వాతావరణ మార్పు మరియు వేగవంతమైన జనాభా పెరుగుదల ప్రపంచ ఆహార భద్రతకు కీలక సవాళ్లుగా మారాయి. దీనికి ఒక ఆశాజనకమైన పరిష్కారం ఉపయోగించడంమొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాలుపంట దిగుబడులను పెంచడానికి మరియు ఎడారి వాతావరణం వంటి ప్రతికూల పెరుగుదల పరిస్థితులను అధిగమించడానికి పీజీఆర్లను (PGRs) ఉపయోగిస్తారు. ఇటీవల, కెరోటినాయిడ్ జాక్సినోన్ మరియు దాని రెండు అనలాగ్లు (MiZax3 మరియు MiZax5) గ్రీన్హౌస్ మరియు క్షేత్ర పరిస్థితులలో ధాన్యం మరియు కూరగాయల పంటలలో ఆశాజనకమైన పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే కార్యాచరణను ప్రదర్శించాయి. ఇక్కడ, మేము కంబోడియాలోని రెండు అధిక-విలువ గల కూరగాయల పంటలైన బంగాళాదుంపలు మరియు స్ట్రాబెర్రీల పెరుగుదల మరియు దిగుబడిపై MiZax3 మరియు MiZax5 యొక్క వివిధ సాంద్రతల (2021లో 5 μM మరియు 10 μM; 2022లో 2.5 μM మరియు 5 μM) ప్రభావాలను మరింతగా పరిశోధించాము. 2021 నుండి 2022 వరకు జరిగిన ఐదు స్వతంత్ర క్షేత్ర ప్రయోగాలలో, రెండు MiZaxల వాడకం మొక్కల వ్యవసాయ లక్షణాలను, దిగుబడి భాగాలను మరియు మొత్తం దిగుబడిని గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. ఇక్కడ గమనించదగ్గ విషయం ఏమిటంటే, హ్యూమిక్ యాసిడ్ (పోలిక కోసం ఇక్కడ విస్తృతంగా ఉపయోగించే ఒక వాణిజ్య సమ్మేళనం) కంటే MiZaxను చాలా తక్కువ మోతాదులో ఉపయోగించారు. అందువల్ల, ఎడారి పరిస్థితులలో మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ సాంద్రతలలో కూడా కూరగాయల పంటల పెరుగుదలను మరియు దిగుబడిని ఉత్తేజపరిచేందుకు ఉపయోగపడే, MiZax చాలా ఆశాజనకమైన మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకం అని మా ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.
ఐక్యరాజ్యసమితి ఆహార మరియు వ్యవసాయ సంస్థ (FAO) ప్రకారం, పెరుగుతున్న ప్రపంచ జనాభాకు ఆహారం అందించడానికి 2050 నాటికి మన ఆహార ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు దాదాపు మూడు రెట్లు పెరగాలి (FAO: 2050 నాటికి ప్రపంచానికి 70% ఎక్కువ ఆహారం అవసరం అవుతుంది¹). వాస్తవానికి, వేగవంతమైన జనాభా పెరుగుదల, కాలుష్యం, తెగుళ్ల వ్యాప్తి మరియు ముఖ్యంగా వాతావరణ మార్పుల వల్ల కలిగే అధిక ఉష్ణోగ్రతలు, కరువులు అన్నీ ప్రపంచ ఆహార భద్రతను ఎదుర్కొంటున్న సవాళ్లు². ఈ విషయంలో, అనుకూలత లేని పరిస్థితులలో వ్యవసాయ పంటల స్థూల దిగుబడిని పెంచడం అనేది ఈ తీవ్రమైన సమస్యకు తిరుగులేని పరిష్కారాలలో ఒకటి. అయితే, మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి ప్రధానంగా నేలలో పోషకాల లభ్యతపై ఆధారపడి ఉంటాయి మరియు కరువు, లవణీయత లేదా జీవ సంబంధిత ఒత్తిడి³,4,5 వంటి ప్రతికూల పర్యావరణ కారకాల వల్ల తీవ్రంగా పరిమితం చేయబడతాయి. ఈ ఒత్తిడులు పంటల ఆరోగ్యం మరియు అభివృద్ధిపై ప్రతికూల ప్రభావం చూపుతాయి మరియు చివరికి పంట దిగుబడి తగ్గడానికి దారితీస్తాయి⁶. అదనంగా, పరిమిత మంచినీటి వనరులు పంటల సాగునీటిపై తీవ్ర ప్రభావం చూపుతాయి, అదే సమయంలో ప్రపంచ వాతావరణ మార్పులు అనివార్యంగా సాగుభూమి విస్తీర్ణాన్ని తగ్గిస్తాయి మరియు వడగాలుల వంటి సంఘటనలు పంట ఉత్పాదకతను తగ్గిస్తాయి⁷,8. సౌదీ అరేబియాతో సహా ప్రపంచంలోని అనేక ప్రాంతాలలో అధిక ఉష్ణోగ్రతలు సర్వసాధారణం. జీవ ఉత్ప్రేరకాలు లేదా మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాల (PGRs) వాడకం, పంటల పెరుగుదల చక్రాన్ని తగ్గించి, దిగుబడిని పెంచడంలో ఉపయోగపడుతుంది. ఇది పంట తట్టుకునే శక్తిని మెరుగుపరచి, ప్రతికూల పెరుగుదల పరిస్థితులను తట్టుకోవడానికి మొక్కలకు వీలు కల్పిస్తుంది9. ఈ విషయంలో, మొక్కల పెరుగుదల మరియు ఉత్పాదకతను మెరుగుపరచడానికి జీవ ఉత్ప్రేరకాలు మరియు మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాలను సరైన గాఢతలలో ఉపయోగించవచ్చు10,11.
