MR
Muhammad Raza
Author with expertise in Intercropping in Agricultural Systems
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
13
(46% Open Access)
Cited by:
1,223
h-index:
42
/
i10-index:
127
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

The Influence of Light Intensity and Leaf Movement on Photosynthesis Characteristics and Carbon Balance of Soybean

Lingyang Feng et al.Jan 8, 2019
In intercropping systems shading conditions significantly impair the seed yield and quality of soybean, and rarely someone investigated the minimum amount of light requirement for soybean growth and development. Therefore, it is an urgent need to determine the threshold light intensity to ensure sustainable soybean production under these systems. An integrated approach combining morphology, physiology, biochemistry and genetic analysis was undertaken to study the light intensity effects on soybean growth and development. A pot experiment was set up in a growth chamber under increasing light intensity treatments of 100 (L100), 200 (L200), 300 (L300), 400 (L400), and 500 (L500) μmol m-2 s-1. Compared with L100, plant height, hypocotyl length, and abaxial leaf petiole angle were decreased, biomass, root:shoot ratio, and stem diameter were increased, extremum was almost observed in L400 and L500. Leaf petiole movement and leaf hyponasty in each treatment has presented a tendency to decrease the leaf angle from L500 to L100. In addition, the cytochrome content (Chl a, Chl b, Car), net photosynthetic rate, chlorophyll fluorescence values of Fv/Fm, Fv' / Fm' , ETR, ΦPSII, and qP were increased as the light intensity increased, and higher values were noted under L400. Leaf microstructure and chloroplast ultrastructure positively improved with increasing light intensity, and leaf-thickness, palisade, and spongy tissues-thickness were increased by 105, 90, and 370%, under L500 than L100. Moreover, the cross-sectional area of chloroplast (C) outer membrane and starch grains (S), and sectional area ratio (S:C) was highest under L400 and L500, respectively. Compared to L100, the content of starch granules increased by 35.5, 122.0, 157.6, and 145.5%, respectively in L400. The same trends were observed in the enzyme activity of sucrose-synthase, sucrose phosphate synthase, starch synthase, rubisco, phosphoenol pyruvate carboxykinase, and phosphoenol pyruvate phosphatase. Furthermore, sucrose synthesis-related genes were also up-regulated by increasing light intensity, and the highest seed yield and yield related parameters were recorded in the L400. Overall, these results suggested that 400 and 500 μmol m-2 s-1 is the optimum light intensity which positively changed the leaf orientation and adjusts leaf angle to perpendicular to coming light, consequently, soybean plants grow well under prevailing conditions.
0

Sugarcane/soybean intercropping enhances crop productivity, nutrient uptake, and net economic return with reduced inputs

Muhammad Raza et al.May 29, 2024
Global pressures on the land require a shift to efficient land uses that meet economic and dietary demands and are within planetary boundaries. Important anthropogenic emissions from sugarcane fields around the world and sluggish consumption of resources during the initial canopy growth of this crop provide a chance to leverage the potential of intercropping to make better use of the available resources. We conducted this study to test whether intercropped soybean with appropriate spatial arrangements have the potential to yield near to its sole system by taking up the under-utilized land and nutrients during the initial 3–4 months of the sugarcane growth. A three-year field study (2020–2022) was conducted to analyze the effects of different spatial arrangements on sugarcane/soybean intercropping (two soybean rows intercropped between every two sugarcane rows; 2S2Sc, and three soybean rows intercropped between every two sugarcane rows; 3S2Sc) and compare them with corresponding sole systems in terms of crop growth, nitrogen (N) and phosphorus (P) uptake, grain/cane yields, land productivity, and economic returns. Results showed that intercrops achieved 91–94% of sole cane yield and 66–81% of sole soybean grain yield, which was mainly due to the improved canopy cover resulting from soybean intercropping during the early cane growth in 2S2Sc and 3S2Sc. The land productivity and nutrient use advantage under sugarcane/soybean intercropping, estimated as the total land equivalent ratios for land, N, and P, were 1.58–1.75 (LERL), 1.72–1.87 (LERN), and 1.38–1.67 (LERP), respectively, which in turn substantially increased the net profit of 2S2Sc (USD 2191, 1426, and 1014 ha-1) and 3S2Sc (USD 1888, 1190, and 780 ha-1) compared to sole sugarcane (USD 1752, 967, and 575 ha-1) in 2020–21, 2021–22, and 2022–23, respectively. The increase in net profit under intercropping was mainly due to the additional soybean grain yield that was obtained from the capture of resources that are not used by sugarcane during its early canopy development phase, most importantly, without investing any extra capital on land preparation, irrigation, labor, and fertilizers. Our results show that sugarcane/soybean intercropping could be adopted as a potential cropping system for obtaining higher yields with reduced cultivation and anthropogenic inputs (N and P), and it will put less pressure on the environment than sole sugarcane cropping system by increasing production without increase in inputs and lowering the land requirement of the agricultural output.
0
Paper
Citation2
0
Save
0

Comparative Analysis of In Vitro Pumps Used in Cardiovascular Investigations: Focus on Flow Generation Principles and Characteristics of Generated Flows

Noaman Mazhar et al.Nov 5, 2024
A comprehensive analysis of in vitro pumps used in cardiovascular research is provided in this review, with a focus on the characteristics of generated flows and principles of flow generations. The cardiovascular system, vital for nutrient circulation and waste removal, generates complex hemodynamics critical for endothelial cell function. Cardiovascular diseases (CVDs) could be caused by the disturbances in these flows, including aneurysms, atherosclerosis, and heart defects. In vitro systems simulate hemodynamic conditions on cultured cells in the laboratory to study and evaluate these diseases to advance therapies. Pumps used in these systems can be classified into contact and non-contact types. Contact pumps, such as piston and gear pumps, can generate higher flow rates, but they have a higher risk of contamination due to the direct interaction of pump with the fluid. Non-contact pumps, such as peristaltic and lab-on-disk centrifugal pumps, minimize contamination risks, but they are limited to lower flow rates. Advanced pumps including piezoelectric and I-Cor diagonal pumps are focused on improving the accuracy of flow replication and long-term stability. The operational principles, advantages, and some disadvantages of these pump categories are evaluated in this review, while providing insights for optimizing in vitro cardiovascular models and advancing therapeutic strategies against CVDs. The outcomes of the review elaborate the importance of selecting an appropriate pump system, to accurately replicate cardiovascular flow patterns.
Load More