Klimaatverandering en snelle bevolkingsgroei zijn belangrijke uitdagingen geworden voor de wereldwijde voedselzekerheid. Een veelbelovende oplossing is het gebruik vanplantengroeiregulatoren(PGR's) om de gewasopbrengsten te verhogen en ongunstige groeiomstandigheden, zoals woestijnklimaten, te overwinnen. Onlangs hebben de carotenoïde zaxinon en twee van zijn analogen (MiZax3 en MiZax5) veelbelovende groeibevorderende activiteit aangetoond in graan- en groentegewassen onder kas- en veldomstandigheden. Hier hebben we de effecten van verschillende concentraties MiZax3 en MiZax5 (5 μM en 10 μM in 2021; 2,5 μM en 5 μM in 2022) op de groei en opbrengst van twee hoogwaardige groentegewassen in Cambodja verder onderzocht: aardappel en Saoedische aardbei. In vijf onafhankelijke veldproeven van 2021 tot 2022 verbeterde de toepassing van beide MiZax-extracten de agronomische eigenschappen van planten, opbrengstcomponenten en de totale opbrengst aanzienlijk. Het is vermeldenswaard dat MiZax in veel lagere doses wordt gebruikt dan humuszuur (een veelgebruikte commerciële verbinding die hier ter vergelijking wordt gebruikt). Onze resultaten laten zien dat MiZax een veelbelovende plantengroeiregulator is die kan worden gebruikt om de groei en opbrengst van groentegewassen te stimuleren, zelfs in woestijnomstandigheden en bij relatief lage concentraties.
Volgens de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) moeten onze voedselproductiesystemen tegen 2050 bijna verdrievoudigen om een groeiende wereldbevolking te voeden (FAO: De wereld zal tegen 2050 70% meer voedsel nodig hebben1). Snelle bevolkingsgroei, vervuiling, plaagverplaatsingen en vooral hoge temperaturen en droogtes veroorzaakt door klimaatverandering vormen allemaal uitdagingen voor de wereldwijde voedselzekerheid2. In dit opzicht is het verhogen van de bruto-opbrengst van landbouwgewassen onder suboptimale omstandigheden een van de onbetwistbare oplossingen voor dit dringende probleem. De groei en ontwikkeling van planten zijn echter voornamelijk afhankelijk van de beschikbaarheid van voedingsstoffen in de bodem en worden ernstig beperkt door ongunstige omgevingsfactoren, waaronder droogte, zoutgehalte of biotische stress3,4,5. Deze stressfactoren kunnen de gezondheid en ontwikkeling van gewassen negatief beïnvloeden en uiteindelijk leiden tot lagere gewasopbrengsten6. Bovendien hebben beperkte zoetwaterbronnen een ernstige impact op de irrigatie van gewassen, terwijl de wereldwijde klimaatverandering onvermijdelijk het areaal aan landbouwgrond verkleint en gebeurtenissen zoals hittegolven de gewasproductiviteit verminderen7,8. Hoge temperaturen komen veel voor in veel delen van de wereld, waaronder Saoedi-Arabië. Het gebruik van biostimulanten of plantengroeiregulatoren (PGR's) is gunstig voor het verkorten van de groeicyclus en het maximaliseren van de opbrengst. Het kan de weerbaarheid van gewassen verbeteren en planten in staat stellen om ongunstige groeiomstandigheden het hoofd te bieden9. In dit opzicht kunnen biostimulanten en plantengroeiregulatoren in optimale concentraties worden gebruikt om de plantengroei en -productiviteit te verbeteren10,11.
