Il cambiamento climatico e la rapida crescita demografica sono diventati sfide chiave per la sicurezza alimentare globale. Una soluzione promettente è l'uso diregolatori della crescita delle piante(PGR) per aumentare le rese delle colture e superare condizioni di crescita sfavorevoli come i climi desertici. Recentemente, il carotenoide zaxinone e due dei suoi analoghi (MiZax3 e MiZax5) hanno dimostrato una promettente attività di promozione della crescita in colture cerealicole e orticole in serra e in campo aperto. In questo studio, abbiamo ulteriormente studiato gli effetti di diverse concentrazioni di MiZax3 e MiZax5 (5 μM e 10 μM nel 2021; 2,5 μM e 5 μM nel 2022) sulla crescita e la resa di due colture orticole di alto valore in Cambogia: patate e fragole. Arabia Saudita. In cinque prove di campo indipendenti condotte tra il 2021 e il 2022, l'applicazione di entrambi i MiZax ha migliorato significativamente le caratteristiche agronomiche delle piante, i componenti della resa e la resa complessiva. È importante notare che MiZax viene utilizzato a dosi molto inferiori rispetto all'acido umico (un composto commerciale ampiamente utilizzato qui per il confronto). Pertanto, i nostri risultati dimostrano che MiZax è un regolatore della crescita delle piante molto promettente che può essere utilizzato per stimolare la crescita e la resa delle colture orticole anche in condizioni desertiche e a concentrazioni relativamente basse.
Secondo l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO), i nostri sistemi di produzione alimentare dovranno quasi triplicare entro il 2050 per nutrire una popolazione globale in crescita (FAO: Il mondo avrà bisogno del 70% di cibo in più entro il 20501). Infatti, la rapida crescita demografica, l'inquinamento, i movimenti di parassiti e soprattutto le alte temperature e la siccità causate dai cambiamenti climatici sono tutte sfide che la sicurezza alimentare globale si trova ad affrontare2. A questo proposito, aumentare la resa lorda delle colture agricole in condizioni non ottimali è una delle soluzioni indiscutibili a questo problema urgente. Tuttavia, la crescita e lo sviluppo delle piante dipendono principalmente dalla disponibilità di nutrienti nel suolo e sono fortemente limitati da fattori ambientali avversi, tra cui siccità, salinità o stress biotico3,4,5. Questi stress possono avere un impatto negativo sulla salute e sullo sviluppo delle colture e, in ultima analisi, portare a una riduzione delle rese6. Inoltre, le limitate risorse di acqua dolce hanno un impatto significativo sull'irrigazione delle colture, mentre i cambiamenti climatici globali riducono inevitabilmente la superficie coltivabile ed eventi come le ondate di calore riducono la produttività delle colture7,8. Le alte temperature sono comuni in molte parti del mondo, inclusa l'Arabia Saudita. L'uso di biostimolanti o fitoregolatori (PGR) è utile per accorciare il ciclo di crescita e aumentare la resa delle colture. Può migliorare la tolleranza delle colture e consentire alle piante di affrontare condizioni di crescita sfavorevoli9. A questo proposito, biostimolanti e fitoregolatori possono essere utilizzati in concentrazioni ottimali per migliorare la crescita e la produttività delle piante10,11.
I carotenoidi sono tetraterpenoidi che fungono anche da precursori dei fitormoni acido abscissico (ABA) e strigolattone (SL)12,13,14, così come dei regolatori di crescita recentemente scoperti zaxinone, anorene e ciclocitrale15,16,17,18,19. Tuttavia, la maggior parte dei metaboliti attuali, compresi i derivati dei carotenoidi, ha fonti naturali limitate e/o è instabile, rendendo difficile la loro applicazione diretta in questo campo. Pertanto, negli ultimi anni, diversi analoghi/mimetici di ABA e SL sono stati sviluppati e testati per applicazioni agricole20,21,22,23,24,25. Analogamente, abbiamo recentemente sviluppato mimetici dello zaxinone (MiZax), un metabolita promotore della crescita che potrebbe esercitare i suoi effetti migliorando il metabolismo degli zuccheri e regolando l'omeostasi dello SL nelle radici del riso19,26. I mimetici di zaxinone 3 (MiZax3) e MiZax5 (strutture chimiche mostrate in Figura 1A) hanno mostrato un'attività biologica paragonabile a quella dello zaxinone in piante di riso selvatico coltivate idroponicamente e in terreno26. Inoltre, il trattamento di pomodoro, palma da dattero, peperone verde e zucca con zaxinone, MiZax3 e MiZx5 ha migliorato la crescita e la produttività delle piante, ovvero la resa e la qualità del peperone, in condizioni di serra e di campo aperto, indicando il loro ruolo come biostimolanti e l'utilizzo di PGR27. È interessante notare che MiZax3 e MiZax5 hanno anche migliorato la tolleranza al sale del peperone verde coltivato in condizioni di elevata salinità, e MiZax3 ha aumentato il contenuto di zinco del frutto quando incapsulato con strutture metallo-organiche contenenti zinco7,28.