కెరోటినాయిడ్లు టెట్రాటెర్పెనాయిడ్లు, ఇవి ఫైటోహార్మోన్లైన అబ్సిసిక్ ఆమ్లం (ABA) మరియు స్ట్రిగోలాక్టోన్ (SL)12,13,14, అలాగే ఇటీవల కనుగొనబడిన పెరుగుదల నియంత్రకాలైన జాక్సినోన్, అనోరీన్ మరియు సైక్లోసిట్రాల్15,16,17,18,19 లకు పూర్వగాములుగా కూడా పనిచేస్తాయి. అయితే, కెరోటినాయిడ్ ఉత్పన్నాలతో సహా చాలా వాస్తవ జీవక్రియ ఉత్పన్నాలు పరిమిత సహజ వనరులను కలిగి ఉంటాయి మరియు/లేదా అస్థిరంగా ఉంటాయి, దీనివల్ల ఈ రంగంలో వాటి ప్రత్యక్ష అనువర్తనం కష్టమవుతుంది. అందువల్ల, గత కొన్ని సంవత్సరాలుగా, వ్యవసాయ అనువర్తనాల కోసం అనేక ABA మరియు SL అనలాగ్లు/మిమెటిక్స్ అభివృద్ధి చేయబడి, పరీక్షించబడ్డాయి20,21,22,23,24,25. అదేవిధంగా, మేము ఇటీవల జాక్సినోన్ (MiZax) యొక్క మిమెటిక్స్ను అభివృద్ధి చేశాము. ఇది పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే జీవక్రియ ఉత్పన్నం, ఇది వరి వేళ్ళలో చక్కెర జీవక్రియను పెంచడం మరియు SL హోమియోస్టాసిస్ను నియంత్రించడం ద్వారా దాని ప్రభావాలను చూపవచ్చు19,26. జాక్సినోన్ 3 (MiZax3) మరియు MiZax5 (రసాయన నిర్మాణాలు పటం 1Aలో చూపబడ్డాయి) యొక్క మిమెటిక్స్, హైడ్రోపోనిక్గా మరియు నేలలో పెంచిన వైల్డ్-టైప్ వరి మొక్కలలో జాక్సినోన్తో పోల్చదగిన జీవసంబంధ కార్యకలాపాలను చూపించాయి26. అంతేకాకుండా, టమాటో, ఖర్జూరం, పచ్చి మిరపకాయ మరియు గుమ్మడికాయలకు జాక్సినోన్, MiZax3 మరియు MiZx5లతో చికిత్స చేయడం వల్ల గ్రీన్హౌస్ మరియు బహిరంగ క్షేత్ర పరిస్థితులలో మొక్కల పెరుగుదల మరియు ఉత్పాదకత, అంటే మిరపకాయ దిగుబడి మరియు నాణ్యత మెరుగుపడ్డాయి, ఇది బయోస్టిమ్యులెంట్లుగా వాటి పాత్రను మరియు PGR27 వినియోగాన్ని సూచిస్తుంది. ఆసక్తికరంగా, MiZax3 మరియు MiZax5 అధిక లవణీయత పరిస్థితులలో పెరిగిన పచ్చి మిరపకాయల యొక్క లవణ సహనాన్ని కూడా మెరుగుపరిచాయి, మరియు జింక్-కలిగిన మెటల్-ఆర్గానిక్ ఫ్రేమ్వర్క్లతో ఎన్క్యాప్సులేట్ చేసినప్పుడు MiZax3 పండులోని జింక్ కంటెంట్ను పెంచింది7,28.
(A) MiZax3 మరియు MiZax5 యొక్క రసాయన నిర్మాణం. (B) బహిరంగ క్షేత్ర పరిస్థితులలో బంగాళాదుంప మొక్కలపై 5 µM మరియు 10 µM గాఢతలలో MZ3 మరియు MZ5 లను ఆకులపై పిచికారీ చేయడం వల్ల కలిగే ప్రభావం. ఈ ప్రయోగం 2021లో జరుగుతుంది. డేటా సగటు ± ప్రామాణిక విచలనం (SD) రూపంలో ఇవ్వబడింది. n≥15. గణాంక విశ్లేషణను వన్-వే అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA) మరియు ట్యూకీ యొక్క పోస్ట్ హాక్ పరీక్షను ఉపయోగించి నిర్వహించారు. సిమ్యులేషన్తో పోల్చినప్పుడు గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన తేడాలను ఆస్టరిస్క్లు సూచిస్తాయి (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ముఖ్యమైనది కాదు). HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
ఈ అధ్యయనంలో, మేము MiZax (MiZax3 మరియు MiZax5)ను మూడు పత్ర సాంద్రతలలో (2021లో 5 µM మరియు 10 µM, మరియు 2022లో 2.5 µM మరియు 5 µM) మూల్యాంకనం చేసి, వాటిని బంగాళాదుంప (Solanum tuberosum L)తో పోల్చాము. వాణిజ్య పెరుగుదల నియంత్రకం అయిన హ్యూమిక్ ఆమ్లం (HA)ను, 2021 మరియు 2022లో స్ట్రాబెర్రీ గ్రీన్హౌస్ ప్రయోగాలలో మరియు విలక్షణమైన ఎడారి వాతావరణ ప్రాంతమైన సౌదీ అరేబియా రాజ్యంలో నాలుగు క్షేత్ర ప్రయోగాలలో స్ట్రాబెర్రీలతో (Fragaria ananassa) పోల్చాము. HA అనేది నేల పోషకాల వినియోగాన్ని పెంచడం మరియు హార్మోన్ల సమతుల్యతను నియంత్రించడం ద్వారా పంట పెరుగుదలను ప్రోత్సహించడం వంటి అనేక ప్రయోజనకరమైన ప్రభావాలతో, విస్తృతంగా ఉపయోగించే ఒక జీవ ఉత్ప్రేరకం అయినప్పటికీ, మా ఫలితాలు MiZax, HA కంటే శ్రేష్ఠమైనదని సూచిస్తున్నాయి.
