Loftslagsbreytingar og hraður fólksfjölgun hafa orðið lykiláskoranir fyrir matvælaöryggi heimsins. Ein efnileg lausn er notkun á...vaxtarstýringar fyrir plöntur(PGRs) til að auka uppskeru og sigrast á óhagstæðum vaxtarskilyrðum eins og eyðimerkurloftslagi. Nýlega hafa karótenóíðið zaxínón og tvö af hliðstæðum þess (MiZax3 og MiZax5) sýnt fram á efnilega vaxtarörvandi virkni í korn- og grænmetisræktun við gróðurhúsa- og akuryrkjuskilyrði. Hér rannsökuðum við frekar áhrif mismunandi styrkleika MiZax3 og MiZax5 (5 μM og 10 μM árið 2021; 2,5 μM og 5 μM árið 2022) á vöxt og uppskeru tveggja verðmætra grænmetisræktunar í Kambódíu: kartöflum og jarðarberjum. Í fimm óháðum akuryrkjutilraunum frá 2021 til 2022 bætti notkun beggja MiZax verulega ræktunareiginleika plantna, uppskeruþætti og heildaruppskeru. Það er vert að taka fram að MiZax er notað í mun lægri skömmtum en húmusýra (víða notað viðskiptaefnasamband sem notað er hér til samanburðar). Niðurstöður okkar sýna því að MiZax er mjög efnilegur vaxtarstýrir sem hægt er að nota til að örva vöxt og uppskeru grænmetisræktunar, jafnvel í eyðimörk og við tiltölulega lágan styrk.
Samkvæmt Matvæla- og landbúnaðarstofnun Sameinuðu þjóðanna (FAO) verða matvælaframleiðslukerfi okkar að næstum þrefaldast fyrir árið 2050 til að fæða vaxandi íbúafjölda jarðar (FAO: Heimurinn mun þurfa 70% meiri mat fyrir árið 20501). Reyndar eru hraður fólksfjölgun, mengun, meindýraflutningar og sérstaklega hár hiti og þurrkar af völdum loftslagsbreytinga allt áskoranir sem alþjóðlegt matvælaöryggi stendur frammi fyrir2. Í þessu sambandi er aukning á brúttóuppskeru landbúnaðarafurða við óhagstæðar aðstæður ein af óumdeilanlegum lausnum á þessu brýna vandamáli. Hins vegar er vöxtur og þroski plantna aðallega háður framboði næringarefna í jarðveginum og er mjög takmarkaður af skaðlegum umhverfisþáttum, þar á meðal þurrki, seltu eða líffræðilegum streitu3,4,5. Þessi streita getur haft neikvæð áhrif á heilsu og þroska uppskeru og að lokum leitt til minni uppskeru6. Að auki hafa takmarkaðar ferskvatnsauðlindir alvarleg áhrif á áveitu uppskeru, á meðan hnattrænar loftslagsbreytingar óhjákvæmilega draga úr ræktanlegu landi og atburðir eins og hitabylgjur draga úr framleiðni uppskeru7,8. Hár hiti er algengur víða um heim, þar á meðal í Sádi-Arabíu. Notkun líförvandi efna eða vaxtarstýringa plantna (PGRs) er gagnleg til að stytta vaxtarferilinn og auka uppskeru ræktunar. Það getur bætt þol ræktunar og gert plöntum kleift að takast á við óhagstæð vaxtarskilyrði9. Í þessu sambandi er hægt að nota líförvandi efna og vaxtarstýringar plantna í kjörstyrk til að bæta vöxt og framleiðni plantna10,11.