(A) Struttura chimica di MiZax3 e MiZax5. (B) Effetto dell'irrorazione fogliare di MZ3 e MZ5 a concentrazioni di 5 µM e 10 µM su piante di patata in condizioni di campo aperto. L'esperimento si svolgerà nel 2021. I dati sono presentati come media ± DS. n≥15. L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando l'analisi della varianza a un fattore (ANOVA) e il test post hoc di Tukey. Gli asterischi indicano differenze statisticamente significative rispetto alla simulazione (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, non significativo). HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
In questo lavoro, abbiamo valutato MiZax (MiZax3 e MiZax5) a tre concentrazioni fogliari (5 µM e 10 µM nel 2021 e 2,5 µM e 5 µM nel 2022) e le abbiamo confrontate con la patata (Solanum tuberosum L.). L'acido umico (HA), regolatore di crescita commerciale, è stato confrontato con le fragole (Fragaria ananassa) in prove di coltivazione di fragole in serra nel 2021 e 2022 e in quattro prove di campo nel Regno dell'Arabia Saudita, una regione dal clima tipicamente desertico. Sebbene l'HA sia un biostimolante ampiamente utilizzato con molti effetti benefici, tra cui l'aumento dell'utilizzo dei nutrienti nel suolo e la promozione della crescita delle colture attraverso la regolazione dell'omeostasi ormonale, i nostri risultati indicano che MiZax è superiore all'HA.
I tuberi di patata della varietà Diamond sono stati acquistati dalla Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company, Jeddah, Arabia Saudita. Le piantine di due varietà di fragola, "Sweet Charlie" e "Festival", e l'acido umico, sono stati acquistati dalla Modern Agritech Company, Riyadh, Arabia Saudita. Tutto il materiale vegetale utilizzato in questo lavoro è conforme alla Dichiarazione di politica dell'IUCN sulla ricerca che coinvolge specie minacciate di estinzione e alla Convenzione sul commercio delle specie di fauna e flora selvatiche minacciate di estinzione.
Il sito sperimentale si trova a Hada Al-Sham, Arabia Saudita (21°48′3″N, 39°43′25″E). Il terreno è sabbioso-limoso, pH 7,8, CE 1,79 dcm-130. Le proprietà del terreno sono riportate nella Tabella Supplementare S1.
Piantine di fragola (Fragaria x ananassa D. var. Festival) a 3 stadi di foglie vere sono state divise in tre gruppi per valutare l'effetto della nebulizzazione fogliare con 10 μM di MiZax3 e MiZax5 sulle caratteristiche di crescita e sul periodo di fioritura in condizioni di serra. La nebulizzazione delle foglie con acqua (contenente lo 0,1% di acetone) è stata utilizzata come trattamento modello. Le nebulizzazioni fogliari di MiZax sono state applicate 7 volte a intervalli di una settimana. Due esperimenti indipendenti sono stati condotti rispettivamente il 15 e il 28 settembre 2021. La dose iniziale di ciascun composto è di 50 ml, poi gradualmente aumentata fino a una dose finale di 250 ml. Per due settimane consecutive, il numero di piante fiorite è stato registrato ogni giorno e il tasso di fioritura è stato calcolato all'inizio della quarta settimana. Per determinare i caratteri di crescita, sono stati misurati il numero di foglie, il peso fresco e secco della pianta, la superficie fogliare totale e il numero di stoloni per pianta alla fine della fase di crescita e all'inizio della fase riproduttiva. La superficie fogliare è stata misurata utilizzando un misuratore della superficie fogliare e i campioni freschi sono stati essiccati in forno a 100 °C per 48 ore.