డైమండ్ రకానికి చెందిన బంగాళాదుంప దుంపలను సౌదీ అరేబియాలోని జెద్దాలో ఉన్న జబ్బర్ నాసర్ అల్ బిషి ట్రేడింగ్ కంపెనీ నుండి కొనుగోలు చేయడం జరిగింది. “స్వీట్ చార్లీ” మరియు “ఫెస్టివల్” అనే రెండు స్ట్రాబెర్రీ రకాల మొక్కలను మరియు హ్యూమిక్ ఆమ్లాన్ని సౌదీ అరేబియాలోని రియాద్లో ఉన్న మోడరన్ అగ్రిటెక్ కంపెనీ నుండి కొనుగోలు చేయడం జరిగింది. ఈ పనిలో ఉపయోగించిన మొక్కల పదార్థాలన్నీ, అంతరించిపోతున్న జాతులపై పరిశోధనలకు సంబంధించిన IUCN విధాన ప్రకటనకు మరియు అంతరించిపోతున్న వన్యప్రాణులు, వృక్షజాలాల వాణిజ్యంపై జరిగిన ఒప్పందానికి అనుగుణంగా ఉన్నాయి.
ప్రయోగాత్మక ప్రదేశం సౌదీ అరేబియాలోని హదా అల్-షామ్లో (21°48′3″N, 39°43′25″E) ఉంది. నేల ఇసుకతో కూడిన లోమ్ రకానికి చెందినది, pH 7.8, EC 1.79 dcm-130. నేల లక్షణాలు అనుబంధ పట్టిక S1లో చూపబడ్డాయి.
గ్రీన్హౌస్ పరిస్థితులలో పెరుగుదల లక్షణాలు మరియు పూత సమయంపై 10 μM MiZax3 మరియు MiZax5 తో ఆకులపై పిచికారీ చేసే ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి, 3 నిజమైన ఆకుల దశలలో ఉన్న స్ట్రాబెర్రీ (ఫ్రాగారియా x అనానస్సా D. var. ఫెస్టివల్) నారు మొక్కలను మూడు సమూహాలుగా విభజించారు. ఆకులపై నీటిని (0.1% అసిటోన్ కలిపిన) పిచికారీ చేయడాన్ని ఒక నమూనా చికిత్సగా ఉపయోగించారు. MiZax ఆకు పిచికారీలను ఒక వారం వ్యవధిలో 7 సార్లు చేశారు. వరుసగా సెప్టెంబర్ 15 మరియు 28, 2021 తేదీలలో రెండు స్వతంత్ర ప్రయోగాలు నిర్వహించబడ్డాయి. ప్రతి సమ్మేళనం యొక్క ప్రారంభ మోతాదు 50 ml, ఆ తర్వాత క్రమంగా పెంచి చివరి మోతాదు 250 ml కి చేర్చారు. వరుసగా రెండు వారాల పాటు, ప్రతిరోజూ పూత పూసిన మొక్కల సంఖ్యను నమోదు చేసి, నాల్గవ వారం ప్రారంభంలో పూత రేటును లెక్కించారు. పెరుగుదల లక్షణాలను నిర్ధారించడానికి, పెరుగుదల దశ చివరిలో మరియు పునరుత్పత్తి దశ ప్రారంభంలో ఆకుల సంఖ్య, మొక్క పచ్చి మరియు పొడి బరువు, మొత్తం ఆకుల విస్తీర్ణం మరియు మొక్కకు స్టోలన్ల సంఖ్యను కొలిచారు. ఆకు విస్తీర్ణాన్ని లీఫ్ ఏరియా మీటర్ ఉపయోగించి కొలిచారు మరియు తాజా నమూనాలను 100°C వద్ద 48 గంటల పాటు ఓవెన్లో ఆరబెట్టారు.
రెండు క్షేత్ర ప్రయోగాలు నిర్వహించబడ్డాయి: ముందుగా మరియు ఆలస్యంగా దున్నడం. "డైమండ్" రకం బంగాళాదుంప దుంపలను వరుసగా ముందుగా మరియు ఆలస్యంగా పక్వానికి వచ్చే కాలాలకు అనుగుణంగా నవంబర్ మరియు ఫిబ్రవరి నెలల్లో నాటారు. బయోస్టిమ్యులెంట్లను (MiZax-3 మరియు -5) 5.0 మరియు 10.0 µM (2021) మరియు 2.5 మరియు 5.0 µM (2022) గాఢతలలో అందించారు. వారానికి 8 సార్లు 1 గ్రా/లీ చొప్పున హ్యూమిక్ ఆమ్లం (HA)ను పిచికారీ చేశారు. నీరు లేదా అసిటోన్ను నెగటివ్ కంట్రోల్గా ఉపయోగించారు. క్షేత్ర పరీక్ష రూపకల్పన (సప్లిమెంటరీ ఫిగర్ S1)లో చూపబడింది. క్షేత్ర ప్రయోగాలను నిర్వహించడానికి 2.5 మీ × 3.0 మీ ప్లాట్ వైశాల్యంతో రాండమైజ్డ్ కంప్లీట్ బ్లాక్ డిజైన్ (RCBD)ను ఉపయోగించారు. ప్రతి ట్రీట్మెంట్ను స్వతంత్ర ప్రతిరూపాలుగా మూడుసార్లు పునరావృతం చేశారు. ప్రతి ప్లాట్ మధ్య దూరం 1.0 మీ, మరియు ప్రతి బ్లాక్ మధ్య దూరం 2.0 మీ. మొక్కల మధ్య దూరం 0.6 మీ, వరుసల మధ్య దూరం 1 మీ. బంగాళాదుంప మొక్కలకు ప్రతిరోజూ డ్రిప్ పద్ధతిలో, ప్రతి డ్రాపర్కు 3.4 లీటర్ల చొప్పున నీటిని అందించారు. మొక్కలకు నీరు అందించడానికి ఈ వ్యవస్థ రోజుకు రెండుసార్లు, ప్రతిసారి 10 నిమిషాల పాటు పనిచేస్తుంది. కరువు పరిస్థితులలో బంగాళాదుంపలను పండించడానికి సిఫార్సు చేయబడిన అన్ని వ్యవసాయ సాంకేతిక పద్ధతులను అనువర్తించారు³¹. నాటిన నాలుగు నెలల తర్వాత, ప్రామాణిక పద్ధతులను ఉపయోగించి మొక్క ఎత్తు (సెం.మీ), మొక్కకు కొమ్మల సంఖ్య, బంగాళాదుంపల కూర్పు మరియు దిగుబడి, మరియు దుంపల నాణ్యతను కొలిచారు.
