Klimatická zmena a rýchly rast populácie sa stali kľúčovými výzvami pre globálnu potravinovú bezpečnosť. Jedným sľubným riešením je využitieregulátory rastu rastlín(PGR) na zvýšenie výnosov plodín a prekonanie nepriaznivých pestovateľských podmienok, ako je púštne podnebie. Nedávno karotenoid zaxinón a dva jeho analógy (MiZax3 a MiZax5) preukázali sľubnú aktivitu podporujúcu rast obilnín a zeleniny v skleníkových a poľných podmienkach. V tejto štúdii sme ďalej skúmali účinky rôznych koncentrácií MiZax3 a MiZax5 (5 μM a 10 μM v roku 2021; 2,5 μM a 5 μM v roku 2022) na rast a výnos dvoch vysoko hodnotných zeleninových plodín v Kambodži: zemiakov a jahôd. Arábia. V piatich nezávislých poľných pokusoch v rokoch 2021 až 2022 aplikácia oboch MiZax významne zlepšila agronomické vlastnosti rastlín, zložky výnosu a celkový výnos. Stojí za zmienku, že MiZax sa používa v oveľa nižších dávkach ako kyselina humínová (široko používaná komerčná zlúčenina použitá tu na porovnanie). Naše výsledky teda ukazujú, že MiZax je veľmi sľubný regulátor rastu rastlín, ktorý možno použiť na stimuláciu rastu a výnosu zeleninových plodín aj v púštnych podmienkach a pri relatívne nízkych koncentráciách.
Podľa Organizácie Spojených národov pre výživu a poľnohospodárstvo (FAO) sa naše systémy produkcie potravín musia do roku 2050 takmer strojnásobiť, aby sa uživila rastúca svetová populácia (FAO: Svet bude do roku 2050 potrebovať o 70 % viac potravín1). V skutočnosti rýchly rast populácie, znečistenie, pohyb škodcov a najmä vysoké teploty a suchá spôsobené zmenou klímy sú výzvami, ktorým čelí globálna potravinová bezpečnosť2. V tomto ohľade je zvyšovanie hrubého výnosu poľnohospodárskych plodín v suboptimálnych podmienkach jedným z nespochybniteľných riešení tohto naliehavého problému. Rast a vývoj rastlín však závisia najmä od dostupnosti živín v pôde a sú výrazne obmedzené nepriaznivými environmentálnymi faktormi vrátane sucha, slanosti alebo biotického stresu3,4,5. Tieto stresy môžu negatívne ovplyvniť zdravie a vývoj plodín a v konečnom dôsledku viesť k zníženiu výnosov plodín6. Okrem toho obmedzené zdroje sladkej vody výrazne ovplyvňujú zavlažovanie plodín, zatiaľ čo globálna zmena klímy nevyhnutne znižuje plochu ornej pôdy a udalosti, ako sú vlny horúčav, znižujú produktivitu plodín7,8. Vysoké teploty sú bežné v mnohých častiach sveta vrátane Saudskej Arábie. Použitie biostimulantov alebo regulátorov rastu rastlín (PGR) je užitočné pri skrátení rastového cyklu a zvýšení výnosu plodín. Môže zlepšiť toleranciu plodín a umožniť rastlinám vyrovnať sa s nepriaznivými rastovými podmienkami9. V tomto ohľade sa biostimulanty a regulátory rastu rastlín môžu používať v optimálnych koncentráciách na zlepšenie rastu a produktivity rastlín10,11.