Sono state condotte due prove di campo: aratura precoce e tardiva. I tuberi di patata della varietà "Diamant" vengono piantati a novembre e febbraio, rispettivamente con periodi di maturazione precoce e tardiva. I biostimolanti (MiZax-3 e -5) vengono somministrati in concentrazioni di 5,0 e 10,0 µM (2021) e 2,5 e 5,0 µM (2022). Si spruzza acido umico (HA) 1 g/l 8 volte a settimana. Acqua o acetone sono stati utilizzati come controllo negativo. Il disegno sperimentale del campo è mostrato nella Figura supplementare S1. Per condurre gli esperimenti di campo è stato utilizzato uno schema sperimentale a blocchi completi randomizzati (RCBD) con un'area di parcella di 2,5 m × 3,0 m. Ogni trattamento è stato ripetuto tre volte come repliche indipendenti. La distanza tra ciascuna parcella è di 1,0 m e la distanza tra ciascun blocco è di 2,0 m. La distanza tra le piante è di 0,6 m e la distanza tra le file è di 1 m. Le piante di patate sono state irrigate quotidianamente a goccia con una portata di 3,4 l per ogni contagocce. Il sistema funziona due volte al giorno per 10 minuti ogni volta per fornire acqua alle piante. Sono stati applicati tutti i metodi agrotecnici raccomandati per la coltivazione di patate in condizioni di siccità31. Quattro mesi dopo la semina, l'altezza della pianta (cm), il numero di rami per pianta, la composizione e la resa della patata e la qualità del tubero sono state misurate utilizzando tecniche standard.
Piantine di due varietà di fragola (Sweet Charlie e Festival) sono state testate in condizioni di campo. I biostimolanti (MiZax-3 e -5) sono stati utilizzati come spray fogliari a concentrazioni di 5,0 e 10,0 µM (2021) e 2,5 e 5,0 µM (2022) otto volte a settimana. Utilizzare 1 g di HA per litro come spray fogliare in parallelo con MiZax-3 e -5, con una miscela di controllo di H₂O o acetone come controllo negativo. Le piantine di fragola sono state piantate in un appezzamento di 2,5 x 3 m all'inizio di novembre con una distanza tra le piante di 0,6 m e una distanza tra le file di 1 m. L'esperimento è stato condotto presso il RCBD ed è stato ripetuto tre volte. Le piante sono state irrigate per 10 minuti al giorno alle 7:00 e alle 17:00 utilizzando un sistema di irrigazione a goccia con gocciolatori distanziati di 0,6 m e con una capacità di 3,4 l. Durante la stagione vegetativa sono stati misurati i componenti agrotecnici e i parametri di resa. La qualità dei frutti, inclusi solidi sospesi totali (TSS) (%), vitamina C32, acidità e contenuto fenolico totale33, è stata valutata presso il Laboratorio di Fisiologia e Tecnologia Post-Raccolta della King Abdulaziz University.
I dati sono espressi come medie e le variazioni sono espresse come deviazioni standard. La significatività statistica è stata determinata utilizzando l'ANOVA a un fattore (ANOVA a un fattore) o l'ANOVA a due fattori utilizzando il test di comparazione multipla di Tukey con un livello di probabilità di p < 0,05 o un test t di Student a due code per rilevare differenze significative (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Tutte le interpretazioni statistiche sono state eseguite utilizzando GraphPad Prism versione 8.3.0. Le associazioni sono state testate utilizzando l'analisi delle componenti principali (PCA), un metodo statistico multivariato, utilizzando il pacchetto R 34.
In un precedente rapporto, abbiamo dimostrato l'attività di promozione della crescita di MiZax a concentrazioni di 5 e 10 μM in piante orticole e migliorato l'indicatore di clorofilla nel Soil Plant Assay (SPAD)27. Sulla base di questi risultati, abbiamo utilizzato le stesse concentrazioni per valutare gli effetti di MiZax sulla patata, un'importante coltura alimentare globale, in prove di campo in climi desertici nel 2021. In particolare, eravamo interessati a verificare se MiZax potesse aumentare l'accumulo di amido, il prodotto finale della fotosintesi. Nel complesso, l'applicazione di MiZax ha migliorato la crescita delle piante di patata rispetto all'acido umico (HA), con conseguente aumento dell'altezza della pianta, della biomassa e del numero di rami (Fig. 1B). Inoltre, abbiamo osservato che 5 μM di MiZax3 e MiZax5 hanno avuto un effetto maggiore sull'aumento dell'altezza della pianta, del numero di rami e della biomassa rispetto a 10 μM (Figura 1B). Oltre al miglioramento della crescita, MiZax ha anche aumentato la resa, misurata in base al numero e al peso dei tuberi raccolti. L'effetto benefico complessivo è stato meno pronunciato quando MiZax è stato somministrato a una concentrazione di 10 μM, suggerendo che questi composti dovrebbero essere somministrati a concentrazioni inferiori (Figura 1B). Inoltre, non abbiamo osservato differenze in tutti i parametri registrati tra i trattamenti con acetone (fittizio) e acqua (controllo), suggerendo che gli effetti di modulazione della crescita osservati non erano causati dal solvente, il che è coerente con il nostro precedente rapporto27.