Karótenóíð eru tetraterpenóíð sem einnig þjóna sem forverar plöntuhormónanna abscisic acid (ABA) og strigolactone (SL)12,13,14, sem og nýuppgötvuðu vaxtarstýringarefnin zaxínón, anoren og cyclocitral15,16,17,18,19. Hins vegar eru flest raunveruleg umbrotsefni, þar á meðal afleiður karótenóíða, af takmörkuðum náttúrulegum uppruna og/eða eru óstöðug, sem gerir beina notkun þeirra á þessu sviði erfiða. Þannig hafa nokkrar ABA og SL hliðstæður/hermir verið þróaðar og prófaðar á undanförnum árum fyrir landbúnaðarnotkun20,21,22,23,24,25. Á sama hátt höfum við nýlega þróað hermir af zaxínóni (MiZax), vaxtarörvandi umbrotsefni sem getur haft áhrif með því að auka sykurefnaskipti og stjórna SL jafnvægi í hrísgrjónarótum19,26. Eftirlíkingar af zaxínóni 3 (MiZax3) og MiZax5 (efnafræðilegar byggingar sýndar á mynd 1A) sýndu líffræðilega virkni sem var sambærileg við zaxínón í villtum hrísgrjónaplöntum sem ræktaðar voru í vatnsrækt og jarðvegi26. Ennfremur bætti meðhöndlun tómata, döðlu, grænnar paprikur og graskerja með zaxínóni, MiZax3 og MiZx5 vöxt og framleiðni plantna, þ.e. uppskeru og gæði papriku, við gróðurhús og opnar aðstæður, sem bendir til hlutverks þeirra sem líförvandi efni og notkunar PGR27. Athyglisvert er að MiZax3 og MiZax5 bættu einnig saltþol grænnar papriku sem ræktaðar voru við aðstæður með mikilli seltu, og MiZax3 jók sinkinnihald ávaxtarins þegar það var hulið með sinkinnihaldandi málm-lífrænum ramma7,28.
(A) Efnafræðileg uppbygging MiZax3 og MiZax5. (B) Áhrif blaðúðunar MZ3 og MZ5 í styrk 5 µM og 10 µM á kartöfluplöntur við opið jarðlag. Tilraunin fer fram árið 2021. Gögn eru kynnt sem meðaltal ± staðalfrávik. n≥15. Tölfræðileg greining var framkvæmd með einhliða dreifnigreiningu (ANOVA) og Tukey's post hoc prófi. Stjörnur gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samanborið við hermun (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, ekki marktækt). HA – humínsýra; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – humínsýra; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Í þessari vinnu metum við MiZax (MiZax3 og MiZax5) í þremur blaðstyrkleikum (5 µM og 10 µM árið 2021 og 2,5 µM og 5 µM árið 2022) og bárum þau saman við kartöflur (Solanum tuberosum L). Vaxtarstillirinn humínsýra (HA) sem notaður er í atvinnuskyni var borinn saman við jarðarber (Fragaria ananassa) í jarðarberjagróðurhúsatilraunum árin 2021 og 2022 og í fjórum vettvangstilraunum í Sádi-Arabíu, dæmigerðu eyðimerkurloftslagi. Þó að HA sé mikið notaður líförvandi efni með mörgum jákvæðum áhrifum, þar á meðal að auka nýtingu næringarefna í jarðvegi og stuðla að vexti uppskeru með því að stjórna hormónajafnvægi, benda niðurstöður okkar til þess að MiZax sé betra en HA.
Kartöfluhnýði af tegundinni Diamond voru keypt frá Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company í Jeddah í Sádí-Arabíu. Fræplöntur af tveimur jarðarberjategundum, „Sweet Charlie“ og „Festival“, ásamt humic sýru voru keyptar frá Modern Agritech Company í Riyadh í Sádí-Arabíu. Allt plöntuefni sem notað er í þessari vinnu er í samræmi við stefnu IUCN um rannsóknir á tegundum í útrýmingarhættu og samninginn um viðskipti með tegundir villtra dýra og plöntu í útrýmingarhættu.
Tilraunasvæðið er staðsett í Hada Al-Sham í Sádí-Arabíu (21°48′3″N, 39°43′25″A). Jarðvegurinn er sandkenndur leirmold, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130. Jarðvegseiginleikar eru sýndir í viðbótartöflu S1.
