આબોહવા પરિવર્તન અને ઝડપી વસ્તી વૃદ્ધિ વૈશ્વિક ખાદ્ય સુરક્ષા માટે મુખ્ય પડકારો બની ગયા છે. એક આશાસ્પદ ઉકેલ એ છે કેછોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો(PGRs) પાકની ઉપજ વધારવા અને રણની આબોહવા જેવી પ્રતિકૂળ વૃદ્ધિની પરિસ્થિતિઓને દૂર કરવા માટે. તાજેતરમાં, કેરોટીનોઇડ ઝેક્સીનોન અને તેના બે એનાલોગ (MiZax3 અને MiZax5) એ ગ્રીનહાઉસ અને ખેતરની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ અનાજ અને શાકભાજી પાકોમાં આશાસ્પદ વૃદ્ધિ-પ્રોત્સાહન પ્રવૃત્તિ દર્શાવી છે. અહીં, અમે કંબોડિયામાં બે ઉચ્ચ-મૂલ્યવાળા શાકભાજી પાકોના વિકાસ અને ઉપજ પર MiZax3 અને MiZax5 (2021 માં 5 μM અને 10 μM; 2022 માં 2.5 μM અને 5 μM) ની વિવિધ સાંદ્રતાઓની અસરોની વધુ તપાસ કરી: બટાકા અને સાઉદી અરેબિયન સ્ટ્રોબેરી. અરેબિયા. 2021 થી 2022 સુધીના પાંચ સ્વતંત્ર ક્ષેત્ર પરીક્ષણોમાં, બંને MiZax ના ઉપયોગથી છોડની કૃષિ લાક્ષણિકતાઓ, ઉપજ ઘટકો અને એકંદર ઉપજમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે. એ નોંધવું યોગ્ય છે કે MiZax નો ઉપયોગ હ્યુમિક એસિડ (અહીં સરખામણી માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતું વ્યાપારી સંયોજન) કરતાં ઘણી ઓછી માત્રામાં થાય છે. આમ, અમારા પરિણામો દર્શાવે છે કે MiZax એક ખૂબ જ આશાસ્પદ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકાર છે જેનો ઉપયોગ રણની પરિસ્થિતિઓમાં અને પ્રમાણમાં ઓછી સાંદ્રતામાં પણ શાકભાજીના પાકોના વિકાસ અને ઉપજને ઉત્તેજીત કરવા માટે થઈ શકે છે.
સંયુક્ત રાષ્ટ્રના ફૂડ એન્ડ એગ્રીકલ્ચર ઓર્ગેનાઇઝેશન (FAO) અનુસાર, વધતી જતી વૈશ્વિક વસ્તીને ખોરાક પૂરો પાડવા માટે આપણી ખાદ્ય ઉત્પાદન પ્રણાલીઓ 2050 સુધીમાં લગભગ ત્રણ ગણી થવી જોઈએ (FAO: 20501 સુધીમાં વિશ્વને 70% વધુ ખોરાકની જરૂર પડશે). હકીકતમાં, ઝડપી વસ્તી વૃદ્ધિ, પ્રદૂષણ, જીવાતોની હિલચાલ અને ખાસ કરીને આબોહવા પરિવર્તનને કારણે થતા ઊંચા તાપમાન અને દુષ્કાળ એ બધા વૈશ્વિક ખાદ્ય સુરક્ષા સામે પડકારો છે. આ સંદર્ભમાં, ઓછી શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓમાં કૃષિ પાકોની કુલ ઉપજમાં વધારો એ આ સમસ્યાના નિર્વિવાદ ઉકેલોમાંનો એક છે. જો કે, છોડનો વિકાસ અને વિકાસ મુખ્યત્વે જમીનમાં પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે અને દુષ્કાળ, ખારાશ અથવા જૈવિક તાણ સહિત પ્રતિકૂળ પર્યાવરણીય પરિબળો દ્વારા ગંભીર રીતે અવરોધાય છે3,4,5. આ તાણ પાકના સ્વાસ્થ્ય અને વિકાસ પર નકારાત્મક અસર કરી શકે છે અને અંતે પાકની ઉપજમાં ઘટાડો તરફ દોરી શકે છે6. વધુમાં, મર્યાદિત તાજા પાણીના સંસાધનો પાક સિંચાઈને ગંભીર અસર કરે છે, જ્યારે વૈશ્વિક આબોહવા પરિવર્તન અનિવાર્યપણે ખેતીલાયક જમીનના વિસ્તારને ઘટાડે છે અને ગરમીના મોજા જેવી ઘટનાઓ પાક ઉત્પાદકતા ઘટાડે છે7,8. સાઉદી અરેબિયા સહિત વિશ્વના ઘણા ભાગોમાં ઉચ્ચ તાપમાન સામાન્ય છે. બાયોસ્ટીમ્યુલન્ટ્સ અથવા પ્લાન્ટ ગ્રોથ રેગ્યુલેટર્સ (PGRs) નો ઉપયોગ વૃદ્ધિ ચક્રને ટૂંકા કરવા અને ઉપજને મહત્તમ કરવા માટે ફાયદાકારક છે. તે પાકની સ્થિતિસ્થાપકતામાં સુધારો કરી શકે છે અને છોડને પ્રતિકૂળ વૃદ્ધિ પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરવા સક્ષમ બનાવી શકે છે9. આ સંદર્ભમાં, બાયોસ્ટીમ્યુલન્ટ્સ અને પ્લાન્ટ ગ્રોથ રેગ્યુલેટર્સનો ઉપયોગ છોડની વૃદ્ધિ અને ઉત્પાદકતામાં સુધારો કરવા માટે શ્રેષ્ઠ સાંદ્રતામાં કરી શકાય છે10,11.