Poiché la stagione di coltivazione delle patate in Arabia Saudita prevede una maturazione precoce e tardiva, abbiamo condotto un secondo studio sul campo nel 2022 utilizzando basse concentrazioni (2,5 e 5 µM) nell'arco di due stagioni per valutare l'impatto stagionale dei campi aperti (Figura supplementare S2A). Come previsto, entrambe le applicazioni di MiZax 5 µM hanno prodotto effetti di promozione della crescita simili a quelli della prima prova: aumento dell'altezza delle piante, aumento della ramificazione, maggiore biomassa e aumento del numero di tuberi (Fig. 2; Figura supplementare S3). È importante sottolineare che abbiamo osservato effetti significativi di questi PGR a una concentrazione di 2,5 µM, mentre il trattamento con GA non ha mostrato gli effetti previsti. Questo risultato suggerisce che MiZax può essere utilizzato anche a concentrazioni inferiori al previsto. Inoltre, l'applicazione di MiZax ha anche aumentato la lunghezza e la larghezza dei tuberi (Figura supplementare S2B). Abbiamo riscontrato anche un aumento significativo del peso dei tuberi, ma la concentrazione di 2,5 µM è stata applicata solo in entrambe le stagioni di semina.
Valutazione fenotipica dell'impatto di MiZax sulle piante di patata a maturazione precoce nel campo KAU, condotta nel 2022. I dati rappresentano la media ± deviazione standard. n≥15. L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando l'analisi della varianza a un fattore (ANOVA) e il test post hoc di Tukey. Gli asterischi indicano differenze statisticamente significative rispetto alla simulazione (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, non significativo). HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Per comprendere meglio gli effetti del trattamento (T) e dell'anno (Y), è stata utilizzata un'ANOVA bidirezionale per esaminare la loro interazione (T x Y). Sebbene tutti i biostimolanti (T) abbiano aumentato significativamente l'altezza e la biomassa delle piante di patata, solo MiZax3 e MiZax5 hanno aumentato significativamente il numero e il peso dei tuberi, indicando che le risposte bidirezionali dei tuberi di patata ai due MiZax erano essenzialmente simili (Fig. 3). Inoltre, all'inizio della stagione il clima (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) diventa più caldo (media 28 °C e 52% di umidità (2022), il che riduce significativamente la biomassa complessiva dei tuberi (Fig. 2; Figura supplementare S3).
Studiare gli effetti del trattamento a 5 µm (T), dell'anno (Y) e della loro interazione (T x Y) sulle patate. I dati rappresentano la media ± la deviazione standard. n ≥ 30. L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando l'analisi della varianza a due vie (ANOVA). Gli asterischi indicano differenze statisticamente significative rispetto alla simulazione (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, non significativo). HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Tuttavia, il trattamento con Myzax tendeva ancora a stimolare la crescita delle piante a maturazione tardiva. Nel complesso, i nostri tre esperimenti indipendenti hanno dimostrato senza ombra di dubbio che l'applicazione di MiZax ha un effetto significativo sulla struttura della pianta, aumentando il numero di ramificazioni. Infatti, si è osservato un significativo effetto di interazione bidirezionale tra (T) e (Y) sul numero di ramificazioni dopo il trattamento con MiZax (Fig. 3). Questo risultato è coerente con la loro attività di regolatori negativi della biosintesi dello strigolattone (SL)26. Inoltre, abbiamo precedentemente dimostrato che il trattamento con Zaxinone causa accumulo di amido nelle radici del riso35, il che potrebbe spiegare l'aumento di dimensioni e peso dei tuberi di patata dopo il trattamento con MiZax, poiché i tuberi sono composti principalmente da amido.