Jarðarberjaplöntur (Fragaria x ananassa D. var. Festival) á þremur blaðstigum voru skipt í þrjá hópa til að meta áhrif blaðúðunar með 10 μM MiZax3 og MiZax5 á vaxtareiginleika og blómgunartíma í gróðurhúsi. Laufum var úðað með vatni (sem innihélt 0,1% aseton) sem líkanameðferð. MiZax blaðúðar voru gefnir 7 sinnum með viku millibili. Tvær óháðar tilraunir voru gerðar 15. og 28. september 2021, talið í sömu röð. Upphafsskammtur af hvoru efnasambandi er 50 ml, síðan aukinn smám saman í lokaskammt upp á 250 ml. Í tvær vikur í röð var fjöldi blómstrandi plantna skráður á hverjum degi og blómgunarhraðinn reiknaður í upphafi fjórðu viku. Til að ákvarða vaxtareiginleika var fjöldi blaða, ferskþyngd og þurrþyngd plantna, heildarblaðflatarmál og fjöldi stolona á plöntu mældur í lok vaxtarfasa og í upphafi æxlunarfasa. Laufflatarmál var mælt með lauflatarmálsmæli og fersk sýni voru þurrkuð í ofni við 100°C í 48 klukkustundir.
Tvær tilraunir voru gerðar á vettvangi: snemma og seint plæging. Kartöfluhnýði af „Diamant“ afbrigðinu eru gróðursett í nóvember og febrúar, með snemma og seint þroskatímabili, talið í sömu röð. Líforvarnir (MiZax-3 og -5) eru gefnir í styrknum 5,0 og 10,0 µM (2021) og 2,5 og 5,0 µM (2022). Úðað er húmínsýru (HA) 1 g/l 8 sinnum í viku. Vatn eða aseton var notað sem neikvætt viðmið. Prófunaraðferðin er sýnd á (viðbótarmynd S1). Slembiraðað heildarreitarhönnun (RCBD) með reitflatarmáli 2,5 m × 3,0 m var notuð til að framkvæma tilraunirnar. Hver meðferð var endurtekin þrisvar sinnum sem sjálfstæðar endurtekningar. Fjarlægðin milli hvers reits er 1,0 m og fjarlægðin milli hvers reits er 2,0 m. Fjarlægðin milli plantna er 0,6 m, fjarlægðin milli raða er 1 m. Kartöfluplöntur voru vökvaðar daglega með dropatíðni upp á 3,4 lítra á hvern dropa. Kerfið er unnið tvisvar á dag í 10 mínútur í hvert skipti til að veita plöntunum vatn. Öllum ráðlögðum landbúnaðartæknilegum aðferðum til ræktunar kartöflum við þurrkaskilyrði voru beitt31. Fjórum mánuðum eftir gróðursetningu var hæð plantna (cm), fjöldi greina á hverja plöntu, samsetning kartöflunnar og uppskera, og gæði hnýðisins mæld með hefðbundnum aðferðum.
Fræplöntur af tveimur jarðarberjategundum (Sweet Charlie og Festival) voru prófaðar við aðstæður á vettvangi. Líforvarnir (MiZax-3 og -5) voru notaðar sem laufúði í styrk 5,0 og 10,0 µM (2021) og 2,5 og 5,0 µM (2022) átta sinnum í viku. Notið 1 g af HA á lítra sem laufúða samhliða MiZax-3 og -5, með H2O samanburðarblöndu eða asetoni sem neikvæða samanburðarblöndu. Jarðarberjaplöntur voru gróðursettar í 2,5 x 3 m reit í byrjun nóvember með 0,6 m millibili milli plantna og 1 m milli raða. Tilraunin var framkvæmd á RCBD og endurtekin þrisvar sinnum. Plönturnar voru vökvaðar í 10 mínútur á hverjum degi klukkan 7:00 og 17:00 með dropavökvunarkerfi sem innihélt dropa með 0,6 m millibili og með 3,4 lítra rúmmáli. Landbúnaðartæknilegir þættir og uppskerubreytur voru mældir á vaxtartímabilinu. Gæði ávaxta, þar með talið TSS (%), C32-vítamín, sýrustig og heildarfenólinnihald33, voru metin í rannsóknarstofu í lífeðlisfræði og tækni eftir uppskeru við King Abdulaziz-háskóla.