రెండు స్ట్రాబెర్రీ రకాల (స్వీట్ చార్లీ మరియు ఫెస్టివల్) నారుమొక్కలను క్షేత్ర పరిస్థితులలో పరీక్షించారు. బయోస్టిమ్యులెంట్లను (MiZax-3 మరియు -5) 5.0 మరియు 10.0 µM (2021) మరియు 2.5 మరియు 5.0 µM (2022) గాఢతలలో వారానికి ఎనిమిది సార్లు ఆకులపై పిచికారీ చేశారు. MiZax-3 మరియు -5 లతో పాటు సమాంతరంగా, లీటరుకు 1 గ్రాము HA ను ఆకులపై పిచికారీగా ఉపయోగించండి, మరియు ప్రతికూల నియంత్రణగా H2O నియంత్రణ మిశ్రమాన్ని లేదా అసిటోన్ను వాడండి. స్ట్రాబెర్రీ నారుమొక్కలను నవంబర్ ప్రారంభంలో 2.5 x 3 మీటర్ల ప్లాట్లో, మొక్కల మధ్య 0.6 మీటర్ల దూరం మరియు వరుసల మధ్య 1 మీటర్ దూరంతో నాటారు. ఈ ప్రయోగాన్ని RCBD వద్ద నిర్వహించి, మూడుసార్లు పునరావృతం చేశారు. 0.6 మీటర్ల దూరంలో అమర్చిన మరియు 3.4 లీటర్ల సామర్థ్యం గల డ్రిప్పర్లను ఉపయోగించి, బిందు సేద్యం పద్ధతిని ఉపయోగించి మొక్కలకు ప్రతిరోజూ ఉదయం 7:00 మరియు సాయంత్రం 17:00 గంటలకు 10 నిమిషాల పాటు నీరు పెట్టారు. పెరుగుదల కాలంలో వ్యవసాయ సాంకేతిక అంశాలు మరియు దిగుబడి పారామితులను కొలిచారు. TSS (%), విటమిన్ C32, ఆమ్లత్వం మరియు మొత్తం ఫినాలిక్ కంటెంట్33తో సహా పండ్ల నాణ్యతను కింగ్ అబ్దుల్అజీజ్ విశ్వవిద్యాలయం యొక్క కోతానంతర శరీరధర్మశాస్త్రం మరియు సాంకేతిక ప్రయోగశాలలో అంచనా వేశారు.
డేటాను సగటులుగా మరియు వైవిధ్యాలను ప్రామాణిక విచలనాలుగా వ్యక్తీకరించారు. గణాంక ప్రాముఖ్యతను p < 0.05 సంభావ్యతా స్థాయిలో ట్యూకీ యొక్క బహుళ పోలిక పరీక్షను ఉపయోగించి వన్-వే ANOVA (ఒక-మార్గం ANOVA) లేదా టూ-వే ANOVA ద్వారా లేదా గణనీయమైన తేడాలను గుర్తించడానికి రెండు-తోకల స్టూడెంట్ t పరీక్షను ఉపయోగించి నిర్ణయించారు (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001). అన్ని గణాంక వివరణలు గ్రాఫ్ప్యాడ్ ప్రిజం వెర్షన్ 8.3.0 ఉపయోగించి నిర్వహించబడ్డాయి. బహుళచర గణాంక పద్ధతి అయిన ప్రిన్సిపల్ కాంపోనెంట్ అనాలిసిస్ (PCA)ను ఉపయోగించి R ప్యాకేజీ 34 ద్వారా అనుబంధాలను పరీక్షించారు.