Carotenoïden zijn tetraterpenoïden die ook dienen als voorlopers van de fytohormonen abscisinezuur (ABA) en strigolacton (SL)12,13,14, evenals van de recent ontdekte groeiregulatoren zaxinon, anoreen en cyclocitral15,16,17,18,19. De meeste bestaande metabolieten, waaronder carotenoïdederivaten, hebben echter beperkte natuurlijke bronnen en/of zijn instabiel, waardoor hun directe toepassing in dit veld moeilijk is. Daarom zijn de afgelopen jaren verschillende ABA- en SL-analogen/mimetica ontwikkeld en getest voor landbouwkundige toepassingen20,21,22,23,24,25. Evenzo hebben we onlangs mimetica van zaxinon (MiZax) ontwikkeld, een groeibevorderende metaboliet die mogelijk zijn effect uitoefent door het suikermetabolisme te versterken en de SL-homeostase in rijstwortels te reguleren19,26. De mimetica van zaxinone 3 (MiZax3) en MiZax5 (chemische structuren weergegeven in Figuur 1A) vertoonden een biologische activiteit die vergelijkbaar was met die van zaxinone in wilde rijstplanten die hydrocultuur en grondteelt betroffen26. Bovendien verbeterde de behandeling van tomaat, dadelpalm, groene paprika en pompoen met zaxinone, MiZax3 en MiZx5 de plantengroei en -productiviteit, d.w.z. de opbrengst en kwaliteit van de paprika, zowel in de kas als in de volle grond, wat wijst op hun rol als biostimulanten en het gebruik van PGR27. Interessant is dat MiZax3 en MiZax5 ook de zouttolerantie verbeterden van groene paprika die onder omstandigheden met een verhoogde zoutgehalte werd gekweekt, en dat MiZax3 het zinkgehalte van fruit verhoogde wanneer het werd ingekapseld met zinkhoudende metaal-organische structuren7,28.
(A) Chemische structuren van MiZax3 en MiZax5. (B) Effect van bladbespuiting met MZ3 en MZ5 in concentraties van 5 µM en 10 µM op aardappelplanten onder openveldcondities. Het experiment zal plaatsvinden in 2021. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD. n≥15. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van eenwegvariantieanalyse (ANOVA) en Tukey's post-hoctoets. Asterisken geven statistisch significante verschillen aan ten opzichte van de simulatie (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, niet significant). HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5;
In dit onderzoek hebben we MiZax (MiZax3 en MiZax5) geëvalueerd in drie bladconcentraties (5 µM en 10 µM in 2021 en 2,5 µM en 5 µM in 2022) en vergeleken met aardappel (Solanum tuberosum L). De commerciële groeiregulator humuszuur (HA) werd vergeleken met aardbeien (Fragaria ananassa) in kasproeven met aardbeien in 2021 en 2022 en in vier veldproeven in het Koninkrijk Saoedi-Arabië, een regio met een typisch woestijnklimaat. Hoewel HA een veelgebruikte biostimulant is met veel gunstige effecten, waaronder het verhogen van de beschikbaarheid van voedingsstoffen in de bodem en het bevorderen van de gewasgroei door de hormoonhomeostase te reguleren, wijzen onze resultaten erop dat MiZax superieur is aan HA.
Aardappelknollen van de Diamond-variëteit werden aangekocht bij Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company in Jeddah, Saoedi-Arabië. Zaailingen van twee aardbeienvariëteiten, "Sweet Charlie" en "Festival", en humuszuur werden aangekocht bij Modern Agritech Company in Riyadh, Saoedi-Arabië. Al het plantmateriaal dat in dit werk wordt gebruikt, voldoet aan de IUCN-beleidsverklaring inzake onderzoek met bedreigde diersoorten en het Verdrag inzake de handel in bedreigde dier- en plantensoorten.
De proeflocatie bevindt zich in Hada Al-Sham, Saoedi-Arabië (21°48′3″N, 39°43′25″E). De bodem is zandleem, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130. De bodemeigenschappen zijn weergegeven in aanvullende tabel S1.
