Application of Gellan Hydrogel and Kaz-6 in Wheat Seed Coating for Improved Productivity and Environmental Resilience

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/polym17101330
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Drought is a major environmental constraint that negatively affects crop germination, seedling establishment, and overall yield. This study presents a sustainable approach to improving wheat productivity under water-deficit conditions through the application of a gellan gum-based hydrogel enriched with the growth stimulant. The hydrogel was synthesized by inducing ionic gelation of gellan gum using potassium chloride and ammonium sulfate, forming a robust, cross-linked polymer network. Wheat seeds were coated with one to eight layers of the hydrogel using a sequential dipping and drying process. Optimal seedling performance was achieved with a two-layer coating, balancing sufficient water retention with adequate gas exchange. FTIR spectroscopy and pH analysis confirmed ionic interactions between Kaz-6 and the carboxyl groups of gellan, supporting its stable incorporation within the polymer matrix. Mechanical characterization showed that ammonium sulfate significantly enhanced gel strength and cross-linking density compared to potassium chloride. Laboratory germination assays and greenhouse trials demonstrated that seeds coated with gellan hydrogel containing Kaz-6 showed enhanced germination rates, greater biomass accumulation, and significantly improved drought tolerance-surviving up to 10 days longer than controls under water-limited conditions. These findings highlight the potential of biopolymer-based hydrogels as eco-friendly seed coating materials that can improve crop resilience and productivity in arid environments. The proposed formulation aligns with sustainable agriculture goals and represents a promising direction for future field-scale applications in climate-adaptive farming systems.