કેરોટીનોઇડ્સ એ ટેટ્રાટેરપેનોઇડ્સ છે જે ફાયટોહોર્મોન્સ એબ્સિસિક એસિડ (ABA) અને સ્ટ્રાઇગોલેક્ટોન (SL)12,13,14, તેમજ તાજેતરમાં શોધાયેલા વૃદ્ધિ નિયમનકારો ઝેક્સીનોન, એનોરીન અને સાયક્લોસિટ્રલ15,16,17,18,19 માટે પુરોગામી તરીકે પણ કામ કરે છે. જો કે, મોટાભાગના વાસ્તવિક ચયાપચય, જેમાં કેરોટીનોઇડ ડેરિવેટિવ્ઝનો સમાવેશ થાય છે, મર્યાદિત કુદરતી સ્ત્રોતો ધરાવે છે અને/અથવા અસ્થિર છે, જેના કારણે આ ક્ષેત્રમાં તેમનો સીધો ઉપયોગ મુશ્કેલ બને છે. આમ, છેલ્લા કેટલાક વર્ષોમાં, કૃષિ ઉપયોગો માટે ઘણા ABA અને SL એનાલોગ/મીમેટિક્સ વિકસાવવામાં આવ્યા છે અને તેનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે20,21,22,23,24,25. તેવી જ રીતે, અમે તાજેતરમાં ઝેક્સીનોન (MiZax) ના મીમેટિક્સ વિકસાવ્યા છે, જે વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન આપનાર મેટાબોલાઇટ છે જે ખાંડ ચયાપચયને વધારીને અને ચોખાના મૂળમાં SL હોમિયોસ્ટેસિસને નિયંત્રિત કરીને તેની અસરોનો ઉપયોગ કરી શકે છે19,26. ઝાક્સિનોન 3 (MiZax3) અને MiZax5 (આકૃતિ 1A માં બતાવેલ રાસાયણિક રચનાઓ) ના અનુકરણોએ હાઇડ્રોપોનિકલી અને માટીમાં ઉગાડવામાં આવતા જંગલી પ્રકારના ચોખાના છોડમાં ઝાક્સિનોન જેવી જૈવિક પ્રવૃત્તિ દર્શાવી હતી. વધુમાં, ટામેટા, ખજૂર, લીલા મરી અને કોળાને ઝાક્સિનોન, MiZax3 અને MiZx5 સાથે સારવાર કરવાથી ગ્રીનહાઉસ અને ખુલ્લા મેદાનની પરિસ્થિતિઓમાં છોડની વૃદ્ધિ અને ઉત્પાદકતા, એટલે કે મરીની ઉપજ અને ગુણવત્તામાં સુધારો થયો, જે બાયોસ્ટીમ્યુલન્ટ્સ તરીકે તેમની ભૂમિકા અને PGR27 નો ઉપયોગ દર્શાવે છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, ઝાક્સિનોન 3 અને MiZax5 એ ઉચ્ચ ખારાશની સ્થિતિમાં ઉગાડવામાં આવતા લીલા મરીની મીઠાની સહિષ્ણુતામાં પણ સુધારો કર્યો, અને ઝાક્સિન ધરાવતા ધાતુ-કાર્બનિક ફ્રેમવર્ક 7,28 સાથે સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે ત્યારે ઝાક્સિનોન 3 એ ફળોમાં ઝીંકનું પ્રમાણ વધાર્યું.
(A) MiZax3 અને MiZax5 ની રાસાયણિક રચનાઓ. (B) ખુલ્લા મેદાનની સ્થિતિમાં બટાકાના છોડ પર 5 µM અને 10 µM ની સાંદ્રતા પર MZ3 અને MZ5 ના પાંદડા પર છંટકાવની અસર. આ પ્રયોગ 2021 માં થશે. ડેટા સરેરાશ ± SD તરીકે રજૂ કરવામાં આવ્યો છે. n≥15. આંકડાકીય વિશ્લેષણ એક-માર્ગી વિશ્લેષણ ઓફ વેરિઅન્સ (ANOVA) અને ટુકીના પોસ્ટ હોક ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ફૂદડી સિમ્યુલેશન (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, નોંધપાત્ર નથી) ની તુલનામાં આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે. HA – હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5;
આ કાર્યમાં, અમે ત્રણ પાંદડાવાળા સાંદ્રતા (2021 માં 5 µM અને 10 µM અને 2022 માં 2.5 µM અને 5 µM) પર MiZax (MiZax3 અને MiZax5) નું મૂલ્યાંકન કર્યું અને તેમની સરખામણી બટાકા (Solanum tuberosum L) સાથે કરી. 2021 અને 2022 માં સ્ટ્રોબેરી ગ્રીનહાઉસ ટ્રાયલ્સમાં અને સાઉદી અરેબિયાના રાજ્યમાં ચાર ક્ષેત્ર ટ્રાયલ્સમાં વ્યાપારી વૃદ્ધિ નિયમનકાર હ્યુમિક એસિડ (HA) ની તુલના સ્ટ્રોબેરી (Fragaria ananassa) સાથે કરવામાં આવી હતી, જે એક લાક્ષણિક રણ આબોહવા ક્ષેત્ર છે. જોકે HA એ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતું બાયોસ્ટીમ્યુલન્ટ છે જેમાં ઘણી ફાયદાકારક અસરો છે, જેમાં માટીમાં પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતામાં વધારો અને હોર્મોનલ હોમિયોસ્ટેસિસને નિયંત્રિત કરીને પાકના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવાનો સમાવેશ થાય છે, અમારા પરિણામો સૂચવે છે કે MiZax HA કરતાં શ્રેષ્ઠ છે.