Le colture frutticole sono piante economicamente importanti. Le fragole sono sensibili a condizioni di stress abiotico come siccità e alte temperature. Pertanto, abbiamo studiato l'effetto di MiZax sulle fragole spruzzando le foglie. Abbiamo inizialmente somministrato MiZax a una concentrazione di 10 µM per valutarne l'effetto sulla crescita delle fragole (cultivar Festival). È interessante notare che abbiamo osservato che MiZax3 ha aumentato significativamente il numero di stoloni, il che corrispondeva a una maggiore ramificazione, mentre MiZax5 ha migliorato il tasso di fioritura, la biomassa delle piante e la superficie fogliare in condizioni di serra (Figura supplementare S4), suggerendo che questi due composti possano variare biologicamente. Eventi 26,27. Per comprendere ulteriormente i loro effetti sulle fragole in condizioni agricole reali, abbiamo condotto prove di campo applicando 5 e 10 µM di MiZax a piante di fragola (cv. Sweet Charlie) coltivate in terreno semi-sabbioso nel 2021 (fig. S5A). Rispetto alla GC, non abbiamo osservato un aumento della biomassa vegetale, ma abbiamo riscontrato una tendenza all'aumento del numero di frutti (Fig. C6A-B). Tuttavia, l'applicazione di MiZax ha comportato un aumento significativo del peso dei singoli frutti e ha suggerito una dipendenza dalla concentrazione (Figura Supplementare S5B; Figura Supplementare S6B), indicando l'influenza di questi regolatori di crescita sulla qualità dei frutti di fragola quando applicati in condizioni desertiche.
Per comprendere se l'effetto di promozione della crescita varia a seconda del tipo di cultivar, abbiamo selezionato due cultivar commerciali di fragola in Arabia Saudita (Sweet Charlie e Festival) e condotto due studi sul campo nel 2022 utilizzando basse concentrazioni di MiZax (2,5 e 5 µM). Per Sweet Charlie, sebbene il numero totale di frutti non sia aumentato significativamente, la biomassa dei frutti delle piante trattate con MiZax è stata generalmente maggiore e il numero di frutti per appezzamento è aumentato dopo il trattamento con MiZax3 (Fig. 4). Questi dati suggeriscono ulteriormente che le attività biologiche di MiZax3 e MiZax5 possano differire. Inoltre, dopo il trattamento con Myzax, abbiamo osservato un aumento del peso fresco e secco delle piante, nonché della lunghezza dei germogli. Per quanto riguarda il numero di stoloni e nuove piante, abbiamo riscontrato un aumento solo a 5 µM di MiZax (Fig. 4), indicando che il coordinamento ottimale di MiZax dipende dalla specie vegetale.
Effetto di MiZax sulla struttura delle piante e sulla resa delle fragole (varietà Sweet Charlie) nei campi KAU, condotto nel 2022. I dati rappresentano la media ± deviazione standard. n ≥ 15, ma il numero di frutti per appezzamento è stato calcolato in media su 15 piante da tre appezzamenti (n = 3). L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando l'analisi della varianza a un fattore (ANOVA) e il test post hoc di Tukey o il test t di Student a due code. Gli asterischi indicano differenze statisticamente significative rispetto alla simulazione (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, non significativo). HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Abbiamo anche osservato un'attività di stimolazione della crescita simile in termini di peso del frutto e biomassa vegetale nelle fragole della varietà Festival (Fig. 5), ma non abbiamo trovato differenze significative nel numero totale di frutti per pianta o per appezzamento (Fig. 5). È interessante notare che l'applicazione di MiZax ha aumentato la lunghezza della pianta e il numero di stoloni, indicando che questi regolatori di crescita delle piante possono essere utilizzati per migliorare la crescita delle colture frutticole (Fig. 5). Inoltre, abbiamo misurato diversi parametri biochimici per comprendere la qualità dei frutti delle due cultivar raccolte dal campo, ma non abbiamo ottenuto differenze tra tutti i trattamenti (Figura supplementare S7; Figura supplementare S8).
Effetto di MiZax sulla struttura delle piante e sulla resa delle fragole nel campo KAU (varietà Festival), 2022. I dati sono espressi come media ± deviazione standard. n ≥ 15, ma il numero di frutti per appezzamento è stato calcolato in media su 15 piante provenienti da tre appezzamenti (n = 3). L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando l'analisi della varianza a un fattore (ANOVA) e il test post hoc di Tukey o il test t di Student a due code. Gli asterischi indicano differenze statisticamente significative rispetto alla simulazione (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, non significativo). HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Nei nostri studi sulle fragole, le attività biologiche di MiZax3 e MiZax5 si sono rivelate diverse. Abbiamo inizialmente esaminato gli effetti del trattamento (T) e dell'anno (Y) sulla stessa cultivar (Sweet Charlie) utilizzando un'ANOVA a due vie per determinare la loro interazione (T x Y). Di conseguenza, l'HA non ha avuto alcun effetto sulla cultivar di fragola (Sweet Charlie), mentre 5 μM di MiZax3 e MiZax5 hanno aumentato significativamente la biomassa di piante e frutti (Fig. 6), indicando che le interazioni bidirezionali dei due MiZax sono molto simili nel promuovere la produzione di fragole.