Drie aardbeizaailingen (Fragaria x ananassa D. var. Festival) in het echte bladstadium werden verdeeld in drie groepen om het effect van bladbespuiting met 10 μM MiZax3 en MiZax5 op de groeikenmerken en bloeitijd onder kasomstandigheden te evalueren. Het bespuiten van de bladeren met water (met 0,1% aceton) werd gebruikt als modelbehandeling. MiZax-bladbespuitingen werden 7 keer toegepast met tussenpozen van een week. Twee onafhankelijke experimenten werden uitgevoerd op respectievelijk 15 en 28 september 2021. De startdosis van elke verbinding is 50 ml en wordt vervolgens geleidelijk verhoogd tot een einddosis van 250 ml. Gedurende twee opeenvolgende weken werd het aantal bloeiende planten dagelijks geregistreerd en werd de bloeisnelheid berekend aan het begin van de vierde week. Om de groeikenmerken te bepalen, werden het aantal bladeren, het verse en droge gewicht van de plant, het totale bladoppervlak en het aantal stolons per plant gemeten aan het einde van de groeifase en aan het begin van de reproductiefase. Het bladoppervlak werd gemeten met een bladoppervlaktemeter en verse monsters werden 48 uur lang in een oven bij 100°C gedroogd.
Er werden twee veldproeven uitgevoerd: vroeg en laat ploegen. Aardappelknollen van het ras "Diamant" worden geplant in november en februari, met respectievelijk vroege en late rijpingsperioden. Biostimulanten (MiZax-3 en -5) worden gebruikt in concentraties van 5,0 en 10,0 µM (2021) en 2,5 en 5,0 µM (2022). Spuit humuszuur (HA) 1 g/l 8 keer per week. Water of aceton werd gebruikt als negatieve controle. Het veldtestontwerp wordt weergegeven in (Aanvullende figuur S1). Een gerandomiseerd compleet blokontwerp (RCBD) met een perceeloppervlak van 2,5 m × 3,0 m werd gebruikt om de veldexperimenten uit te voeren. Elke behandeling werd drie keer herhaald als onafhankelijke replicaties. De afstand tussen elk perceel is 1,0 m en de afstand tussen elk blok is 2,0 m. De afstand tussen de planten is 0,6 m, de afstand tussen de rijen is 1 m. Aardappelplanten werden dagelijks geïrrigeerd met een druppelirrigatie van 3,4 liter per druppelaar. Het systeem draait tweemaal daags gedurende telkens 10 minuten om de planten van water te voorzien. Alle aanbevolen agrotechnische methoden voor het telen van aardappelen onder droogte werden toegepast31. Vier maanden na het planten werden de planthoogte (cm), het aantal takken per plant, de samenstelling en opbrengst van de aardappel, en de knolkwaliteit gemeten met behulp van standaardtechnieken.
Zaailingen van twee aardbeienrassen (Sweet Charlie en Festival) werden getest onder veldomstandigheden. Biostimulanten (MiZax-3 en -5) werden acht keer per week gebruikt als bladbespuiting in concentraties van 5,0 en 10,0 µM (2021) en 2,5 en 5,0 µM (2022). Gebruik 1 g HA per liter als bladbespuiting parallel aan MiZax-3 en -5, met een H₂O-controlemengsel of aceton als negatieve controle. Aardbeienzaailingen werden begin november geplant op een perceel van 2,5 x 3 m met een plantafstand van 0,6 m en een rijafstand van 1 m. Het experiment werd uitgevoerd bij RCBD en drie keer herhaald. De planten werden elke dag om 7.00 en 17.00 uur 10 minuten bewaterd met behulp van een druppelirrigatiesysteem met druppelaars op een afstand van 0,6 m van elkaar en een capaciteit van 3,4 liter. Agrotechnische componenten en opbrengstparameters werden gemeten tijdens het groeiseizoen. De vruchtkwaliteit, inclusief TSS (%), vitamine C32, zuurgraad en totale fenolische verbindingen33, werd beoordeeld in het Laboratorium voor Naoogstfysiologie en Technologie van de King Abdulaziz Universiteit.