ડાયમંડ જાતના બટાકાના કંદ સાઉદી અરેબિયાના જેદ્દાહ સ્થિત જબ્બાર નાસેર અલ બિશી ટ્રેડિંગ કંપની પાસેથી ખરીદવામાં આવ્યા હતા. બે સ્ટ્રોબેરી જાતો "સ્વીટ ચાર્લી" અને "ફેસ્ટિવલ" ના રોપા અને હ્યુમિક એસિડ મોર્ડન એગ્રીટેક કંપની, રિયાધ, સાઉદી અરેબિયા પાસેથી ખરીદવામાં આવ્યા હતા. આ કાર્યમાં વપરાતી બધી વનસ્પતિ સામગ્રી IUCN નીતિ નિવેદનમાં લુપ્તપ્રાય પ્રજાતિઓ સાથે સંકળાયેલા સંશોધન અને જંગલી પ્રાણીસૃષ્ટિ અને વનસ્પતિની લુપ્તપ્રાય પ્રજાતિઓના વેપાર પરના સંમેલનનું પાલન કરે છે.
પ્રાયોગિક સ્થળ સાઉદી અરેબિયાના હાદા અલ-શામમાં સ્થિત છે (21°48'3″N, 39°43'25″E). માટી રેતાળ લોમ, pH 7.8, EC 1.79 dcm-130 છે. માટીના ગુણધર્મો પૂરક કોષ્ટક S1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
ગ્રીનહાઉસ પરિસ્થિતિઓમાં વૃદ્ધિ લાક્ષણિકતાઓ અને ફૂલોના સમય પર 10 μM MiZax3 અને MiZax5 સાથે પાંદડા પર છંટકાવની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે સાચા પાંદડાના તબક્કામાં ત્રણ સ્ટ્રોબેરી (ફ્રેગેરિયા x એનાનાસા ડી. વેર. ફેસ્ટિવલ) રોપાઓને ત્રણ જૂથોમાં વિભાજીત કરવામાં આવ્યા હતા. મોડેલિંગ સારવાર તરીકે પાણી (0.1% એસીટોન ધરાવતું) સાથે પાંદડા પર છંટકાવ કરવામાં આવ્યો હતો. એક અઠવાડિયાના અંતરાલમાં 7 વખત MiZax પાંદડા પર છંટકાવ કરવામાં આવ્યો હતો. 15 અને 28 સપ્ટેમ્બર, 2021 ના રોજ અનુક્રમે બે સ્વતંત્ર પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. દરેક સંયોજનનો પ્રારંભિક ડોઝ 50 મિલી છે અને પછી ધીમે ધીમે 250 મિલીના અંતિમ ડોઝ સુધી વધારવામાં આવ્યો હતો. સતત બે અઠવાડિયા સુધી, દરરોજ ફૂલોના છોડની સંખ્યા રેકોર્ડ કરવામાં આવી હતી અને ચોથા અઠવાડિયાની શરૂઆતમાં ફૂલોનો દર ગણતરી કરવામાં આવ્યો હતો. વૃદ્ધિના લક્ષણો નક્કી કરવા માટે, પાંદડાની સંખ્યા, છોડના તાજા અને સૂકા વજન, કુલ પાંદડાનો વિસ્તાર અને છોડ દીઠ સ્ટોલોનની સંખ્યા વૃદ્ધિ તબક્કાના અંતે અને પ્રજનન તબક્કાની શરૂઆતમાં માપવામાં આવી હતી. પાંદડાના ક્ષેત્રફળને પર્ણ ક્ષેત્રફળ મીટરનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવ્યું હતું અને તાજા નમૂનાઓને 100°C પર 48 કલાક માટે ઓવનમાં સૂકવવામાં આવ્યા હતા.
બે ખેતરના પરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા: વહેલા અને મોડા ખેડાણ. "ડાયમેન્ટ" જાતના બટાકાના કંદ નવેમ્બર અને ફેબ્રુઆરીમાં વાવેતર કરવામાં આવે છે, જેમાં અનુક્રમે વહેલા અને મોડા પાકવાના સમયગાળા હોય છે. બાયોસ્ટીમ્યુલન્ટ્સ (MiZax-3 અને -5) નો ઉપયોગ 5.0 અને 10.0 µM (2021) અને 2.5 અને 5.0 µM (2022) ની સાંદ્રતામાં થાય છે. અઠવાડિયામાં 8 વખત હ્યુમિક એસિડ (HA) 1 g/l સ્પ્રે કરો. પાણી અથવા એસીટોનનો ઉપયોગ નકારાત્મક નિયંત્રણ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. ક્ષેત્ર પરીક્ષણ ડિઝાઇન (પૂરક આકૃતિ S1) માં બતાવવામાં આવી છે. ક્ષેત્ર પ્રયોગો કરવા માટે 2.5 મીટર × 3.0 મીટરના પ્લોટ ક્ષેત્ર સાથે રેન્ડમાઇઝ્ડ સંપૂર્ણ બ્લોક ડિઝાઇન (RCBD) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. દરેક સારવારને સ્વતંત્ર પ્રતિકૃતિ તરીકે ત્રણ વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવી હતી. દરેક પ્લોટ વચ્ચેનું અંતર 1.0 મીટર છે, અને દરેક બ્લોક વચ્ચેનું અંતર 2.0 મીટર છે. છોડ વચ્ચેનું અંતર 0.6 મીટર છે, પંક્તિઓ વચ્ચેનું અંતર 1 મીટર છે. બટાકાના છોડને દરરોજ ૩.૪ લિટર ડ્રિપરના દરે ટપક દ્વારા સિંચાઈ કરવામાં આવતી હતી. છોડને પાણી પૂરું પાડવા માટે આ સિસ્ટમ દિવસમાં બે વાર ૧૦ મિનિટ માટે ચલાવવામાં આવતી હતી. દુષ્કાળની સ્થિતિમાં બટાકા ઉગાડવા માટે ભલામણ કરાયેલી બધી કૃષિ તકનીકી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. વાવેતરના ચાર મહિના પછી, છોડની ઊંચાઈ (સે.મી.), છોડ દીઠ શાખાઓની સંખ્યા, બટાકાની રચના અને ઉપજ અને કંદની ગુણવત્તા પ્રમાણભૂત તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવી હતી.
