलॅक्टोन (SL) जैवसंश्लेषणाचे नकारात्मक नियामक म्हणून त्यांच्या क्रियाकलापांशी सुसंगत आहे26. याव्यतिरिक्त, आम्ही पूर्वी दाखवले आहे की झॅक्सिनोन उपचारामुळे तांदळाच्या मुळांमध्ये स्टार्च जमा होतो35, जे मिझॅक्स उपचारानंतर बटाट्याच्या कंदांच्या आकारात आणि वजनात वाढ स्पष्ट करू शकते, कारण कंद प्रामुख्याने स्टार्चपासून बनलेले असतात.
फळ पिके ही महत्त्वाची आर्थिक वनस्पती आहेत. स्ट्रॉबेरी दुष्काळ आणि उच्च तापमानासारख्या अजैविक ताण परिस्थितींना संवेदनशील असतात. म्हणून, आम्ही पानांवर फवारणी करून स्ट्रॉबेरीवरील MiZax च्या परिणामाचा अभ्यास केला. स्ट्रॉबेरीच्या वाढीवर (कल्टीवार फेस्टिव्हल) त्याचा परिणाम मूल्यांकन करण्यासाठी आम्ही प्रथम MiZax ला 10 µM च्या एकाग्रतेवर प्रदान केले. मनोरंजक म्हणजे, आम्हाला आढळले की MiZax3 ने स्टोलॉनची संख्या लक्षणीयरीत्या वाढवली, जी वाढत्या फांद्यांसारखी होती, तर MiZax5 ने ग्रीनहाऊस परिस्थितीत फुलांचा दर, वनस्पती बायोमास आणि पानांचे क्षेत्र सुधारले (पूरक आकृती S4), जे सूचित करते की हे दोन संयुगे जैविकदृष्ट्या बदलू शकतात. घटना 26,27. वास्तविक जीवनातील कृषी परिस्थितीत स्ट्रॉबेरीवरील त्यांचे परिणाम अधिक समजून घेण्यासाठी, आम्ही 2021 मध्ये अर्ध-वालुकामय मातीत उगवलेल्या स्ट्रॉबेरी वनस्पतींवर (cv. स्वीट चार्ली) 5 आणि 10 μM MiZax लागू करून फील्ड चाचण्या केल्या (आकृती S5A). GC च्या तुलनेत, आम्हाला वनस्पती बायोमासमध्ये वाढ दिसून आली नाही, परंतु फळांच्या संख्येत वाढ होण्याकडे कल आढळला (आकृती C6A-B). तथापि, मिझॅक्स वापरामुळे एकाच फळाच्या वजनात लक्षणीय वाढ झाली आणि एकाग्रता अवलंबित्वाचे संकेत मिळाले (पूरक आकृती S5B; पूरक आकृती S6B), जे वाळवंटाच्या परिस्थितीत वापरल्यास स्ट्रॉबेरी फळांच्या गुणवत्तेवर या वनस्पती वाढीच्या नियामकांचा प्रभाव दर्शवते.
वाढीच्या प्रोत्साहनाचा परिणाम जातीच्या प्रकारानुसार बदलतो का हे समजून घेण्यासाठी, आम्ही सौदी अरेबियातील दोन व्यावसायिक स्ट्रॉबेरी जाती (स्वीट चार्ली आणि फेस्टिव्हल) निवडल्या आणि २०२२ मध्ये मिझॅक्सच्या कमी सांद्रतेचा (२.५ आणि ५ µM) वापर करून दोन क्षेत्रीय अभ्यास केले. स्वीट चार्लीसाठी, जरी एकूण फळांची संख्या लक्षणीयरीत्या वाढली नाही, तरी मिझॅक्सने उपचार केलेल्या वनस्पतींचे फळ बायोमास सामान्यतः जास्त होते आणि मिझॅक्स३ उपचारानंतर प्रत्येक प्लॉटमध्ये फळांची संख्या वाढली (आकृती ४). हे डेटा पुढे सूचित करतात की मिझॅक्स३ आणि मिझॅक्स५ च्या जैविक क्रियाकलापांमध्ये फरक असू शकतो. याव्यतिरिक्त, मिझॅक्सने उपचार केल्यानंतर, आम्हाला वनस्पतींचे ताजे आणि कोरडे वजन तसेच वनस्पतींच्या कोंबांच्या लांबीत वाढ दिसून आली. स्टोलॉन आणि नवीन वनस्पतींच्या संख्येबाबत, आम्हाला फक्त ५ μM मिझॅक्स (आकृती ४) वाढ आढळली, जी दर्शवते की इष्टतम मिझॅक्स समन्वय वनस्पती प्रजातींवर अवलंबून आहे.