గత నివేదికలో, ఉద్యానవన మొక్కలలో 5 మరియు 10 μM గాఢతలలో MiZax యొక్క పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే కార్యాచరణను మేము ప్రదర్శించాము మరియు సాయిల్ ప్లాంట్ అసె (SPAD)27లో క్లోరోఫిల్ సూచికను మెరుగుపరిచాము. ఈ ఫలితాల ఆధారంగా, 2021లో ఎడారి వాతావరణంలో క్షేత్ర ప్రయోగాలలో, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఒక ముఖ్యమైన ఆహార పంట అయిన బంగాళాదుంపపై MiZax ప్రభావాలను అంచనా వేయడానికి మేము అదే గాఢతలను ఉపయోగించాము. ముఖ్యంగా, కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క అంతిమ ఉత్పత్తి అయిన పిండిపదార్థం (స్టార్చ్) పేరుకుపోవడాన్ని MiZax పెంచగలదా అని పరీక్షించడంలో మాకు ఆసక్తి ఉంది. మొత్తంమీద, హ్యూమిక్ ఆమ్లం (HA)తో పోలిస్తే MiZax వాడకం బంగాళాదుంప మొక్కల పెరుగుదలను మెరుగుపరిచింది, ఫలితంగా మొక్క ఎత్తు, జీవపదార్థం మరియు కొమ్మల సంఖ్య పెరిగాయి (పటం 1B). అదనంగా, 10 μMతో పోలిస్తే 5 μM MiZax3 మరియు MiZax5 మొక్క ఎత్తు, కొమ్మల సంఖ్య మరియు మొక్క జీవపదార్థాన్ని పెంచడంలో బలమైన ప్రభావాన్ని చూపాయని మేము గమనించాము (పటం 1B). మెరుగైన పెరుగుదలతో పాటు, కోసిన దుంపల సంఖ్య మరియు బరువు ద్వారా కొలిచినప్పుడు, MiZax దిగుబడిని కూడా పెంచింది. MiZaxను 10 μM గాఢతలో ఇచ్చినప్పుడు మొత్తం ప్రయోజనకరమైన ప్రభావం తక్కువగా కనిపించింది, దీనిని బట్టి ఈ సమ్మేళనాలను దీని కంటే తక్కువ గాఢతలలో ఇవ్వాలని సూచిస్తుంది (పటం 1B). అదనంగా, ఎసిటోన్ (మాక్) మరియు నీరు (నియంత్రణ) చికిత్సల మధ్య నమోదు చేసిన అన్ని పారామితులలో మేము ఎటువంటి తేడాలను గమనించలేదు, దీనిని బట్టి గమనించిన పెరుగుదల మాడ్యులేషన్ ప్రభావాలు ద్రావకం వల్ల కలగలేదని తెలుస్తుంది, ఇది మా మునుపటి నివేదిక27కు అనుగుణంగా ఉంది.
సౌదీ అరేబియాలో బంగాళాదుంపల సాగు కాలంలో పంట త్వరగా మరియు ఆలస్యంగా పక్వానికి రావడం జరుగుతుంది కాబట్టి, బహిరంగ క్షేత్రాల కాలానుగుణ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి, మేము 2022లో రెండు సీజన్ల పాటు తక్కువ గాఢతలను (2.5 మరియు 5 µM) ఉపయోగించి రెండవ క్షేత్ర అధ్యయనాన్ని నిర్వహించాము (అనుబంధ చిత్రం S2A). ఊహించినట్లుగానే, 5 μM MiZax యొక్క రెండు ప్రయోగాలు కూడా మొదటి ప్రయోగంలో మాదిరిగానే పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే ప్రభావాలను చూపించాయి: మొక్క ఎత్తు పెరగడం, కొమ్మలు పెరగడం, అధిక జీవపదార్థం మరియు దుంపల సంఖ్య పెరగడం (చిత్రం 2; అనుబంధ చిత్రం S3). ముఖ్యంగా, మేము 2.5 μM గాఢత వద్ద ఈ PGRల యొక్క గణనీయమైన ప్రభావాలను గమనించాము, అయితే GA చికిత్స ఊహించిన ప్రభావాలను చూపించలేదు. ఈ ఫలితం MiZaxను ఊహించిన దానికంటే తక్కువ గాఢతలలో కూడా ఉపయోగించవచ్చని సూచిస్తుంది. అదనంగా, MiZax ప్రయోగం దుంపల పొడవు మరియు వెడల్పును కూడా పెంచింది (అనుబంధ చిత్రం S2B). మేము దుంప బరువులో కూడా గణనీయమైన పెరుగుదలను కనుగొన్నాము, కానీ 2.5 µM గాఢతను రెండు నాట్లు వేసే సీజన్లలో మాత్రమే ప్రయోగించడం జరిగింది.
2022లో KAU క్షేత్రంలో, త్వరగా పక్వానికి వచ్చే బంగాళాదుంప మొక్కలపై MiZax ప్రభావాన్ని మొక్కల బాహ్య లక్షణాల పరంగా అంచనా వేయడం జరిగింది. దత్తాంశం సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తుంది. n≥15. గణాంక విశ్లేషణను వన్-వే అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA) మరియు ట్యూకీ యొక్క పోస్ట్ హాక్ పరీక్షను ఉపయోగించి నిర్వహించారు. సిమ్యులేషన్తో పోల్చినప్పుడు గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన తేడాలను నక్షత్ర గుర్తులు సూచిస్తాయి (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ముఖ్యమైనది కాదు). HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
చికిత్స (T) మరియు సంవత్సరం (Y) యొక్క ప్రభావాలను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, వాటి పరస్పర చర్యను (T x Y) పరిశీలించడానికి టూ-వే ANOVA ఉపయోగించబడింది. అన్ని బయోస్టిమ్యులెంట్లు (T) బంగాళాదుంప మొక్క ఎత్తు మరియు బయోమాస్ను గణనీయంగా పెంచినప్పటికీ, MiZax3 మరియు MiZax5 మాత్రమే దుంపల సంఖ్య మరియు బరువును గణనీయంగా పెంచాయి, ఇది రెండు MiZax లకు బంగాళాదుంప దుంపల యొక్క ద్విదిశాత్మక ప్రతిస్పందనలు ప్రాథమికంగా ఒకే విధంగా ఉన్నాయని సూచిస్తుంది (పటం 3). అదనంగా, సీజన్ ప్రారంభంలో వాతావరణం (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) వేడిగా మారుతుంది (సగటు 28 °C మరియు 52% తేమ (2022)), ఇది మొత్తం దుంప బయోమాస్ను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది (పటం 2; అనుబంధ పటం S3).