Karotenoidy sú tetraterpenoidy, ktoré slúžia aj ako prekurzory fytohormónov kyseliny abscisovej (ABA) a strigolaktónu (SL)12,13,14, ako aj nedávno objavených rastových regulátorov zaxinónu, anorénu a cyklocitralu15,16,17,18,19. Väčšina skutočných metabolitov, vrátane derivátov karotenoidov, má však obmedzené prírodné zdroje a/alebo je nestabilná, čo sťažuje ich priame použitie v tejto oblasti. Preto bolo v posledných rokoch vyvinutých a testovaných niekoľko analógov/mimetík ABA a SL pre poľnohospodárske aplikácie20,21,22,23,24,25. Podobne sme nedávno vyvinuli mimetiká zaxinónu (MiZax), rastového metabolitu, ktorý môže uplatňovať svoje účinky zvýšením metabolizmu cukrov a reguláciou homeostázy SL v koreňoch ryže19,26. Mimetiká zaxinónu 3 (MiZax3) a MiZax5 (chemické štruktúry znázornené na obrázku 1A) vykazovali biologickú aktivitu porovnateľnú so zaxinónom u rastlín ryže divokého typu pestovaných hydroponicky a v pôde26. Okrem toho ošetrenie paradajok, datľovej palmy, zelenej papriky a tekvice zaxinónom, MiZax3 a MiZx5 zlepšilo rast a produktivitu rastlín, t. j. úrodu a kvalitu papriky, v skleníkových a otvorených poľných podmienkach, čo naznačuje ich úlohu ako biostimulantov a použitie PGR27. . Je zaujímavé, že MiZax3 a MiZax5 tiež zlepšili toleranciu soli zelenej papriky pestovanej za podmienok vysokej slanosti a MiZax3 zvýšil obsah zinku v plodoch, keď bol zapuzdrený do kovovo-organických štruktúr obsahujúcich zinok7,28.
(A) Chemická štruktúra MiZax3 a MiZax5. (B) Účinok listovej aplikácie MZ3 a MZ5 v koncentráciách 5 µM a 10 µM na rastliny zemiakov v podmienkach otvoreného poľa. Experiment sa uskutoční v roku 2021. Údaje sú prezentované ako priemer ± SD. n≥15. Štatistická analýza bola vykonaná pomocou jednofaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA) a Tukeyho post hoc testu. Hviezdičky označujú štatisticky významné rozdiely v porovnaní so simuláciou (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nevýznamné). HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
V tejto práci sme hodnotili MiZax (MiZax3 a MiZax5) v troch listových koncentráciách (5 µM a 10 µM v roku 2021 a 2,5 µM a 5 µM v roku 2022) a porovnali sme ich so zemiakom (Solanum tuberosum L.). Komerčný regulátor rastu humínová kyselina (HA) bol porovnávaný s jahodami (Fragaria ananassa) v skleníkových pokusoch s jahodami v rokoch 2021 a 2022 a v štyroch poľných pokusoch v Saudskoarabskom kráľovstve, typickej oblasti s púštnym podnebím. Hoci HA je široko používaný biostimulant s mnohými priaznivými účinkami, vrátane zvýšenia využitia živín v pôde a podpory rastu plodín reguláciou hormonálnej homeostázy, naše výsledky naznačujú, že MiZax je lepší ako HA.
Hľuzy zemiakov odrody Diamond boli zakúpené od spoločnosti Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company, Džidda, Saudská Arábia. Sadenice dvoch odrôd jahôd „Sweet Charlie“ a „Festival“ a kyselina humínová boli zakúpené od spoločnosti Modern Agritech Company, Rijád, Saudská Arábia. Všetok rastlinný materiál použitý v tejto práci je v súlade s Vyhlásením o politike IUCN o výskume ohrozených druhov a Dohovorom o obchode s ohrozenými druhmi voľne žijúcich živočíchov a rastlín.
Experimentálne miesto sa nachádza v Hada Al-Sham v Saudskej Arábii (21°48′3″ s. š., 39°43′25″ v. d.). Pôda je piesčito-hlinitá, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130. Vlastnosti pôdy sú uvedené v doplnkovej tabuľke S1.