ખેતરની પરિસ્થિતિઓમાં બે સ્ટ્રોબેરી જાતો (સ્વીટ ચાર્લી અને ફેસ્ટિવલ) ના રોપાઓનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું. અઠવાડિયામાં આઠ વખત 5.0 અને 10.0 µM (2021) અને 2.5 અને 5.0 µM (2022) ની સાંદ્રતા પર પાન સ્પ્રે તરીકે બાયોસ્ટીમ્યુલન્ટ્સ (MiZax-3 અને -5) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. MiZax-3 અને -5 ની સમાંતર પર્ણસમૂહ સ્પ્રે તરીકે પ્રતિ લિટર 1 ગ્રામ HA નો ઉપયોગ કરો, નકારાત્મક નિયંત્રણ તરીકે H2O નિયંત્રણ મિશ્રણ અથવા એસીટોન સાથે. નવેમ્બરની શરૂઆતમાં સ્ટ્રોબેરીના રોપા 2.5 x 3 મીટરના પ્લોટમાં 0.6 મીટરના છોડના અંતર અને 1 મીટરના હરોળના અંતર સાથે રોપવામાં આવ્યા હતા. આ પ્રયોગ RCBD ખાતે કરવામાં આવ્યો હતો અને ત્રણ વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવ્યો હતો. 0.6 મીટરના અંતરે અને 3.4 લિટરની ક્ષમતાવાળા ડ્રિપર ધરાવતી ટપક સિંચાઈ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને દરરોજ સવારે 7:00 અને સાંજે 5:00 વાગ્યે છોડને 10 મિનિટ માટે પાણી આપવામાં આવતું હતું. વધતી મોસમ દરમિયાન કૃષિ તકનીકી ઘટકો અને ઉપજ પરિમાણો માપવામાં આવ્યા હતા. કિંગ અબ્દુલ અઝીઝ યુનિવર્સિટીની પોસ્ટહાર્વેસ્ટ ફિઝિયોલોજી અને ટેકનોલોજીની પ્રયોગશાળામાં TSS (%), વિટામિન C32, એસિડિટી અને કુલ ફિનોલિક સંયોજનો33 સહિત ફળની ગુણવત્તાનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું.
ડેટાને માધ્યમ તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે અને ભિન્નતાઓને પ્રમાણભૂત વિચલનો તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. આંકડાકીય મહત્વ વન-વે ANOVA (વન-વે ANOVA) અથવા ટુ-વે ANOVA નો ઉપયોગ કરીને ટુકીના બહુવિધ સરખામણી પરીક્ષણનો ઉપયોગ કરીને p < 0.05 ની સંભાવના સ્તરનો ઉપયોગ કરીને અથવા બે-પૂંછડીવાળા વિદ્યાર્થીના t પરીક્ષણનો ઉપયોગ કરીને નોંધપાત્ર તફાવતો શોધવા માટે નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું (*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001). બધા આંકડાકીય અર્થઘટન ગ્રાફપેડ પ્રિઝમ સંસ્કરણ 8.3.0 નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યા હતા. R પેકેજ 34 નો ઉપયોગ કરીને, મુખ્ય ઘટક વિશ્લેષણ (PCA), એક બહુવિધ આંકડાકીય પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને સંગઠનોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
અગાઉના અહેવાલમાં, અમે બાગાયતી છોડમાં 5 અને 10 μM સાંદ્રતા પર MiZax ની વૃદ્ધિ-પ્રોત્સાહન પ્રવૃત્તિ દર્શાવી હતી અને માટી છોડ પરીક્ષણ (SPAD)27 માં હરિતદ્રવ્ય સૂચકમાં સુધારો કર્યો હતો. આ પરિણામોના આધારે, અમે 2021 માં રણની આબોહવામાં ક્ષેત્ર પરીક્ષણોમાં, એક મહત્વપૂર્ણ વૈશ્વિક ખાદ્ય પાક, બટાકા પર MiZax ની અસરોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે સમાન સાંદ્રતાનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ખાસ કરીને, અમને પરીક્ષણ કરવામાં રસ હતો કે શું MiZax પ્રકાશસંશ્લેષણના અંતિમ ઉત્પાદન, સ્ટાર્ચના સંચયમાં વધારો કરી શકે છે. એકંદરે, MiZax ના ઉપયોગથી હ્યુમિક એસિડ (HA) ની તુલનામાં બટાકાના છોડના વિકાસમાં સુધારો થયો, જેના પરિણામે છોડની ઊંચાઈ, બાયોમાસ અને શાખાઓની સંખ્યામાં વધારો થયો (આકૃતિ 1B). વધુમાં, અમે અવલોકન કર્યું કે 5 μM MiZax3 અને MiZax5 એ 10 μM (આકૃતિ 1B) ની તુલનામાં છોડની ઊંચાઈ, શાખાઓની સંખ્યા અને છોડના બાયોમાસમાં વધારો કરવા પર વધુ મજબૂત અસર કરી. સુધારેલી વૃદ્ધિ સાથે, MiZax એ કાપવામાં આવેલા કંદની સંખ્યા અને વજન દ્વારા માપવામાં આવતી ઉપજમાં પણ વધારો કર્યો. જ્યારે MiZax ને 10 μM ની સાંદ્રતા પર આપવામાં આવ્યું ત્યારે એકંદરે ફાયદાકારક અસર ઓછી સ્પષ્ટ થઈ, જે સૂચવે છે કે આ સંયોજનો આનાથી ઓછી સાંદ્રતા પર આપવામાં આવવા જોઈએ (આકૃતિ 1B). વધુમાં, અમે એસીટોન (મોક) અને પાણી (નિયંત્રણ) સારવાર વચ્ચેના બધા રેકોર્ડ કરેલા પરિમાણોમાં કોઈ તફાવત જોયો નથી, જે સૂચવે છે કે અવલોકન કરાયેલ વૃદ્ધિ મોડ્યુલેશન અસરો દ્રાવક દ્વારા થતી નથી, જે અમારા અગાઉના અહેવાલ 27 સાથે સુસંગત છે.