బంగాళాదుంపలపై 5 µm ట్రీట్మెంట్ (T), సంవత్సరం (Y) మరియు వాటి పరస్పర చర్య (T x Y) యొక్క ప్రభావాలను అధ్యయనం చేయండి. డేటా సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తుంది. n ≥ 30. టూ-వే అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA) ఉపయోగించి గణాంక విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. సిమ్యులేషన్తో పోల్చినప్పుడు గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన తేడాలను ఆస్టరిస్క్లు సూచిస్తాయి (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ముఖ్యమైనది కాదు). HA – హ్యూమిక్ యాసిడ్; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
అయితే, మైజాక్స్ చికిత్స ఆలస్యంగా పరిపక్వత చెందే మొక్కల పెరుగుదలను ఉత్తేజపరిచేందుకు దోహదపడింది. మొత్తం మీద, మా మూడు స్వతంత్ర ప్రయోగాలు, కొమ్మల సంఖ్యను పెంచడం ద్వారా మైజాక్స్ వాడకం మొక్క నిర్మాణంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుందని నిస్సందేహంగా నిరూపించాయి. వాస్తవానికి, మైజాక్స్ చికిత్స తర్వాత కొమ్మల సంఖ్యపై (T) మరియు (Y) మధ్య గణనీయమైన ద్విముఖ పరస్పర చర్య ప్రభావం ఉంది (పటం 3). ఈ ఫలితం, స్ట్రిగోలాక్టోన్ (SL) జీవసంశ్లేషణకు ప్రతికూల నియంత్రకాలుగా వాటి చర్యకు అనుగుణంగా ఉంది26. అదనంగా, జాక్సినోన్ చికిత్స వరి వేళ్ళలో పిండిపదార్థం పేరుకుపోవడానికి కారణమవుతుందని మేము గతంలో చూపించాము35, ఇది మైజాక్స్ చికిత్స తర్వాత బంగాళాదుంప దుంపల పరిమాణం మరియు బరువులో పెరుగుదలను వివరించగలదు, ఎందుకంటే దుంపలు ప్రధానంగా పిండిపదార్థంతో కూడి ఉంటాయి.
పండ్ల పంటలు ముఖ్యమైన ఆర్థిక మొక్కలు. స్ట్రాబెర్రీలు కరువు మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వంటి నిర్జీవ ఒత్తిడి పరిస్థితులకు సున్నితంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, మేము ఆకులపై MiZaxను పిచికారీ చేయడం ద్వారా స్ట్రాబెర్రీలపై దాని ప్రభావాన్ని పరిశోధించాము. స్ట్రాబెర్రీ పెరుగుదలపై (ఫెస్టివల్ రకం) దాని ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి, మేము మొదట 10 µM గాఢతలో MiZaxను అందించాము. ఆసక్తికరంగా, MiZax3 స్టోలన్ల సంఖ్యను గణనీయంగా పెంచిందని, ఇది కొమ్మలు పెరగడానికి దారితీసిందని మేము గమనించాము. అదే సమయంలో, గ్రీన్హౌస్ పరిస్థితులలో MiZax5 పూత రేటు, మొక్క బయోమాస్ మరియు ఆకు విస్తీర్ణాన్ని మెరుగుపరిచింది (అనుబంధ చిత్రం S4). ఇది ఈ రెండు సమ్మేళనాలు జీవశాస్త్రపరంగా విభిన్నంగా ఉండవచ్చని సూచిస్తుంది. సంఘటనలు 26,27. నిజ జీవిత వ్యవసాయ పరిస్థితులలో స్ట్రాబెర్రీలపై వాటి ప్రభావాలను మరింతగా అర్థం చేసుకోవడానికి, మేము 2021లో పాక్షిక-ఇసుక నేలలో పెరిగిన స్ట్రాబెర్రీ మొక్కలకు (స్వీట్ చార్లీ రకం) 5 మరియు 10 μM MiZaxను వర్తింపజేస్తూ క్షేత్రస్థాయి ప్రయోగాలు నిర్వహించాము (చిత్రం S5A). GC తో పోల్చినప్పుడు, మేము మొక్కల జీవద్రవ్యంలో పెరుగుదలను గమనించలేదు, కానీ పండ్ల సంఖ్యలో పెరుగుదల ధోరణిని కనుగొన్నాము (పటం C6A-B). అయితే, MiZax వాడకం వల్ల ఒక్కో పండు బరువు గణనీయంగా పెరిగింది మరియు ఇది గాఢతపై ఆధారపడి ఉంటుందని సూచించింది (అనుబంధ పటం S5B; అనుబంధ పటం S6B), ఇది ఎడారి పరిస్థితులలో వాడినప్పుడు స్ట్రాబెర్రీ పండ్ల నాణ్యతపై ఈ మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాల ప్రభావాన్ని సూచిస్తుంది.
పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే ప్రభావం రకం రకాన్ని బట్టి మారుతుందో లేదో అర్థం చేసుకోవడానికి, మేము సౌదీ అరేబియాలోని రెండు వాణిజ్య స్ట్రాబెర్రీ రకాలను (స్వీట్ చార్లీ మరియు ఫెస్టివల్) ఎంచుకుని, 2022లో తక్కువ గాఢతలలో MiZax (2.5 మరియు 5 µM) ఉపయోగించి రెండు క్షేత్ర అధ్యయనాలను నిర్వహించాము. స్వీట్ చార్లీ విషయంలో, మొత్తం పండ్ల సంఖ్య గణనీయంగా పెరగనప్పటికీ, MiZaxతో చికిత్స పొందిన మొక్కల పండ్ల బయోమాస్ సాధారణంగా ఎక్కువగా ఉంది, మరియు MiZax3 చికిత్స తర్వాత ప్లాట్కు పండ్ల సంఖ్య పెరిగింది (పటం 4). ఈ డేటా MiZax3 మరియు MiZax5 యొక్క జీవసంబంధ కార్యకలాపాలు భిన్నంగా ఉండవచ్చని మరింతగా సూచిస్తుంది. అదనంగా, Myzaxతో చికిత్స చేసిన తర్వాత, మేము మొక్కల తాజా మరియు పొడి బరువులో, అలాగే మొక్కల కాండాల పొడవులో పెరుగుదలను గమనించాము. స్టోలన్లు మరియు కొత్త మొక్కల సంఖ్య విషయానికి వస్తే, మేము 5 μM MiZax వద్ద మాత్రమే పెరుగుదలను కనుగొన్నాము (పటం 4), ఇది సరైన MiZax సమన్వయం మొక్క జాతిపై ఆధారపడి ఉంటుందని సూచిస్తుంది.