Sadenice jahody (Fragaria x ananassa D. var. Festival) v 3 štádiách pravých listov boli rozdelené do troch skupín, aby sa vyhodnotil vplyv listového postreku s 10 μM MiZax3 a MiZax5 na rastové charakteristiky a dobu kvitnutia v skleníkových podmienkach. Ako modelové ošetrenie sa použil postrek listov vodou (s obsahom 0,1 % acetónu). Listové postreky MiZax sa aplikovali 7-krát v intervaloch jedného týždňa. Dva nezávislé experimenty sa uskutočnili 15. a 28. septembra 2021. Počiatočná dávka každej zlúčeniny je 50 ml, potom sa postupne zvyšuje na konečnú dávku 250 ml. Počas dvoch po sebe nasledujúcich týždňov sa každý deň zaznamenával počet kvitnúcich rastlín a na začiatku štvrtého týždňa sa vypočítala miera kvitnutia. Na určenie rastových znakov sa na konci rastovej fázy a na začiatku reprodukčnej fázy meral počet listov, čerstvá a suchá hmotnosť rastlín, celková plocha listov a počet stolónov na rastlinu. Plocha listov sa merala pomocou merača plochy listov a čerstvé vzorky sa sušili v peci pri teplote 100 °C počas 48 hodín.
Boli vykonané dva poľné pokusy: skorá a neskorá orba. Hľuzy zemiakov odrody „Diamant“ boli vysadené v novembri a februári s obdobím skorého a neskorého dozrievania. Biostimulanty (MiZax-3 a -5) boli aplikované v koncentráciách 5,0 a 10,0 µM (2021) a 2,5 a 5,0 µM (2022). Postrek humínovou kyselinou (HA) v koncentrácii 1 g/l bol vykonaný 8-krát týždenne. Ako negatívna kontrola bola použitá voda alebo acetón. Návrh poľného pokusu je znázornený na (doplnkový obrázok S1). Na vykonanie poľných pokusov bol použitý randomizovaný kompletný blokový návrh (RCBD) s plochou pozemku 2,5 m × 3,0 m. Každé ošetrenie bolo opakované trikrát ako nezávislé replikáty. Vzdialenosť medzi jednotlivými pozemkami bola 1,0 m a vzdialenosť medzi jednotlivými blokmi bola 2,0 m. Vzdialenosť medzi rastlinami bola 0,6 m, vzdialenosť medzi riadkami bola 1 m. Rastliny zemiakov sa denne zavlažovali kvapkovou závlahou v množstve 3,4 l na každú kvapkadlovú pílu. Systém sa spúšťa dvakrát denne po dobu 10 minút, aby sa rastliny zásobovali vodou. Boli použité všetky odporúčané agrotechnické metódy na pestovanie zemiakov v podmienkach sucha31. Štyri mesiace po výsadbe sa štandardnými metódami merala výška rastlín (cm), počet vetiev na rastlinu, zloženie a úroda zemiakov a kvalita hľúz.
Sadenice dvoch odrôd jahôd (Sweet Charlie a Festival) boli testované v poľných podmienkach. Biostimulanty (MiZax-3 a -5) boli použité ako listové postreky v koncentráciách 5,0 a 10,0 µM (2021) a 2,5 a 5,0 µM (2022) osemkrát týždenne. Použite 1 g HA na liter ako listový postrek súbežne s MiZax-3 a -5, s kontrolnou zmesou H2O alebo acetónom ako negatívnou kontrolou. Sadenice jahôd boli vysadené na pozemku s rozmermi 2,5 x 3 m začiatkom novembra s rozostupom rastlín 0,6 m a rozostupom riadkov 1 m. Experiment sa uskutočnil v RCBD a opakoval sa trikrát. Rastliny boli zavlažované 10 minút každý deň o 7:00 a 17:00 pomocou kvapkového závlahového systému s kvapkadlami vzdialenými od seba 0,6 m a s objemom 3,4 l. Počas vegetačného obdobia sa merali agrotechnické komponenty a parametre výnosu. Kvalita ovocia vrátane celkového obsahu tuku (%), vitamínu C32, kyslosti a celkového obsahu fenolov33 bola hodnotená v Laboratóriu pozberovej fyziológie a technológie Univerzity kráľa Abdulaziza.