સાઉદી અરેબિયામાં બટાકાની ખેતીની મોસમ વહેલા અને મોડા પાકવાની હોવાથી, અમે 2022 માં ખુલ્લા ખેતરોની મોસમી અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે બે ઋતુઓમાં ઓછી સાંદ્રતા (2.5 અને 5 µM) નો ઉપયોગ કરીને બીજો ક્ષેત્ર અભ્યાસ હાથ ધર્યો (પૂરક આકૃતિ S2A). અપેક્ષા મુજબ, 5 μM MiZax ના બંને ઉપયોગોએ પ્રથમ અજમાયશ જેવી જ વૃદ્ધિ-પ્રોત્સાહન અસરો ઉત્પન્ન કરી: છોડની ઊંચાઈમાં વધારો, શાખાઓમાં વધારો, ઉચ્ચ બાયોમાસ અને કંદની સંખ્યામાં વધારો (આકૃતિ 2; પૂરક આકૃતિ S3). મહત્વપૂર્ણ રીતે, અમે 2.5 μM ની સાંદ્રતા પર આ PGR ની નોંધપાત્ર અસરો અવલોકન કરી, જ્યારે GA સારવારથી અનુમાનિત અસરો દેખાઈ ન હતી. આ પરિણામ સૂચવે છે કે MiZax નો ઉપયોગ અપેક્ષા કરતા ઓછી સાંદ્રતા પર પણ થઈ શકે છે. વધુમાં, MiZax ના ઉપયોગથી કંદની લંબાઈ અને પહોળાઈમાં પણ વધારો થયો (પૂરક આકૃતિ S2B). અમને કંદના વજનમાં પણ નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળ્યો, પરંતુ 2.5 µM સાંદ્રતા ફક્ત બંને વાવેતર ઋતુઓમાં જ લાગુ કરવામાં આવી હતી;
KAU ક્ષેત્રમાં વહેલા પાકતા બટાકાના છોડ પર MiZax ની અસરનું પ્લાન્ટ ફેનોટાઇપિક મૂલ્યાંકન, 2022 માં હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. ડેટા સરેરાશ ± પ્રમાણભૂત વિચલન દર્શાવે છે. n≥15. આંકડાકીય વિશ્લેષણ એક-માર્ગી વિશ્લેષણ ઓફ વેરિઅન્સ (ANOVA) અને ટુકીના પોસ્ટ હોક ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ફૂદડી સિમ્યુલેશન (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, નોંધપાત્ર નથી) ની તુલનામાં આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે. HA – હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5;
સારવાર (T) અને વર્ષ (Y) ની અસરોને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (T x Y) ની તપાસ કરવા માટે દ્વિ-માર્ગી ANOVA નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. જોકે બધા જૈવિક ઉત્તેજકો (T) એ બટાકાના છોડની ઊંચાઈ અને બાયોમાસમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો હતો, ફક્ત MiZax3 અને MiZax5 એ કંદની સંખ્યા અને વજનમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો હતો, જે દર્શાવે છે કે બટાકાના કંદના બે MiZax પ્રત્યેના દ્વિપક્ષીય પ્રતિભાવો મૂળભૂત રીતે સમાન હતા (આકૃતિ 3)). વધુમાં, ઋતુની શરૂઆતમાં હવામાન (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) વધુ ગરમ થાય છે (સરેરાશ 28 °C અને ભેજ 52% (2022), જે એકંદર કંદના બાયોમાસમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે (આકૃતિ 2; પૂરક આકૃતિ S3).