Gegevens worden weergegeven als gemiddelden en variaties als standaarddeviaties. Statistische significantie werd bepaald met behulp van eenzijdige ANOVA (one-way ANOVA) of tweezijdige ANOVA met behulp van Tukey's meervoudige vergelijkingstoets met een waarschijnlijkheid van p < 0,05 of een tweezijdige Student's t-toets om significante verschillen te detecteren (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Alle statistische interpretaties werden uitgevoerd met GraphPad Prism versie 8.3.0. Associaties werden getest met behulp van principal component analysis (PCA), een multivariabele statistische methode, met behulp van het R-pakket 34.
In een eerder rapport hebben we de groeibevorderende werking van MiZax aangetoond bij concentraties van 5 en 10 μM in tuinbouwgewassen en de chlorofylindicator verbeterd in de Soil Plant Assay (SPAD)27. Op basis van deze resultaten hebben we dezelfde concentraties gebruikt om de effecten van MiZax op aardappel, een belangrijk wereldwijd voedselgewas, te evalueren in veldproeven in woestijnklimaten in 2021. We waren met name geïnteresseerd in het testen of MiZax de accumulatie van zetmeel, het eindproduct van fotosynthese, zou kunnen verhogen. Over het algemeen verbeterde de toepassing van MiZax de groei van aardappelplanten in vergelijking met humuszuur (HA), wat resulteerde in een toename van de planthoogte, biomassa en het aantal takken (Figuur 1B). Daarnaast observeerden we dat 5 μM MiZax3 en MiZax5 een sterker effect hadden op de toename van de planthoogte, het aantal takken en de plantbiomassa in vergelijking met 10 μM (Figuur 1B). Naast een verbeterde groei verhoogde MiZax ook de opbrengst, gemeten aan de hand van het aantal en gewicht van de geoogste knollen. Het algehele gunstige effect was minder uitgesproken wanneer MiZax werd toegediend in een concentratie van 10 μM, wat suggereert dat deze stoffen in lagere concentraties moeten worden toegediend (Figuur 1B). Bovendien zagen we geen verschillen in alle geregistreerde parameters tussen behandelingen met aceton (simulatie) en water (controle), wat suggereert dat de waargenomen groeimodulatie-effecten niet door het oplosmiddel werden veroorzaakt, wat consistent is met ons eerdere rapport27.
Omdat het aardappelgroeiseizoen in Saoedi-Arabië bestaat uit vroege en late rijping, hebben we in 2022 een tweede veldstudie uitgevoerd met lage concentraties (2,5 en 5 µM) gedurende twee seizoenen om de seizoensgebonden impact van open velden te evalueren (Aanvullende figuur S2A). Zoals verwacht produceerden beide toepassingen van 5 μM MiZax groeibevorderende effecten die vergelijkbaar waren met de eerste proef: verhoogde planthoogte, verhoogde vertakking, hogere biomassa en verhoogd aantal knollen (Fig. 2; Aanvullende figuur S3). Belangrijk is dat we significante effecten van deze PGR's observeerden bij een concentratie van 2,5 μM, terwijl GA-behandeling niet de voorspelde effecten liet zien. Deze resultaten suggereren dat MiZax zelfs bij lagere concentraties kan worden gebruikt dan verwacht. Bovendien verhoogde de toepassing van MiZax ook de lengte en breedte van de knollen (Aanvullende figuur S2B). We vonden ook een significante toename van het knolgewicht, maar de concentratie van 2,5 µM werd alleen in beide plantseizoenen toegepast;
Plantfenotypische beoordeling van de impact van MiZax op vroegrijpe aardappelplanten in het KAU-veld, uitgevoerd in 2022. Gegevens vertegenwoordigen gemiddelde ± standaarddeviatie. n≥15. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van eenwegvariantieanalyse (ANOVA) en Tukey's post-hoctoets. Asterisken geven statistisch significante verschillen aan ten opzichte van de simulatie (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, niet significant). HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Om de effecten van behandeling (T) en jaar (Y) beter te begrijpen, werd een tweeweg-ANOVA gebruikt om hun interactie (T x Y) te onderzoeken. Hoewel alle biostimulanten (T) de hoogte en biomassa van de aardappelplant significant verhoogden, verhoogden alleen MiZax3 en MiZax5 het aantal en gewicht van de knollen significant, wat aangeeft dat de bidirectionele reacties van aardappelknollen op de twee MiZax-soorten in wezen vergelijkbaar waren (Fig. 3). Bovendien wordt het weer (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) aan het begin van het seizoen warmer (gemiddeld 28 °C en een luchtvochtigheid van 52% (2022)), wat de totale knolbiomassa aanzienlijk vermindert (Fig. 2; Aanvullende Fig. S3).