Údaje sú vyjadrené ako priemery a variácie sú vyjadrené ako štandardné odchýlky. Štatistická významnosť bola stanovená pomocou jednofaktorovej ANOVA (jednofaktorová ANOVA) alebo dvojfaktorovej ANOVA s použitím Tukeyho testu viacnásobného porovnávania s použitím hladiny pravdepodobnosti p < 0,05 alebo obojstranného Studentovho t-testu na detekciu významných rozdielov (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Všetky štatistické interpretácie boli vykonané pomocou GraphPad Prism verzie 8.3.0. Asociácie boli testované pomocou analýzy hlavných komponentov (PCA), čo je viacrozmerná štatistická metóda, s použitím balíka R 34.
V predchádzajúcej správe sme preukázali rastovú aktivitu MiZaxu v koncentráciách 5 a 10 μM v záhradníckych rastlinách a zlepšili sme indikátor chlorofylu v teste pôdnych rastlín (SPAD)27. Na základe týchto výsledkov sme použili rovnaké koncentrácie na vyhodnotenie účinkov MiZaxu na zemiaky, dôležitú globálnu potravinársku plodinu, v poľných pokusoch v púštnom podnebí v roku 2021. Zaujímalo nás najmä otestovať, či MiZax môže zvýšiť akumuláciu škrobu, konečného produktu fotosyntézy. Celkovo aplikácia MiZaxu zlepšila rast rastlín zemiakov v porovnaní s kyselinou humínovou (HA), čo viedlo k zvýšeniu výšky rastlín, biomasy a počtu vetiev (obr. 1B). Okrem toho sme pozorovali, že 5 μM MiZax3 a MiZax5 mali silnejší vplyv na zvýšenie výšky rastlín, počtu vetiev a biomasy rastlín v porovnaní s 10 μM (obrázok 1B). Spolu so zlepšeným rastom MiZax tiež zvýšil výnos, meraný počtom a hmotnosťou zozbieraných hľúz. Celkový priaznivý účinok bol menej výrazný, keď sa MiZax podával v koncentrácii 10 μM, čo naznačuje, že tieto zlúčeniny by sa mali podávať v koncentráciách nižších ako je táto (obrázok 1B). Okrem toho sme nepozorovali žiadne rozdiely vo všetkých zaznamenaných parametroch medzi ošetrením acetónom (kontrolná skupina) a vodou (analýza), čo naznačuje, že pozorované účinky modulácie rastu neboli spôsobené rozpúšťadlom, čo je v súlade s našou predchádzajúcou správou27.
Keďže vegetačné obdobie zemiakov v Saudskej Arábii pozostáva zo skorého a neskorého dozrievania, v roku 2022 sme vykonali druhú poľnú štúdiu s použitím nízkych koncentrácií (2,5 a 5 µM) počas dvoch sezón, aby sme vyhodnotili sezónny vplyv otvorených polí (doplnkový obrázok S2A). Ako sa očakávalo, obe aplikácie 5 μM MiZaxu viedli k podobným účinkom na podporu rastu ako v prvom pokuse: zvýšená výška rastlín, zvýšené rozvetvovanie, vyššia biomasa a zvýšený počet hľúz (obr. 2; doplnkový obrázok S3). Dôležité je, že sme pozorovali významné účinky týchto PGR pri koncentrácii 2,5 μM, zatiaľ čo ošetrenie GA nepreukázalo predpokladané účinky. Tento výsledok naznačuje, že MiZax sa môže použiť aj pri nižších koncentráciách, ako sa očakávalo. Okrem toho aplikácia MiZaxu tiež zväčšila dĺžku a šírku hľúz (doplnkový obrázok S2B). Zistili sme tiež významné zvýšenie hmotnosti hľúz, ale koncentrácia 2,5 µM sa aplikovala iba v oboch sezónach výsadby.