2022లో KAU క్షేత్రాలలో నిర్వహించిన, మొక్కల నిర్మాణం మరియు స్ట్రాబెర్రీ దిగుబడి (స్వీట్ చార్లీ రకం) పై MiZax యొక్క ప్రభావం. డేటా సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తుంది. n ≥ 15, కానీ ప్రతి ప్లాట్లోని పండ్ల సంఖ్యను మూడు ప్లాట్ల నుండి 15 మొక్కల సగటు ఆధారంగా లెక్కించారు (n = 3). గణాంక విశ్లేషణను వన్-వే అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA) మరియు ట్యూకీ యొక్క పోస్ట్ హాక్ పరీక్ష లేదా టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ t పరీక్షను ఉపయోగించి నిర్వహించారు. సిమ్యులేషన్తో పోల్చినప్పుడు గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన తేడాలను ఆస్టరిస్క్లు సూచిస్తాయి (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ముఖ్యమైనది కాదు). HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
మేము ఫెస్టివల్ రకం స్ట్రాబెర్రీలలో పండ్ల బరువు మరియు మొక్క బయోమాస్ పరంగా ఇలాంటి పెరుగుదలను ప్రేరేపించే చర్యను గమనించాము (పటం 5), కానీ మొక్కకు లేదా ప్లాట్కు మొత్తం పండ్ల సంఖ్యలో గణనీయమైన తేడాలను కనుగొనలేదు (పటం 5). ఆసక్తికరంగా, MiZax వాడకం మొక్క పొడవును మరియు స్టోలన్ల సంఖ్యను పెంచింది, ఇది ఈ మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాలను పండ్ల పంటల పెరుగుదలను మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించవచ్చని సూచిస్తుంది (పటం 5). అదనంగా, పొలం నుండి సేకరించిన రెండు రకాల పండ్ల నాణ్యతను అర్థం చేసుకోవడానికి మేము అనేక జీవరసాయన పారామితులను కొలిచాము, కానీ అన్ని చికిత్సల మధ్య మేము ఎటువంటి తేడాలను పొందలేదు (అనుబంధ పటం S7; అనుబంధ పటం S8).
2022లో KAU క్షేత్రంలో (పండుగ రకం) మొక్కల నిర్మాణం మరియు స్ట్రాబెర్రీ దిగుబడిపై MiZax యొక్క ప్రభావం. డేటా సగటు ± ప్రామాణిక విచలనం. n ≥ 15, కానీ ప్రతి ప్లాట్లోని పండ్ల సంఖ్యను మూడు ప్లాట్ల నుండి 15 మొక్కల సగటు ఆధారంగా లెక్కించారు (n = 3). గణాంక విశ్లేషణను వన్-వే అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA) మరియు ట్యూకీ యొక్క పోస్ట్ హాక్ పరీక్ష లేదా టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ t పరీక్షను ఉపయోగించి నిర్వహించారు. సిమ్యులేషన్తో పోల్చినప్పుడు గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన తేడాలను ఆస్టరిస్క్లు సూచిస్తాయి (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ముఖ్యమైనది కాదు). HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
స్ట్రాబెర్రీలపై మేము చేసిన అధ్యయనాలలో, MiZax3 మరియు MiZax5 యొక్క జీవసంబంధ కార్యకలాపాలు భిన్నంగా ఉన్నాయని తేలింది. వాటి పరస్పర చర్యను (T x Y) నిర్ధారించడానికి, మేము మొదటగా ఒకే రకం (స్వీట్ చార్లీ) పై ట్రీట్మెంట్ (T) మరియు సంవత్సరం (Y) యొక్క ప్రభావాలను టూ-వే ANOVA ఉపయోగించి పరిశీలించాము. దీని ప్రకారం, స్ట్రాబెర్రీ రకం (స్వీట్ చార్లీ) పై HA ఎటువంటి ప్రభావాన్ని చూపలేదు, అయితే 5 μM MiZax3 మరియు MiZax5 మొక్క మరియు పండ్ల బయోమాస్ను గణనీయంగా పెంచాయి (పటం 6). ఇది స్ట్రాబెర్రీ ఉత్పత్తిని ప్రోత్సహించడంలో ఈ రెండు MiZaxల యొక్క టూ-వే ఇంటరాక్షన్లు చాలా సారూప్యంగా ఉన్నాయని సూచిస్తుంది.