Bestudeer de effecten van 5 µm-behandeling (T), jaar (Y) en hun interactie (T x Y) op aardappelen. Gegevens vertegenwoordigen gemiddelde ± standaarddeviatie. n ≥ 30. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van tweewegvariantieanalyse (ANOVA). Asterisken geven statistisch significante verschillen aan ten opzichte van de simulatie (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, niet significant). HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5;
De Myzax-behandeling had echter nog steeds de neiging de groei van laatrijpe planten te stimuleren. Over het geheel genomen toonden onze drie onafhankelijke experimenten onomstotelijk aan dat de toepassing van MiZax een significant effect heeft op de plantstructuur door het aantal takken te verhogen. Sterker nog, er was een significant tweerichtingsinteractie-effect tussen (T) en (Y) op het aantal takken na behandeling met MiZax (Fig. 3). Dit resultaat is consistent met hun activiteit als negatieve regulatoren van de strigolacton (SL)-biosynthese26. Daarnaast hebben we eerder aangetoond dat behandeling met Zaxinone zetmeelaccumulatie in rijstwortels veroorzaakt35, wat de toename in grootte en gewicht van aardappelknollen na behandeling met MiZax zou kunnen verklaren, aangezien de knollen voornamelijk uit zetmeel bestaan.
Fruitgewassen zijn belangrijke economische gewassen. Aardbeien zijn gevoelig voor abiotische stressomstandigheden zoals droogte en hoge temperaturen. Daarom hebben we het effect van MiZax op aardbeien onderzocht door de bladeren te bespuiten. We hebben eerst MiZax toegediend in een concentratie van 10 µM om het effect ervan op de aardbeiengroei (cultivar Festival) te evalueren. Interessant genoeg zagen we dat MiZax3 het aantal stolonen aanzienlijk verhoogde, wat overeenkwam met een verhoogde vertakking, terwijl MiZax5 de bloeisnelheid, plantbiomassa en bladoppervlakte onder kasomstandigheden verbeterde (aanvullende figuur S4), wat suggereert dat deze twee verbindingen biologisch kunnen variëren. Gebeurtenissen 26,27. Om hun effecten op aardbeien onder realistische landbouwomstandigheden beter te begrijpen, hebben we in 2021 veldproeven uitgevoerd met 5 en 10 µM MiZax op aardbeiplanten (cv. Sweet Charlie) die in halfzandige grond werden geteeld (fig. S5A). Vergeleken met GC zagen we geen toename in de plantbiomassa, maar wel een trend naar een toename van het aantal vruchten (Fig. C6A-B). De toepassing van MiZax resulteerde echter in een significante toename van het gewicht van de afzonderlijke vruchten en duidde op een concentratieafhankelijkheid (Aanvullende figuur S5B; Aanvullende figuur S6B), wat wijst op de invloed van deze plantengroeiregulatoren op de kwaliteit van aardbeien bij toepassing onder woestijnomstandigheden.