Gögn eru gefin upp sem meðaltöl og breytileiki er gefinn upp sem staðalfrávik. Tölfræðileg marktækni var ákvörðuð með einhliða ANOVA (one-way ANOVA) eða tvíhliða ANOVA með því að nota Tukey's multiple comparison test með líkindastigi p < 0,05 eða tvíhliða Student's t-prófi til að greina marktækan mun (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Allar tölfræðilegar túlkanir voru framkvæmdar með GraphPad Prism útgáfu 8.3.0. Tengsl voru prófuð með aðalþáttagreiningu (PCA), fjölbreytu tölfræðiaðferð, með því að nota R pakkann 34.
Í fyrri skýrslu sýndum við fram á vaxtarörvandi virkni MiZax í styrk 5 og 10 μM í garðyrkjuplöntum og bættum blaðgrænuvísinn í Soil Plant Assay (SPAD)27. Byggt á þessum niðurstöðum notuðum við sömu styrk til að meta áhrif MiZax á kartöflur, mikilvæga alþjóðlega matvælarækt, í tilraunum í eyðimörkum árið 2021. Við höfðum sérstakan áhuga á að prófa hvort MiZax gæti aukið uppsöfnun sterkju, lokaafurð ljóstillífunar. Í heildina batnaði notkun MiZax vöxt kartöfluplantna samanborið við húmussýru (HA), sem leiddi til aukinnar hæðar plantna, lífmassa og fjölda greina (Mynd 1B). Að auki sáum við að 5 μM MiZax3 og MiZax5 höfðu sterkari áhrif á aukningu á hæð plantna, fjölda greina og lífmassa plantna samanborið við 10 μM (Mynd 1B). Samhliða bættum vexti jók MiZax einnig uppskeru, mælt með fjölda og þyngd uppskorinna hnýði. Heildaráhrifin voru minni þegar MiZax var gefið í styrknum 10 μM, sem bendir til þess að þessi efnasambönd ættu að vera gefin í styrk undir þessum styrk (Mynd 1B). Þar að auki sáum við engan mun á öllum skráðum breytum milli asetónmeðferðar (eftirlíkingar) og vatnsmeðferðar (viðmiðunarmeðferðar), sem bendir til þess að áhrifin á vaxtarstýringu sem komu fram væru ekki af völdum leysiefnisins, sem er í samræmi við fyrri skýrslu okkar27.
Þar sem ræktunartímabil kartöflu í Sádi-Arabíu samanstendur af snemmþroska og seint þroska, framkvæmdum við aðra vettvangsrannsókn árið 2022 með lágum styrk (2,5 og 5 µM) yfir tvö tímabil til að meta árstíðabundin áhrif opins akuryrkju (viðbótarmynd S2A). Eins og búist var við, ollu báðar úðanir á 5 µM MiZax vaxtarörvandi áhrifum svipuðum og í fyrstu tilrauninni: aukin hæð plantna, aukin greining, meiri lífmassi og aukinn fjöldi hnýðis (mynd 2; viðbótarmynd S3). Mikilvægt er að við sáum marktæk áhrif þessara PGRs við styrk 2,5 µM, en GA meðferð sýndi ekki þau áhrif sem búist var við. Þessi niðurstaða bendir til þess að hægt sé að nota MiZax jafnvel við lægri styrk en búist var við. Að auki jók MiZax úðun einnig lengd og breidd hnýðis (viðbótarmynd S2B). Við fundum einnig marktæka aukningu á þyngd hnýðis, en 2,5 µM styrkurinn var aðeins notaður á báðum gróðursetningartímabilunum.