Fenotypové hodnotenie vplyvu MiZaxu na skoré dozrievajúce rastliny zemiakov v poli KAU, vykonané v roku 2022. Údaje predstavujú priemer ± štandardná odchýlka. n≥15. Štatistická analýza sa vykonala pomocou jednofaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA) a Tukeyho post hoc testu. Hviezdičky označujú štatisticky významné rozdiely v porovnaní so simuláciou (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nevýznamné). HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Pre lepšie pochopenie účinkov ošetrenia (T) a roka (Y) sa na preskúmanie ich interakcie (T x Y) použila obojsmerná ANOVA. Hoci všetky biostimulanty (T) významne zvýšili výšku rastlín zemiaka a biomasu, iba MiZax3 a MiZax5 významne zvýšili počet a hmotnosť hľúz, čo naznačuje, že obojsmerné reakcie hľúz zemiakov na dva MiZaxy boli v podstate podobné (Obr. 3)). Okrem toho sa na začiatku sezóny počasie (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) otepľuje (priemerná teplota 28 °C a vlhkosť 52 % (2022), čo výrazne znižuje celkovú biomasu hľúz (Obr. 2; Doplnkový obr. S3).
Študujte účinky ošetrenia 5 µm (T), roka (Y) a ich interakcie (T x Y) na zemiaky. Údaje predstavujú priemer ± štandardná odchýlka. n ≥ 30. Štatistická analýza sa vykonala pomocou dvojfaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA). Hviezdičky označujú štatisticky významné rozdiely v porovnaní so simuláciou (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nie je štatisticky významné). HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Ošetrenie Myzaxom však stále malo tendenciu stimulovať rast neskoršie dozrievajúcich rastlín. Celkovo naše tri nezávislé experimenty nepochybne ukázali, že aplikácia MiZaxu má významný vplyv na štruktúru rastlín zvýšením počtu vetiev. V skutočnosti existoval významný obojsmerný interakčný efekt medzi (T) a (Y) na počet vetiev po ošetrení MiZaxom (obr. 3). Tento výsledok je v súlade s ich aktivitou ako negatívnych regulátorov biosyntézy strigolaktónu (SL)26. Okrem toho sme predtým preukázali, že ošetrenie Zaxinónom spôsobuje hromadenie škrobu v koreňoch ryže35, čo môže vysvetľovať zväčšenie veľkosti a hmotnosti zemiakových hľúz po ošetrení MiZaxom, pretože hľuzy sa skladajú prevažne zo škrobu.
Ovocné plodiny sú dôležité hospodárske rastliny. Jahody sú citlivé na abiotické stresové podmienky, ako je sucho a vysoké teploty. Preto sme skúmali vplyv MiZaxu na jahody postrekom listov. Najprv sme aplikovali MiZax v koncentrácii 10 µM, aby sme vyhodnotili jeho vplyv na rast jahôd (kultivar Festival). Je zaujímavé, že sme pozorovali, že MiZax3 významne zvýšil počet stolónov, čo zodpovedalo zvýšenému rozvetveniu, zatiaľ čo MiZax5 zlepšil rýchlosť kvitnutia, rastlinnú biomasu a listovú plochu v skleníkových podmienkach (doplnkový obrázok S4), čo naznačuje, že tieto dve zlúčeniny sa môžu biologicky líšiť. Udalosti 26,27. Aby sme lepšie pochopili ich účinky na jahody v reálnych poľnohospodárskych podmienkach, vykonali sme v roku 2021 poľné pokusy s aplikáciou 5 a 10 μM MiZaxu na rastliny jahôd (odroda Sweet Charlie) pestované v polopiesočnatej pôde (obr. S5A). V porovnaní s GC sme nepozorovali nárast rastlinnej biomasy, ale zistili sme trend smerom k nárastu počtu plodov (obr. C6A-B). Aplikácia MiZaxu však viedla k významnému zvýšeniu hmotnosti jednotlivých plodov a naznačila závislosť od koncentrácie (doplnkový obrázok S5B; doplnkový obrázok S6B), čo naznačuje vplyv týchto regulátorov rastu rastlín na kvalitu plodov jahôd pri aplikácii v púštnych podmienkach.