5 µm સારવાર (T), વર્ષ (Y) અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (T x Y) ની બટાકા પરની અસરોનો અભ્યાસ કરો. ડેટા સરેરાશ ± પ્રમાણભૂત વિચલન દર્શાવે છે. n ≥ 30. આંકડાકીય વિશ્લેષણ બે-માર્ગી વિચલન વિશ્લેષણ (ANOVA) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ફૂદડી સિમ્યુલેશનની તુલનામાં આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, નોંધપાત્ર નથી). HA - હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5;
જોકે, માયઝેક્સ સારવાર હજુ પણ મોડા પાકતા છોડના વિકાસને ઉત્તેજીત કરતી હતી. એકંદરે, અમારા ત્રણ સ્વતંત્ર પ્રયોગોએ શંકા વિના દર્શાવ્યું છે કે MiZax નો ઉપયોગ શાખાઓની સંખ્યામાં વધારો કરીને છોડની રચના પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. હકીકતમાં, MiZax સારવાર પછી શાખાઓની સંખ્યા પર (T) અને (Y) વચ્ચે નોંધપાત્ર બે-માર્ગી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અસર જોવા મળી હતી (આકૃતિ 3). આ પરિણામ સ્ટ્રાઇગોલેક્ટોન (SL) બાયોસિન્થેસિસ26 ના નકારાત્મક નિયમનકારો તરીકે તેમની પ્રવૃત્તિ સાથે સુસંગત છે. વધુમાં, અમે અગાઉ બતાવ્યું છે કે Zaxinone સારવાર ચોખાના મૂળમાં સ્ટાર્ચ સંચયનું કારણ બને છે35, જે MiZax સારવાર પછી બટાકાના કંદના કદ અને વજનમાં વધારો સમજાવી શકે છે, કારણ કે કંદ મુખ્યત્વે સ્ટાર્ચથી બનેલા હોય છે.
ફળ પાક મહત્વપૂર્ણ આર્થિક છોડ છે. સ્ટ્રોબેરી દુષ્કાળ અને ઉચ્ચ તાપમાન જેવી અજૈવિક તાણ પરિસ્થિતિઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. તેથી, અમે પાંદડાઓનો છંટકાવ કરીને સ્ટ્રોબેરી પર MiZax ની અસરની તપાસ કરી. અમે સૌપ્રથમ સ્ટ્રોબેરી વૃદ્ધિ (કલ્ટીવાર ફેસ્ટિવલ) પર તેની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે 10 µM ની સાંદ્રતા પર MiZax પૂરું પાડ્યું. રસપ્રદ વાત એ છે કે, અમે અવલોકન કર્યું કે MiZax3 એ સ્ટોલોનની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો છે, જે વધેલી શાખાઓને અનુરૂપ છે, જ્યારે MiZax5 એ ગ્રીનહાઉસ પરિસ્થિતિઓમાં ફૂલોનો દર, છોડના બાયોમાસ અને પાંદડાના ક્ષેત્રમાં સુધારો કર્યો છે (પૂરક આકૃતિ S4), જે સૂચવે છે કે આ બે સંયોજનો જૈવિક રીતે બદલાઈ શકે છે. ઘટનાઓ 26,27. વાસ્તવિક જીવનની કૃષિ પરિસ્થિતિઓમાં સ્ટ્રોબેરી પર તેમની અસરોને વધુ સમજવા માટે, અમે 2021 માં અર્ધ-રેતાળ જમીનમાં ઉગાડવામાં આવતા સ્ટ્રોબેરી છોડ (cv. સ્વીટ ચાર્લી) પર 5 અને 10 μM MiZax લાગુ કરીને ક્ષેત્ર પરીક્ષણો હાથ ધર્યા (આકૃતિ S5A). GC ની તુલનામાં, અમે છોડના બાયોમાસમાં વધારો જોયો નથી, પરંતુ ફળોની સંખ્યામાં વધારો તરફ વલણ જોયું (આકૃતિ C6A-B). જોકે, MiZax ના ઉપયોગથી એક ફળના વજનમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો અને સાંદ્રતા પર નિર્ભરતાનો સંકેત મળ્યો (પૂરક આકૃતિ S5B; પૂરક આકૃતિ S6B), જે રણની પરિસ્થિતિઓમાં લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે સ્ટ્રોબેરી ફળની ગુણવત્તા પર આ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારોના પ્રભાવને દર્શાવે છે.
વૃદ્ધિ પ્રોત્સાહન અસર કલ્ટીવારના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે કે કેમ તે સમજવા માટે, અમે સાઉદી અરેબિયામાં બે વ્યાપારી સ્ટ્રોબેરી કલ્ટીવાર (સ્વીટ ચાર્લી અને ફેસ્ટિવલ) પસંદ કર્યા અને 2022 માં MiZax ની ઓછી સાંદ્રતા (2.5 અને 5 µM) નો ઉપયોગ કરીને બે ક્ષેત્ર અભ્યાસ હાથ ધર્યા. સ્વીટ ચાર્લી માટે, જોકે કુલ ફળોની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો ન હતો, MiZax સાથે સારવાર કરાયેલા છોડ માટે ફળોનો બાયોમાસ સામાન્ય રીતે વધુ હતો, અને MiZax3 સારવાર પછી પ્લોટ દીઠ ફળોની સંખ્યા વધી (આકૃતિ 4). આ ડેટા આગળ સૂચવે છે કે MiZax3 અને MiZax5 ની જૈવિક પ્રવૃત્તિઓ અલગ હોઈ શકે છે. વધુમાં, Myzax સાથે સારવાર પછી, અમે છોડના તાજા અને સૂકા વજનમાં, તેમજ છોડના અંકુરની લંબાઈમાં વધારો જોયો. સ્ટોલોન અને નવા છોડની સંખ્યા અંગે, અમને ફક્ત 5 μM MiZax (આકૃતિ 4) નો વધારો જોવા મળ્યો, જે દર્શાવે છે કે શ્રેષ્ઠ MiZax સંકલન છોડની પ્રજાતિઓ પર આધાર રાખે છે.