Mat á áhrifum MiZax á snemmþroska kartöfluplöntur í akri með nýræktaða ræktun, framkvæmt árið 2022. Gögnin tákna meðaltal ± staðalfrávik. n≥15. Tölfræðileg greining var framkvæmd með einhliða dreifnigreiningu (ANOVA) og Tukey's post hoc prófi. Stjörnur gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samanborið við hermun (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, ekki marktækt). HA – humínsýra; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – humínsýra; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Til að skilja betur áhrif meðferðar (T) og árs (Y) var tvíhliða ANOVA notuð til að skoða samspil þeirra (T x Y). Þó að öll líförvandi efni (T) hafi aukið hæð og lífmassa kartöfluplantna verulega, þá juku aðeins MiZax3 og MiZax5 fjölda og þyngd hnýðis marktækt, sem bendir til þess að tvíátta svörun kartöfluhnýða við MiZax-tegundunum tveimur var í meginatriðum svipuð (Mynd 3)). Að auki, í upphafi tímabilsins verður veðrið (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) heitara (meðaltal 28°C og 52% raki (2022), sem dregur verulega úr heildarlífmassa hnýðis (Mynd 2; Viðbótarmynd S3).
Rannsakið áhrif 5 µm meðferðar (T), árs (Y) og samspil þeirra (T x Y) á kartöflur. Gögnin tákna meðaltal ± staðalfrávik. n ≥ 30. Tölfræðileg greining var framkvæmd með tvíhliða dreifnigreiningu (ANOVA). Stjörnur gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samanborið við hermun (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, ekki marktækt). HA – húmsýra; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Hins vegar örvaði Myzax-meðferð enn vöxt seint þroskandi plantna. Í heildina sýndu þrjár óháðar tilraunir okkar án efa að notkun MiZax hefur marktæk áhrif á uppbyggingu plantna með því að auka fjölda greina. Reyndar var marktæk tvíhliða víxlverkunaráhrif milli (T) og (Y) á fjölda greina eftir MiZax-meðferð (Mynd 3). Þessi niðurstaða er í samræmi við virkni þeirra sem neikvæðar stjórnanir á strigolactone (SL) lífmyndun26. Að auki höfum við áður sýnt fram á að Zaxinone-meðferð veldur uppsöfnun sterkju í hrísgrjónarótum35, sem gæti skýrt aukningu á stærð og þyngd kartöfluhnýða eftir MiZax-meðferð, þar sem hnýðin eru aðallega úr sterkju.
Ávaxtaræktun er mikilvæg efnahagsleg planta. Jarðarber eru viðkvæm fyrir lífrænum streituskilyrðum eins og þurrki og háum hita. Þess vegna rannsökuðum við áhrif MiZax á jarðarber með því að úða laufin. Við gáfum fyrst MiZax í styrk 10 µM til að meta áhrif þess á vöxt jarðarberja (afbrigði Festival). Athyglisvert er að við sáum að MiZax3 jók verulega fjölda stolona, sem samsvaraði aukinni greiningu, en MiZax5 bætti blómgunarhraða, lífmassa plantna og blaðflatarmál við gróðurhúsaaðstæður (viðbótarmynd S4), sem bendir til þess að þessi tvö efnasambönd geti verið líffræðilega mismunandi. Atburðir 26,27. Til að skilja betur áhrif þeirra á jarðarber við raunverulegar landbúnaðaraðstæður, framkvæmdum við vettvangstilraunir þar sem við notuðum 5 og 10 µM MiZax á jarðarberjaplöntur (afbrigði Sweet Charlie) sem ræktaðar voru í hálfsandi jarðvegi árið 2021 (mynd S5A). Í samanburði við GC sáum við ekki aukningu á lífmassa plantna, en fundum tilhneigingu til aukningar á fjölda ávaxta (mynd C6A-B). Hins vegar olli MiZax notkun verulegri aukningu á þyngd einstakra ávaxta og benti til styrkháðs efnis (viðbótarmynd S5B; viðbótarmynd S6B), sem bendir til áhrifa þessara vaxtarstýringa plantna á gæði jarðarberjaávaxta þegar þau eru notuð í eyðimerkurskilyrðum.