Aby sme pochopili, či sa účinok podpory rastu líši v závislosti od typu kultivaru, vybrali sme dva komerčné kultivary jahôd v Saudskej Arábii (Sweet Charlie a Festival) a v roku 2022 sme vykonali dve poľné štúdie s použitím nízkych koncentrácií MiZaxu (2,5 a 5 µM). V prípade Sweet Charlie, hoci sa celkový počet plodov významne nezvýšil, biomasa plodov rastlín ošetrených MiZaxom bola vo všeobecnosti vyššia a počet plodov na parcelu sa zvýšil po ošetrení MiZaxom3 (Obr. 4). Tieto údaje ďalej naznačujú, že biologická aktivita MiZaxu3 a MiZaxu5 sa môže líšiť. Okrem toho sme po ošetrení Myzaxom pozorovali zvýšenie čerstvej a suchej hmotnosti rastlín, ako aj dĺžky výhonkov rastlín. Pokiaľ ide o počet stolónov a nových rastlín, zvýšenie sme zistili iba pri 5 μM MiZaxu (Obr. 4), čo naznačuje, že optimálna koordinácia MiZaxu závisí od druhu rastliny.
Vplyv MiZaxu na štruktúru rastlín a úrodu jahôd (odroda Sweet Charlie) z polí KAU, vykonaný v roku 2022. Údaje predstavujú priemer ± štandardná odchýlka. n ≥ 15, ale počet plodov na parcelu bol vypočítaný v priemere z 15 rastlín z troch parceliek (n = 3). Štatistická analýza bola vykonaná pomocou jednofaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA) a Tukeyho post hoc testu alebo obojstranného Studentovho t-testu. Hviezdičky označujú štatisticky významné rozdiely v porovnaní so simuláciou (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nie je štatisticky významné). HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Podobnú rastovú stimulačnú aktivitu z hľadiska hmotnosti plodov a rastlinnej biomasy sme pozorovali aj u jahôd odrody Festival (obr. 5), ale nezistili sme významné rozdiely v celkovom počte plodov na rastlinu alebo na parcelu (obr. 5). Je zaujímavé, že aplikácia MiZaxu zvýšila dĺžku rastlín a počet stolónov, čo naznačuje, že tieto regulátory rastu rastlín možno použiť na zlepšenie rastu ovocných plodín (obr. 5). Okrem toho sme merali niekoľko biochemických parametrov, aby sme pochopili kvalitu plodov dvoch kultivarov zozbieraných z poľa, ale medzi všetkými ošetreniami sme nezistili žiadne rozdiely (doplnkový obrázok S7; doplnkový obrázok S8).
Vplyv MiZaxu na štruktúru rastlín a úrodu jahôd v poli KAU (odroda Festival), 2022. Údaje sú priemer ± štandardná odchýlka. n ≥ 15, ale počet plodov na parcelu bol vypočítaný v priemere z 15 rastlín z troch parceliek (n = 3). Štatistická analýza bola vykonaná pomocou jednofaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA) a Tukeyho post hoc testu alebo obojstranného Studentovho t-testu. Hviezdičky označujú štatisticky významné rozdiely v porovnaní so simuláciou (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nie je štatisticky významné). HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
V našich štúdiách na jahodách sa ukázalo, že biologické aktivity MiZax3 a MiZax5 sú odlišné. Najprv sme skúmali účinky ošetrenia (T) a roku (Y) na rovnaký kultivar (Sweet Charlie) pomocou obojsmernej ANOVA na určenie ich interakcie (T x Y). HA teda nemala žiadny vplyv na kultivar jahôd (Sweet Charlie), zatiaľ čo 5 μM MiZax3 a MiZax5 významne zvýšilo biomasu rastlín a plodov (obr. 6), čo naznačuje, že obojsmerné interakcie oboch MiZax sú veľmi podobné pri podpore produkcie jahôd.