२०२२ मध्ये आयोजित केलेल्या KAU शेतातून वनस्पतींच्या रचनेवर आणि स्ट्रॉबेरी उत्पादनावर (स्वीट चार्ली प्रकार) MiZax चा परिणाम. डेटा सरासरी ± मानक विचलन दर्शवितो. n ≥ १५, परंतु प्रति प्लॉट फळांची संख्या सरासरी तीन प्लॉटमधील १५ वनस्पतींवरून मोजली गेली (n = ३). भिन्नतेचे एक-मार्गी विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीच्या पोस्ट हॉक चाचणी किंवा दोन-पुच्छ विद्यार्थ्यांच्या t चाचणीचा वापर करून सांख्यिकीय विश्लेषण केले गेले. सिम्युलेशनच्या तुलनेत तारका सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवितात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.००१; ns, लक्षणीय नाही). HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
आम्हाला फेस्टिव्हल जातीच्या स्ट्रॉबेरीमध्ये फळांचे वजन आणि वनस्पती बायोमासच्या बाबतीत समान वाढ-उत्तेजक क्रियाकलाप देखील आढळला (आकृती 5), परंतु प्रति रोप किंवा प्रति प्लॉट फळांच्या एकूण संख्येत लक्षणीय फरक आढळला नाही (आकृती 5). मनोरंजकपणे, MiZax च्या वापरामुळे वनस्पतींची लांबी आणि स्टोलॉनची संख्या वाढली, जे दर्शवते की या वनस्पती वाढीचे नियामक फळ पिकांची वाढ सुधारण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात (आकृती 5). याव्यतिरिक्त, आम्ही शेतातून गोळा केलेल्या दोन जातींच्या फळांची गुणवत्ता समजून घेण्यासाठी अनेक जैवरासायनिक पॅरामीटर्स मोजले, परंतु आम्हाला सर्व उपचारांमध्ये कोणताही फरक आढळला नाही (पूरक आकृती S7; पूरक आकृती S8).
KAU शेतात (उत्सवाची विविधता), २०२२ मध्ये वनस्पतींच्या रचनेवर आणि स्ट्रॉबेरी उत्पादनावर MiZax चा परिणाम. डेटा सरासरी ± मानक विचलन आहे. n ≥ १५, परंतु प्रति प्लॉट फळांची संख्या सरासरी तीन प्लॉटमधील १५ वनस्पतींवरून मोजली गेली (n = ३). सांख्यिकीय विश्लेषण भिन्नतेचे एक-मार्गी विश्लेषण (ANOVA) आणि टुकीच्या पोस्ट हॉक चाचणी किंवा दोन-पुच्छ विद्यार्थ्यांच्या t चाचणीचा वापर करून केले गेले. तारका सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवतात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.००१; ns, लक्षणीय नाही). HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
स्ट्रॉबेरीवरील आमच्या अभ्यासात, MiZax3 आणि MiZax5 च्या जैविक क्रिया वेगवेगळ्या असल्याचे दिसून आले. आम्ही प्रथम एकाच जाती (स्वीट चार्ली) वर उपचार (T) आणि वर्ष (Y) चे परिणाम तपासले जेणेकरून त्यांचा परस्परसंवाद (T x Y) निश्चित करता येईल. त्यानुसार, HA चा स्ट्रॉबेरी जाती (स्वीट चार्ली) वर कोणताही परिणाम झाला नाही, तर 5 μM MiZax3 आणि MiZax5 ने वनस्पती आणि फळांच्या बायोमासमध्ये लक्षणीय वाढ केली (आकृती 6), जे दर्शवते की स्ट्रॉबेरी उत्पादनास प्रोत्साहन देण्यासाठी दोन्ही MiZax चे द्वि-मार्गी परस्परसंवाद खूप समान आहेत.
५ µM उपचार (T), वर्ष (Y) आणि त्यांच्या परस्परसंवाद (T x Y) चे स्ट्रॉबेरीवर होणारे परिणाम (cv. स्वीट चार्ली) यांचे मूल्यांकन करा. डेटा सरासरी ± मानक विचलन दर्शवितो. n ≥ ३०. सांख्यिकीय विश्लेषण भिन्नतेचे द्वि-मार्गी विश्लेषण (ANOVA) वापरून केले गेले. तारका सिम्युलेशनच्या तुलनेत सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवितात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.०००१; ns, लक्षणीय नाही). HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
याव्यतिरिक्त, दोन्ही जातींवरील MiZax क्रियाकलाप थोडा वेगळा होता (आकृती 4; आकृती 5), आम्ही उपचार (T) आणि दोन्ही जाती (C) यांची तुलना करणारा द्वि-मार्गी ANOVA केला. प्रथम, कोणत्याही उपचाराने प्रति प्लॉट फळांच्या संख्येवर परिणाम केला नाही (आकृती 7), जे (T x C) दरम्यान कोणताही महत्त्वपूर्ण संवाद दर्शवित नाही आणि असे सूचित करते की MiZax किंवा HA दोन्हीपैकी कोणीही एकूण फळांच्या संख्येत योगदान देत नाही. याउलट, MiZax (परंतु HA नाही) ने वनस्पतींचे वजन, फळांचे वजन, स्टोलॉन आणि नवीन वनस्पतींमध्ये लक्षणीय वाढ केली (आकृती 7), जे दर्शवते की MiZax3 आणि MiZax5 वेगवेगळ्या स्ट्रॉबेरी वनस्पतींच्या जातींच्या वाढीस लक्षणीयरीत्या प्रोत्साहन देतात. द्वि-मार्गी ANOVA (T x Y) आणि (T x C) वर आधारित, आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की शेताच्या परिस्थितीत MiZax3 आणि MiZax5 च्या वाढीस प्रोत्साहन देणाऱ्या क्रियाकलाप खूप समान आणि सुसंगत आहेत.