Om te begrijpen of het groeibevorderende effect afhankelijk is van het cultivartype, selecteerden we twee commerciële aardbeiencultivars in Saoedi-Arabië (Sweet Charlie en Festival) en voerden we in 2022 twee veldstudies uit met lage concentraties MiZax (2,5 en 5 µM). Bij Sweet Charlie nam het totale aantal vruchten weliswaar niet significant toe, maar de vruchtbiomassa was over het algemeen hoger voor planten die met MiZax werden behandeld, en het aantal vruchten per perceel nam toe na behandeling met MiZax3 (Fig. 4). Deze gegevens suggereren verder dat de biologische activiteit van MiZax3 en MiZax5 kan verschillen. Bovendien observeerden we na behandeling met Myzax een toename in het verse en droge gewicht van de planten, evenals in de lengte van de scheuten. Wat betreft het aantal uitlopers en nieuwe planten, vonden we pas een toename bij 5 µM MiZax (Fig. 4), wat aangeeft dat optimale MiZax-coördinatie afhankelijk is van de plantensoort.
Het effect van MiZax op de plantstructuur en de aardbeienopbrengst (Sweet Charlie-variëteit) van KAU-velden, uitgevoerd in 2022. De gegevens vertegenwoordigen gemiddelde ± standaarddeviatie. n ≥ 15, maar het aantal vruchten per perceel werd gemiddeld berekend op basis van 15 planten van drie percelen (n = 3). Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van een eenwegvariantieanalyse (ANOVA) en Tukey's post-hoctoets of tweezijdige Student's t-toets. Asterisken geven statistisch significante verschillen aan ten opzichte van de simulatie (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, niet significant). HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5;
We observeerden ook een vergelijkbare groeistimulerende activiteit in relatie tot vruchtgewicht en plantbiomassa bij aardbeien van het ras Festival (Fig. 5). We vonden echter geen significante verschillen in het totale aantal vruchten per plant of per perceel (Fig. 5). Interessant is dat de toepassing van MiZax de plantlengte en het aantal uitlopers verhoogde, wat aangeeft dat deze plantengroeiregulatoren gebruikt kunnen worden om de groei van fruitgewassen te verbeteren (Fig. 5). Daarnaast hebben we verschillende biochemische parameters gemeten om de vruchtkwaliteit van de twee op het veld verzamelde cultivars te begrijpen, maar we vonden geen verschillen tussen alle behandelingen (Aanvullende afbeelding S7; Aanvullende afbeelding S8).
Effect van MiZax op plantstructuur en aardbeienopbrengst in het KAU-veld (Festivalvariëteit), 2022. Gegevens zijn gemiddelde ± standaarddeviatie. n ≥ 15, maar het aantal vruchten per perceel werd gemiddeld berekend op basis van 15 planten uit drie percelen (n = 3). Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van een eenwegvariantieanalyse (ANOVA) en Tukey's post-hoctoets of tweezijdige Student's t-toets. Asterisken geven statistisch significante verschillen aan ten opzichte van de simulatie (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, niet significant). HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5;
In onze studies met aardbeien bleken de biologische activiteiten van MiZax3 en MiZax5 verschillend. We onderzochten eerst de effecten van behandeling (T) en jaar (Y) op hetzelfde ras (Sweet Charlie) met behulp van tweeweg-ANOVA om hun interactie (T x Y) te bepalen. GA had dus geen effect op het aardbeienras (Sweet Charlie), terwijl 5 μM MiZax3 en MiZax5 de plant- en vruchtbiomassa aanzienlijk verhoogde (fig. 6), wat aangeeft dat de tweeweginteracties van de twee MiZax-soorten zeer vergelijkbaar zijn bij de bevordering van de aardbeienteelt.