2022 માં હાથ ધરવામાં આવેલા KAU ખેતરોમાંથી છોડની રચના અને સ્ટ્રોબેરી ઉપજ (સ્વીટ ચાર્લી વિવિધતા) પર MiZax ની અસર. ડેટા સરેરાશ ± પ્રમાણભૂત વિચલન દર્શાવે છે. n ≥ 15, પરંતુ પ્લોટ દીઠ ફળોની સંખ્યા સરેરાશ ત્રણ પ્લોટ (n = 3) માંથી 15 છોડમાંથી ગણતરી કરવામાં આવી હતી. આંકડાકીય વિશ્લેષણ એક-માર્ગી વિશ્લેષણ ઓફ વેરિઅન્સ (ANOVA) અને ટુકીના પોસ્ટ હોક ટેસ્ટ અથવા ટુ-ટેઈલ્ડ સ્ટુડન્ટ્સ ટી ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ફૂદડી સિમ્યુલેશન (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, નોંધપાત્ર નથી) ની તુલનામાં આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે. HA – હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5;
ફેસ્ટિવલ જાતના સ્ટ્રોબેરીમાં ફળોના વજન અને છોડના બાયોમાસના સંબંધમાં અમે સમાન વૃદ્ધિ-ઉત્તેજક પ્રવૃત્તિ પણ જોઈ (આકૃતિ 5), જોકે, અમને છોડ દીઠ અથવા પ્લોટ દીઠ ફળોની કુલ સંખ્યામાં નોંધપાત્ર તફાવત જોવા મળ્યો નથી (આકૃતિ 5); રસપ્રદ વાત એ છે કે, MiZax ના ઉપયોગથી છોડની લંબાઈ અને સ્ટોલોનની સંખ્યામાં વધારો થયો, જે દર્શાવે છે કે આ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારોનો ઉપયોગ ફળ પાકોના વિકાસને સુધારવા માટે થઈ શકે છે (આકૃતિ 5). વધુમાં, અમે ખેતરમાંથી એકત્રિત કરાયેલી બે જાતોની ફળની ગુણવત્તાને સમજવા માટે ઘણા બાયોકેમિકલ પરિમાણો માપ્યા, પરંતુ અમને બધી સારવાર વચ્ચે કોઈ તફાવત મળ્યો નથી (પૂરક આકૃતિ S7; પૂરક આકૃતિ S8).
KAU ક્ષેત્ર (ઉત્સવની વિવિધતા), 2022 માં છોડની રચના અને સ્ટ્રોબેરી ઉપજ પર MiZax ની અસર. ડેટા સરેરાશ ± પ્રમાણભૂત વિચલન છે. n ≥ 15, પરંતુ પ્લોટ દીઠ ફળોની સંખ્યા સરેરાશ ત્રણ પ્લોટ (n = 3) માંથી 15 છોડમાંથી ગણતરી કરવામાં આવી હતી. આંકડાકીય વિશ્લેષણ એક-માર્ગી વિશ્લેષણ ઓફ વેરિઅન્સ (ANOVA) અને ટુકીના પોસ્ટ હોક ટેસ્ટ અથવા ટુ-ટેઈલ્ડ સ્ટુડન્ટ્સ ટી ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ફૂદડી સિમ્યુલેશન (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, નોંધપાત્ર નથી) ની તુલનામાં આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે. HA – હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5;
સ્ટ્રોબેરી પરના અમારા અભ્યાસમાં, MiZax3 અને MiZax5 ની જૈવિક પ્રવૃત્તિઓ અલગ અલગ હોવાનું બહાર આવ્યું. અમે સૌપ્રથમ તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (T x Y) નક્કી કરવા માટે દ્વિ-માર્ગી ANOVA નો ઉપયોગ કરીને સમાન કલ્ટીવાર (સ્વીટ ચાર્લી) પર સારવાર (T) અને વર્ષ (Y) ની અસરોની તપાસ કરી. આમ, GA ની સ્ટ્રોબેરી કલ્ટીવાર (સ્વીટ ચાર્લી) પર કોઈ અસર થઈ નહીં, જ્યારે 5 μM MiZax3 અને MiZax5 એ છોડ અને ફળના બાયોમાસમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો (આકૃતિ 6), જે દર્શાવે છે કે સ્ટ્રોબેરી પ્રમોશનમાં બે MiZax ની દ્વિ-માર્ગી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ખૂબ સમાન છે. પાક ઉત્પાદન
સ્ટ્રોબેરી (cv. સ્વીટ ચાર્લી) પર 5 µM સારવાર (T), વર્ષ (Y) અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (T x Y) ની અસરોનું મૂલ્યાંકન કરો. ડેટા સરેરાશ ± પ્રમાણભૂત વિચલન દર્શાવે છે. n ≥ 30. આંકડાકીય વિશ્લેષણ બે-માર્ગી ભિન્નતા વિશ્લેષણ (ANOVA) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ફૂદડી સિમ્યુલેશનની તુલનામાં આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, નોંધપાત્ર નથી). HA - હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5;
વધુમાં, બે કલ્ટીવર્સ પર MiZax પ્રવૃત્તિ થોડી અલગ હતી (આકૃતિ 4; આકૃતિ 5), અમે બે-માર્ગી ANOVA સરખામણી સારવાર (T) અને બે કલ્ટીવર્સ (C) કરી. પ્રથમ, કોઈ સારવારથી પ્લોટ દીઠ ફળની સંખ્યા પર અસર પડી નથી (આકૃતિ 7), જે દર્શાવે છે કે (T x C) વચ્ચે કોઈ નોંધપાત્ર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નથી અને સૂચવે છે કે MiZax કે HA કુલ ફળની સંખ્યામાં ફાળો આપે છે. તેનાથી વિપરીત, MiZax (પરંતુ HA નહીં) છોડના વજન, ફળનું વજન, સ્ટોલોન અને નવા છોડમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે (આકૃતિ 7), જે દર્શાવે છે કે MiZax3 અને MiZax5 વિવિધ સ્ટ્રોબેરી છોડની કલ્ટીવર્સનો વિકાસ નોંધપાત્ર રીતે પ્રોત્સાહન આપે છે. દ્વિ-માર્ગી ANOVA (T x Y) અને (T x C) ના આધારે, આપણે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે ક્ષેત્રની પરિસ્થિતિઓમાં MiZax3 અને MiZax5 ની વૃદ્ધિ-પ્રોત્સાહન પ્રવૃત્તિઓ ખૂબ સમાન અને સુસંગત છે.