५ µM (T), दोन जाती (C) आणि त्यांच्या परस्परसंवाद (T x C) सह स्ट्रॉबेरी उपचारांचे मूल्यांकन. डेटा सरासरी ± मानक विचलन दर्शवितो. n ≥ ३०, परंतु प्रति प्लॉट फळांची संख्या सरासरी तीन प्लॉटमधील १५ वनस्पतींमधून मोजली गेली (n = ६). भिन्नतेचे द्वि-मार्गी विश्लेषण (ANOVA) वापरून सांख्यिकीय विश्लेषण केले गेले. सिम्युलेशनच्या तुलनेत तारका सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक दर्शवितात (*p < ०.०५, **p < ०.०१, ***p < ०.००१, ****p < ०.००१; ns, लक्षणीय नाही). HA – ह्युमिक अॅसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
शेवटी, आम्ही बटाटे (T x Y) आणि स्ट्रॉबेरी (T x C) वर लागू केलेल्या संयुगांच्या परिणामांचे मूल्यांकन करण्यासाठी मुख्य घटक विश्लेषण (PCA) वापरले. हे आकडे दर्शवितात की HA उपचार बटाट्यांमध्ये एसीटोन किंवा स्ट्रॉबेरीमधील पाण्यासारखेच आहे (आकृती 8), जे वनस्पतींच्या वाढीवर तुलनेने कमी सकारात्मक परिणाम दर्शवते. मनोरंजक म्हणजे, MiZax3 आणि MiZax5 चे एकूण परिणाम बटाट्यामध्ये समान वितरण दर्शवितात (आकृती 8A), तर स्ट्रॉबेरीमध्ये या दोन संयुगांचे वितरण वेगळे होते (आकृती 8B). जरी MiZax3 आणि MiZax5 ने वनस्पतींच्या वाढीमध्ये आणि उत्पन्नात प्रामुख्याने सकारात्मक वितरण दर्शविले असले तरी, PCA विश्लेषणाने असे दर्शविले की वाढ नियमन क्रियाकलाप वनस्पती प्रजातींवर देखील अवलंबून असू शकतात.
(A) बटाटे (T x Y) आणि (B) स्ट्रॉबेरी (T x C) यांचे प्रमुख घटक विश्लेषण (PCA). दोन्ही गटांसाठी स्कोअर प्लॉट. प्रत्येक घटकाला जोडणारी रेषा क्लस्टरच्या मध्यभागी घेऊन जाते.
थोडक्यात, दोन मौल्यवान पिकांवरील आमच्या पाच स्वतंत्र क्षेत्रीय अभ्यासांवर आधारित आणि २०२० ते २०२२२६ पर्यंतच्या आमच्या मागील अहवालांशी सुसंगत, MiZax3 आणि MiZax5 हे आशादायक वनस्पती वाढीचे नियामक आहेत जे विविध पिकांच्या वनस्पतींच्या वाढीस सुधारू शकतात. , ज्यात धान्ये, वृक्षाच्छादित वनस्पती (खजूर) आणि बागायती फळ पिके यांचा समावेश आहे२६,२७. जरी त्यांच्या जैविक क्रियाकलापांच्या पलीकडे आण्विक यंत्रणा अस्पष्ट राहिल्या तरी, त्यांच्याकडे शेतात वापरण्याची मोठी क्षमता आहे. सर्वात चांगले म्हणजे, ह्युमिक ऍसिडच्या तुलनेत, MiZax खूपच कमी प्रमाणात (मायक्रोमोलर किंवा मिलीग्राम पातळी) वापरला जातो आणि त्याचे सकारात्मक परिणाम अधिक स्पष्ट आहेत. म्हणून, आम्ही प्रति अनुप्रयोग MiZax3 डोस (कमी ते उच्च सांद्रता) अंदाज लावतो: ३, ६ किंवा १२ ग्रॅम/हेक्टर आणि MiZx5 डोस: ४, ७ किंवा १३ ग्रॅम/हेक्टर, ज्यामुळे हे PGR पीक उत्पादन सुधारण्यासाठी उपयुक्त ठरतात. अगदी शक्य आहे.