Til að skilja hvort áhrif vaxtarhvatningar eru mismunandi eftir ræktunarafbrigðum, völdum við tvær verslunar jarðarberjaafbrigði í Sádi-Arabíu (Sweet Charlie og Festival) og framkvæmdum tvær vettvangsrannsóknir árið 2022 með lágum styrk af MiZax (2,5 og 5 µM). Fyrir Sweet Charlie, þó að heildarfjöldi ávaxta hafi ekki aukist marktækt, var ávaxtamassi plantna sem meðhöndlaðar voru með MiZax almennt hærri og fjöldi ávaxta á reit jókst eftir MiZax3 meðferðina (Mynd 4). Þessi gögn benda enn fremur til þess að líffræðileg virkni MiZax3 og MiZax5 geti verið mismunandi. Að auki, eftir meðferð með Myzax, sáum við aukningu á ferskþyngd og þurrþyngd plantna, sem og lengd plantnasprota. Varðandi fjölda stolona og nýrra plantna, fundum við aðeins aukningu við 5 µM MiZax (Mynd 4), sem bendir til þess að bestur MiZax samhæfing sé háður plöntutegundinni.
Áhrif MiZax á plöntubyggingu og jarðarberjauppskeru (Sweet Charlie afbrigðið) frá KAU-ökrum, framkvæmd árið 2022. Gögnin tákna meðaltal ± staðalfrávik. n ≥ 15, en fjöldi ávaxta í hverjum reit var reiknaður að meðaltali út frá 15 plöntum úr þremur reitum (n = 3). Tölfræðileg greining var framkvæmd með einhliða dreifingargreiningu (ANOVA) og Tukey's post hoc prófi eða tvíhliða Student's t prófi. Stjörnur gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samanborið við hermun (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, ekki marktækt). HA – humic acid; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Við sáum einnig svipaða vaxtarörvandi virkni hvað varðar ávaxtaþyngd og lífmassa plantna í jarðarberjum af Festival-afbrigðinu (Mynd 5), en fundum engan marktækan mun á heildarfjölda ávaxta á plöntu eða í reit (Mynd 5). Athyglisvert er að notkun MiZax jók lengd plantna og fjölda stolona, sem bendir til þess að þessi vaxtarstýriefni geti verið notuð til að bæta vöxt ávaxta (Mynd 5). Að auki mældum við nokkra lífefnafræðilega þætti til að skilja ávaxtagæði tveggja afbrigða sem safnað var af akrinum, en við fundum engan mun á milli allra meðferða (Viðbótarmynd S7; Viðbótarmynd S8).
Áhrif MiZax á plöntubyggingu og jarðarberjauppskeru í KAU-akrinum (hátíðarafbrigði), 2022. Gögn eru meðaltal ± staðalfrávik. n ≥ 15, en fjöldi ávaxta í hverjum reit var reiknaður að meðaltali út frá 15 plöntum úr þremur reitum (n = 3). Tölfræðileg greining var framkvæmd með einhliða dreifnigreiningu (ANOVA) og Tukey's post hoc prófi eða tvíhliða Student's t prófi. Stjörnur gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samanborið við hermun (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, ekki marktækt). HA – humic acid; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Í rannsóknum okkar á jarðarberjum kom í ljós að líffræðileg virkni MiZax3 og MiZax5 var ólík. Við skoðuðum fyrst áhrif meðferðar (T) og árs (Y) á sama afbrigði (Sweet Charlie) með því að nota tvíhliða ANOVA til að ákvarða víxlverkun þeirra (T x Y). Þar af leiðandi hafði HA engin áhrif á jarðarberjaafbrigðið (Sweet Charlie), en 5 μM MiZax3 og MiZax5 juku verulega lífmassa plantna og ávaxta (Mynd 6), sem bendir til þess að tvíhliða víxlverkun MiZax-tegundanna tveggja sé mjög svipuð við að efla jarðarberjaframleiðslu.