Posúďte účinky ošetrenia 5 µM (T), roka (Y) a ich interakcie (T x Y) na jahody (odroda Sweet Charlie). Údaje predstavujú priemer ± štandardná odchýlka. n ≥ 30. Štatistická analýza sa vykonala pomocou dvojfaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA). Hviezdičky označujú štatisticky významné rozdiely v porovnaní so simuláciou (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nie je štatisticky významné). HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Okrem toho, vzhľadom na to, že aktivita MiZaxu na oboch kultivaroch bola mierne odlišná (Obr. 4; Obr. 5), vykonali sme obojsmernú ANOVA porovnávajúcu ošetrenie (T) a oba kultivary (C). Po prvé, žiadny ošetrenie neovplyvnilo počet plodov na parcelu (Obr. 7), čo naznačuje žiadnu významnú interakciu medzi (T x C) a naznačuje, že ani MiZax, ani HA neprispievajú k celkovému počtu plodov. Naproti tomu MiZax (ale nie HA) významne zvýšil hmotnosť rastlín, hmotnosť plodov, stolóny a nové rastliny (Obr. 7), čo naznačuje, že MiZax3 a MiZax5 významne podporujú rast rôznych kultivarov jahôd. Na základe obojsmernej ANOVA (T x Y) a (T x C) môžeme konštatovať, že rastové aktivity MiZax3 a MiZax5 v poľných podmienkach sú veľmi podobné a konzistentné.
Vyhodnotenie ošetrenia jahôd s 5 µM (T), dvoma odrodami (C) a ich interakcie (T x C). Údaje predstavujú priemer ± štandardná odchýlka. n ≥ 30, ale počet plodov na parcelu bol vypočítaný v priemere z 15 rastlín z troch parceliek (n = 6). Štatistická analýza bola vykonaná pomocou dvojfaktorovej analýzy rozptylu (ANOVA). Hviezdičky označujú štatisticky významné rozdiely v porovnaní so simuláciou (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nie je štatisticky významné). HA – kyselina humínová; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Nakoniec sme použili analýzu hlavných komponentov (PCA) na vyhodnotenie účinkov aplikovaných zlúčenín na zemiaky (T x Y) a jahody (T x C). Tieto obrázky ukazujú, že ošetrenie HA je podobné ako acetón v zemiakoch alebo voda v jahodách (obrázok 8), čo naznačuje relatívne malý pozitívny vplyv na rast rastlín. Je zaujímavé, že celkové účinky MiZax3 a MiZax5 vykazovali rovnaké rozloženie v zemiakoch (obrázok 8A), zatiaľ čo rozloženie týchto dvoch zlúčenín v jahodách bolo odlišné (obrázok 8B). Hoci MiZax3 a MiZax5 vykazovali prevažne pozitívne rozloženie v raste a výnose rastlín, analýza PCA ukázala, že aktivita regulácie rastu môže závisieť aj od druhu rastliny.
Analýza hlavných komponentov (PCA) (A) zemiakov (T x Y) a (B) jahôd (T x C). Vyhodnocovacie grafy pre obe skupiny. Čiara spájajúca jednotlivé komponenty vedie do stredu zhluku.
Stručne povedané, na základe našich piatich nezávislých terénnych štúdií dvoch cenných plodín a v súlade s našimi predchádzajúcimi správami z rokov 2020 až 202226 sú MiZax3 a MiZax5 sľubnými regulátormi rastu rastlín, ktoré môžu zlepšiť rast rastlín rôznych plodín vrátane obilnín, drevín (datľových paliem) a záhradných ovocných plodín26,27. Hoci molekulárne mechanizmy nad rámec ich biologických aktivít zostávajú nejasné, majú veľký potenciál pre poľné aplikácie. Najlepšie na tom je, že v porovnaní s kyselinou humínovou sa MiZax aplikuje v oveľa menších množstvách (mikromolárna alebo miligramová úroveň) a pozitívne účinky sú výraznejšie. Preto odhadujeme dávku MiZax3 na aplikáciu (od nízkej po vysokú koncentráciu): 3, 6 alebo 12 g/ha a dávku MiZx5: 4, 7 alebo 13 g/ha, vďaka čomu sú tieto regulátory rastu rastlín užitočné na zlepšenie výnosov plodín. Celkom uskutočniteľné.
Čas uverejnenia: 15. marca 2024