Valutare gli effetti del trattamento con 5 µM (T), dell'anno (Y) e della loro interazione (T x Y) sulle fragole (cv. Sweet Charlie). I dati rappresentano la media ± la deviazione standard. n ≥ 30. L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando l'analisi della varianza a due vie (ANOVA). Gli asterischi indicano differenze statisticamente significative rispetto alla simulazione (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, non significativo). HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Inoltre, dato che l'attività di MiZax sulle due cultivar era leggermente diversa (Fig. 4; Fig. 5), abbiamo eseguito un'ANOVA a due vie confrontando il trattamento (T) e le due cultivar (C). In primo luogo, nessun trattamento ha influenzato il numero di frutti per parcella (Fig. 7), indicando un'interazione significativa tra (T x C) e suggerendo che né MiZax né HA contribuiscono al numero totale di frutti. Al contrario, MiZax (ma non HA) ha aumentato significativamente il peso della pianta, il peso dei frutti, gli stoloni e le nuove piante (Fig. 7), indicando che MiZax3 e MiZax5 promuovono significativamente la crescita di diverse cultivar di fragole. Sulla base dell'ANOVA a due vie (T x Y) e (T x C), possiamo concludere che le attività di promozione della crescita di MiZax3 e MiZax5 in condizioni di campo sono molto simili e costanti.
Valutazione del trattamento di fragole con 5 µM (T), due varietà (C) e la loro interazione (T x C). I dati rappresentano la media ± deviazione standard. n ≥ 30, ma il numero di frutti per parcella è stato calcolato in media su 15 piante da tre parcelle (n = 6). L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando l'analisi della varianza a due vie (ANOVA). Gli asterischi indicano differenze statisticamente significative rispetto alla simulazione (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, non significativo). HA – acido umico; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Infine, abbiamo utilizzato l'analisi delle componenti principali (PCA) per valutare gli effetti dei composti applicati su patate (T x Y) e fragole (T x C). Questi dati mostrano che il trattamento con HA è simile all'acetone nelle patate o all'acqua nelle fragole (Figura 8), indicando un effetto positivo relativamente piccolo sulla crescita delle piante. È interessante notare che gli effetti complessivi di MiZax3 e MiZax5 hanno mostrato la stessa distribuzione nelle patate (Figura 8A), mentre la distribuzione di questi due composti nelle fragole era diversa (Figura 8B). Sebbene MiZax3 e MiZax5 abbiano mostrato una distribuzione prevalentemente positiva nella crescita e nella resa delle piante, l'analisi PCA ha indicato che l'attività di regolazione della crescita può anche dipendere dalla specie vegetale.
Analisi delle componenti principali (PCA) di (A) patate (T x Y) e (B) fragole (T x C). Grafici dei punteggi per entrambi i gruppi. Una linea che collega ciascuna componente conduce al centro del cluster.
In sintesi, sulla base dei nostri cinque studi indipendenti sul campo su due colture di valore e in linea con i nostri precedenti rapporti dal 2020 al 202226, MiZax3 e MiZax5 sono promettenti fitoregolatori in grado di migliorare la crescita di diverse colture, tra cui cereali, piante legnose (palme da dattero) e frutticoli orticoli26,27. Sebbene i meccanismi molecolari che vanno oltre le loro attività biologiche rimangano poco chiari, hanno un grande potenziale per le applicazioni sul campo. Soprattutto, rispetto all'acido umico, MiZax viene applicato in quantità molto inferiori (livello micromolare o milligrammo) e gli effetti positivi sono più pronunciati. Pertanto, stimiamo il dosaggio di MiZax3 per applicazione (da bassa ad alta concentrazione): 3, 6 o 12 g/ha e il dosaggio di MiZx5: 4, 7 o 13 g/ha, rendendo questi PGR utili per migliorare le rese delle colture. Abbastanza fattibile.
Data di pubblicazione: 15-03-2024