స్ట్రాబెర్రీల (cv. స్వీట్ చార్లీ) పై 5 µM చికిత్స (T), సంవత్సరం (Y) మరియు వాటి పరస్పర చర్య (T x Y) యొక్క ప్రభావాలను అంచనా వేయండి. డేటా సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తుంది. n ≥ 30. ద్విదిశా విశ్లేషణ (ANOVA) ఉపయోగించి గణాంక విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. సిమ్యులేషన్తో పోల్చినప్పుడు గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన తేడాలను ఆస్టరిస్క్లు సూచిస్తాయి (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ముఖ్యమైనది కాదు). HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
అదనంగా, రెండు రకాల సాగు మొక్కలపై MiZax చర్య కొద్దిగా భిన్నంగా ఉన్నందున (పటం 4; పటం 5), మేము చికిత్స (T) మరియు రెండు రకాల సాగు మొక్కలను (C) పోల్చుతూ ద్విదిశా ANOVAను నిర్వహించాము. మొదటగా, ఏ చికిత్స కూడా ప్లాట్కు పండ్ల సంఖ్యను ప్రభావితం చేయలేదు (పటం 7), ఇది (T x C) మధ్య గణనీయమైన పరస్పర చర్య లేదని సూచిస్తుంది మరియు మొత్తం పండ్ల సంఖ్యకు MiZax గానీ HA గానీ దోహదపడలేదని సూచిస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, MiZax (కానీ HA కాదు) మొక్క బరువు, పండ్ల బరువు, స్టోలన్లు మరియు కొత్త మొక్కలను గణనీయంగా పెంచింది (పటం 7), ఇది MiZax3 మరియు MiZax5 వివిధ స్ట్రాబెర్రీ మొక్కల సాగు మొక్కల రకాల పెరుగుదలను గణనీయంగా ప్రోత్సహిస్తాయని సూచిస్తుంది. ద్విదిశా ANOVA (T x Y) మరియు (T x C) ఆధారంగా, క్షేత్ర పరిస్థితులలో MiZax3 మరియు MiZax5 యొక్క పెరుగుదలను ప్రోత్సహించే చర్యలు చాలా సారూప్యంగా మరియు స్థిరంగా ఉన్నాయని మనం నిర్ధారించవచ్చు.
5 µM (T), రెండు రకాలు (C) మరియు వాటి పరస్పర చర్య (T x C) తో స్ట్రాబెర్రీ చికిత్స యొక్క మూల్యాంకనం. డేటా సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తుంది. n ≥ 30, కానీ ప్రతి ప్లాట్లోని పండ్ల సంఖ్యను మూడు ప్లాట్ల నుండి 15 మొక్కల సగటు ఆధారంగా లెక్కించారు (n = 6). గణాంక విశ్లేషణను టూ-వే అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA) ఉపయోగించి నిర్వహించారు. సిమ్యులేషన్తో పోల్చినప్పుడు గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన తేడాలను ఆస్టరిస్క్లు సూచిస్తాయి (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ముఖ్యమైనది కాదు). HA – హ్యూమిక్ ఆమ్లం; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
చివరగా, బంగాళాదుంపలు (T x Y) మరియు స్ట్రాబెర్రీలపై (T x C) ప్రయోగించిన సమ్మేళనాల ప్రభావాలను అంచనా వేయడానికి మేము ప్రధాన భాగ విశ్లేషణ (PCA)ను ఉపయోగించాము. ఈ చిత్రాలు బంగాళాదుంపలలో HA చికిత్స అసిటోన్ లేదా స్ట్రాబెర్రీలలో నీటితో సమానంగా ఉందని చూపిస్తున్నాయి (చిత్రం 8), ఇది మొక్కల పెరుగుదలపై సాపేక్షంగా చిన్న సానుకూల ప్రభావాన్ని సూచిస్తుంది. ఆసక్తికరంగా, MiZax3 మరియు MiZax5 యొక్క మొత్తం ప్రభావాలు బంగాళాదుంపలో ఒకే పంపిణీని చూపించాయి (చిత్రం 8A), అయితే స్ట్రాబెర్రీలో ఈ రెండు సమ్మేళనాల పంపిణీ భిన్నంగా ఉంది (చిత్రం 8B). MiZax3 మరియు MiZax5 మొక్కల పెరుగుదల మరియు దిగుబడిలో ప్రధానంగా సానుకూల పంపిణీని చూపించినప్పటికీ, పెరుగుదల నియంత్రణ చర్య మొక్కల జాతులపై కూడా ఆధారపడి ఉండవచ్చని PCA విశ్లేషణ సూచించింది.
(A) బంగాళాదుంపలు (T x Y) మరియు (B) స్ట్రాబెర్రీల (T x C) యొక్క ప్రధాన భాగ విశ్లేషణ (PCA). రెండు సమూహాల స్కోర్ ప్లాట్లు. ప్రతి భాగాన్ని కలిపే ఒక రేఖ క్లస్టర్ కేంద్రానికి దారితీస్తుంది.
సారాంశంలో, రెండు విలువైన పంటలపై మేము చేసిన ఐదు స్వతంత్ర క్షేత్ర అధ్యయనాల ఆధారంగా మరియు 2020 నుండి 2022 వరకు మా మునుపటి నివేదికలకు అనుగుణంగా26, MiZax3 మరియు MiZax5 అనేవి వివిధ పంటల పెరుగుదలను మెరుగుపరచగల ఆశాజనకమైన మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాలు. వీటిలో ధాన్యాలు, కలప మొక్కలు (ఖర్జూర చెట్లు) మరియు ఉద్యానవన పండ్ల పంటలు26,27 ఉన్నాయి. వాటి జీవసంబంధ కార్యకలాపాలకు మించిన అణు యంత్రాంగాలు ఇంకా అంతుచిక్కనప్పటికీ, క్షేత్ర అనువర్తనాలకు వీటికి గొప్ప సామర్థ్యం ఉంది. అన్నింటికన్నా ముఖ్యంగా, హ్యూమిక్ ఆమ్లంతో పోలిస్తే, MiZax చాలా తక్కువ పరిమాణంలో (మైక్రోమోలార్ లేదా మిల్లీగ్రామ్ స్థాయిలో) వాడబడుతుంది మరియు సానుకూల ప్రభావాలు మరింత స్పష్టంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, మేము ప్రతి వినియోగానికి MiZax3 మోతాదును (తక్కువ నుండి అధిక సాంద్రత వరకు): 3, 6 లేదా 12 గ్రా/హెక్టారుకు మరియు MiZx5 మోతాదును: 4, 7 లేదా 13 గ్రా/హెక్టారుకుగా అంచనా వేస్తున్నాము, ఇది పంట దిగుబడులను మెరుగుపరచడానికి ఈ PGRలను ఉపయోగకరంగా చేస్తుంది. ఇది చాలా సులభంగా చేయగలిగేది.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: మార్చి-15-2024