5 µM (T), બે જાતો (C) અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (T x C) સાથે સ્ટ્રોબેરી સારવારનું મૂલ્યાંકન. ડેટા સરેરાશ ± પ્રમાણભૂત વિચલન દર્શાવે છે. n ≥ 30, પરંતુ પ્લોટ દીઠ ફળોની સંખ્યા સરેરાશ ત્રણ પ્લોટ (n = 6) માંથી 15 છોડમાંથી ગણતરી કરવામાં આવી હતી. આંકડાકીય વિશ્લેષણ બે-માર્ગી ભિન્નતા વિશ્લેષણ (ANOVA) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. ફૂદડી સિમ્યુલેશનની તુલનામાં આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, નોંધપાત્ર નથી). HA – હ્યુમિક એસિડ; MZ3, MiZax3, MiZax5;
છેલ્લે, અમે બટાકા (T x Y) અને સ્ટ્રોબેરી (T x C) પર લાગુ સંયોજનોની અસરોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે મુખ્ય ઘટક વિશ્લેષણ (PCA) નો ઉપયોગ કર્યો. આ આંકડા દર્શાવે છે કે HA સારવાર બટાકામાં એસીટોન અથવા સ્ટ્રોબેરીમાં પાણી જેવી જ છે (આકૃતિ 8), જે છોડના વિકાસ પર પ્રમાણમાં ઓછી હકારાત્મક અસર દર્શાવે છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, MiZax3 અને MiZax5 ની એકંદર અસરો બટાકામાં સમાન વિતરણ દર્શાવે છે (આકૃતિ 8A), જ્યારે સ્ટ્રોબેરીમાં આ બે સંયોજનોનું વિતરણ અલગ હતું (આકૃતિ 8B). જોકે MiZax3 અને MiZax5 એ છોડના વિકાસ અને ઉપજમાં મુખ્યત્વે હકારાત્મક વિતરણ દર્શાવ્યું હતું, PCA વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે વૃદ્ધિ નિયમન પ્રવૃત્તિ છોડની પ્રજાતિઓ પર પણ આધાર રાખી શકે છે.
(A) બટાકા (T x Y) અને (B) સ્ટ્રોબેરી (T x C) નું મુખ્ય ઘટક વિશ્લેષણ (PCA). બંને જૂથો માટે પ્લોટ સ્કોર કરો. દરેક ઘટકને જોડતી રેખા ક્લસ્ટરના કેન્દ્ર તરફ દોરી જાય છે.
સારાંશમાં, બે ઉચ્ચ-મૂલ્યવાળા પાક પરના અમારા પાંચ સ્વતંત્ર ક્ષેત્ર અભ્યાસોના આધારે અને 2020 થી 2022 ના અમારા અગાઉના અહેવાલો સાથે સુસંગત, MiZax3 અને MiZax5 એ આશાસ્પદ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો છે જે છોડની વૃદ્ધિ અને ઉપજમાં સુધારો કરી શકે છે. , જેમાં અનાજ, લાકડાવાળા છોડ (ખજૂર) અને બાગાયતી ફળ પાકનો સમાવેશ થાય છે26,27. જોકે તેમની જૈવિક પ્રવૃત્તિઓ ઉપરાંતના પરમાણુ પદ્ધતિઓ અગમ્ય રહે છે, તેમ છતાં તેમની પાસે ખેતરમાં ઉપયોગ માટે મોટી સંભાવના છે. સૌથી શ્રેષ્ઠ, હ્યુમિક એસિડની તુલનામાં, MiZax ઘણી ઓછી માત્રામાં (માઇક્રોમોલર અથવા મિલિગ્રામ સ્તર) લાગુ કરવામાં આવે છે અને હકારાત્મક અસરો વધુ સ્પષ્ટ છે. આમ, અમે પ્રતિ એપ્લિકેશન (ઓછીથી ઉચ્ચ સાંદ્રતા સુધી) MiZax3 ની માત્રાનો અંદાજ લગાવીએ છીએ: 3, 6 અથવા 12 ગ્રામ/હેક્ટર, અને MiZx5 ની માત્રા: 4, 7 અથવા 13 ગ્રામ/હેક્ટર, આ PGRs પાકની ઉપજ સુધારવા માટે ઉપયોગી બનાવે છે. તદ્દન શક્ય.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-29-2024