Beoordeel de effecten van 5 µM-behandeling (T), jaar (Y) en hun interactie (T x Y) op aardbeien (cv. Sweet Charlie). Gegevens vertegenwoordigen gemiddelde ± standaarddeviatie. n ≥ 30. Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van tweewegvariantieanalyse (ANOVA). Asterisken geven statistisch significante verschillen aan ten opzichte van de simulatie (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, niet significant). HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Bovendien, aangezien de MiZax-activiteit op de twee cultivars enigszins verschilde (Fig. 4; Fig. 5), voerden we een tweeweg-ANOVA uit om behandeling (T) en de twee cultivars (C) te vergelijken. Ten eerste had geen enkele behandeling invloed op het aantal vruchten per perceel (Fig. 7), wat erop wijst dat er geen significante interactie is tussen (T x C) en dat noch MiZax noch HA bijdraagt aan het totale aantal vruchten. Daarentegen verhoogde MiZax (maar niet HA) het plantgewicht, het vruchtgewicht, de uitlopers en de nieuwe planten significant (Fig. 7), wat erop wijst dat MiZax3 en MiZax5 de groei van verschillende aardbeicultivars significant bevorderen. Op basis van tweeweg-ANOVA (T x Y) en (T x C) kunnen we concluderen dat de groeibevorderende activiteiten van MiZax3 en MiZax5 onder veldomstandigheden zeer vergelijkbaar en consistent zijn.
Evaluatie van aardbeienbehandeling met 5 µM (T), twee variëteiten (C) en hun interactie (T x C). Gegevens vertegenwoordigen gemiddelde ± standaarddeviatie. n ≥ 30, maar het aantal vruchten per perceel werd gemiddeld berekend op basis van 15 planten uit drie percelen (n = 6). Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van tweewegvariantieanalyse (ANOVA). Asterisken geven statistisch significante verschillen aan ten opzichte van de simulatie (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, niet significant). HA – humuszuur; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Tot slot gebruikten we principal component analysis (PCA) om de effecten van de toegepaste stoffen op aardappelen (T x Y) en aardbeien (T x C) te evalueren. Deze cijfers laten zien dat de HA-behandeling vergelijkbaar is met die van aceton in aardappelen of water in aardbeien (Figuur 8), wat wijst op een relatief klein positief effect op de plantengroei. Interessant is dat de algehele effecten van MiZax3 en MiZax5 dezelfde verdeling vertoonden in aardappelen (Figuur 8A), terwijl de verdeling van deze twee stoffen in aardbeien verschillend was (Figuur 8B). Hoewel MiZax3 en MiZax5 een overwegend positieve verdeling vertoonden in plantengroei en -opbrengst, gaf PCA-analyse aan dat de groeiregulerende activiteit mogelijk ook afhankelijk is van de plantensoort.
Principale componentanalyse (PCA) van (A) aardappelen (T x Y) en (B) aardbeien (T x C). Scoregrafieken voor beide groepen. De lijn die elke component verbindt, leidt naar het midden van de cluster.
Samenvattend, gebaseerd op onze vijf onafhankelijke veldstudies op twee hoogwaardige gewassen en consistent met onze eerdere rapporten van 2020 tot 202226,27, zijn MiZax3 en MiZax5 veelbelovende plantengroeiregulatoren die de plantengroei en -opbrengst kunnen verbeteren, waaronder granen, houtachtige gewassen (dadelpalmen) en fruitgewassen in de tuinbouw26,27. Hoewel de moleculaire mechanismen buiten hun biologische activiteiten ongrijpbaar blijven, hebben ze een groot potentieel voor veldtoepassingen. Het beste van alles is dat MiZax, vergeleken met humuszuur, in veel kleinere hoeveelheden wordt toegepast (micromolair of milligramniveau) en de positieve effecten meer uitgesproken zijn. Daarom schatten we de dosering van MiZax3 per toepassing (van lage naar hoge concentratie): 3, 6 of 12 g/ha, en de dosering van MiZx5: 4, 7 of 13 g/ha, wat deze PGR's nuttig maakt voor het verbeteren van gewasopbrengsten. Heel goed haalbaar.
Plaatsingstijd: 29-07-2024