Metið áhrif 5 µM meðferðar (T), árs (Y) og víxlverkun þeirra (T x Y) á jarðarber (frávik frá Sweet Charlie). Gögnin tákna meðaltal ± staðalfrávik. n ≥ 30. Tölfræðileg greining var framkvæmd með tvíhliða dreifnigreiningu (ANOVA). Stjörnur gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samanborið við hermun (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, ekki marktækt). HA – húmussýra; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Þar að auki, þar sem virkni MiZax á báðum afbrigðunum var örlítið mismunandi (mynd 4; mynd 5), framkvæmdum við tvíhliða ANOVA þar sem meðferð (T) og afbrigðin tvö (C) voru borin saman. Í fyrsta lagi hafði engin meðferð áhrif á fjölda ávaxta í hverjum reit (mynd 7), sem bendir til þess að engin marktæk víxlverkun hafi verið milli (T x C) og bendir til þess að hvorki MiZax né HA hafi áhrif á heildarfjölda ávaxta. Aftur á móti jók MiZax (en ekki HA) verulega þyngd plantna, þyngd ávaxta, stolona og nýjar plöntur (mynd 7), sem bendir til þess að MiZax3 og MiZax5 stuðli verulega að vexti mismunandi jarðarberjaafbrigða. Byggt á tvíhliða ANOVA (T x Y) og (T x C) getum við ályktað að vaxtarhvetjandi virkni MiZax3 og MiZax5 við vettvangsaðstæður er mjög svipuð og samræmd.
Mat á jarðarberjameðferð með 5 µM (T), tveimur afbrigðum (C) og samspili þeirra (T x C). Gögnin tákna meðaltal ± staðalfrávik. n ≥ 30, en fjöldi ávaxta í hverjum reit var reiknaður að meðaltali út frá 15 plöntum úr þremur reitum (n = 6). Tölfræðileg greining var framkvæmd með tvíhliða dreifingargreiningu (ANOVA). Stjörnur gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samanborið við hermun (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, ekki marktækt). HA – húmussýra; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Að lokum notuðum við aðalþáttagreiningu (PCA) til að meta áhrif efnasambandanna sem voru notuð á kartöflur (T x Y) og jarðarber (T x C). Þessar myndir sýna að HA-meðferð er svipuð og aseton í kartöflum eða vatn í jarðarberjum (Mynd 8), sem bendir til tiltölulega lítilla jákvæðra áhrifa á vöxt plantna. Athyglisvert er að heildaráhrif MiZax3 og MiZax5 sýndu sömu dreifingu í kartöflum (Mynd 8A), en dreifing þessara tveggja efnasambanda í jarðarberjum var ólík (Mynd 8B). Þó að MiZax3 og MiZax5 sýndu aðallega jákvæða dreifingu í vexti og uppskeru plantna, benti PCA-greining til þess að vaxtarstjórnunarvirkni gæti einnig verið háð plöntutegundum.
Aðalþáttagreining (PCA) á (A) kartöflum (T x Y) og (B) jarðarberjum (T x C). Stigatafla fyrir báða hópana. Lína sem tengir hvern þátt liggur að miðju klasans.
Í stuttu máli, byggt á fimm óháðum vettvangsrannsóknum okkar á tveimur verðmætum nytjajurtum og í samræmi við fyrri skýrslur okkar frá 2020 til 202226, eru MiZax3 og MiZax5 efnilegir vaxtarstýringar sem geta bætt vöxt ýmissa nytjajurta, þar á meðal korns, viðarkenndra plantna (döðlupálma) og garðyrkjuávaxta26,27. Þó að sameindaferlar umfram líffræðilega virkni þeirra séu enn óljósir, hafa þeir mikla möguleika til notkunar á vettvangi. Það besta er að samanborið við húmussýru er MiZax notað í mun minna magni (míkrómólar eða milligramma) og jákvæð áhrif eru meiri. Þess vegna áætlum við MiZax3 skammtinn á hverja notkun (frá lágum til háum styrk): 3, 6 eða 12 g/ha og MiZx5 skammtinn: 4, 7 eða 13 g/ha, sem gerir þessi vaxtarstýringar gagnleg til að bæta uppskeru. Alveg framkvæmanlegt.
Birtingartími: 15. mars 2024