Ultrazvučno pražnjenje i klijanje
- Ultrazvučno pražnjenje sjemena je korisna tehnika prije sjetve za dopunu sjemena vodom i hranjivim tvarima i za stimulaciju klijanja.
- Sonikacija je efikasna tehnika za prekid mirovanja sjemena i poboljšanje karakteristika klijanja.
- Hielscher ultrazvučna oprema može se precizno kontrolirati za pouzdane rezultate klijanja sjemena i prajminga.
Ultrazvučno pražnjenje sjemena, klijanje i klijanje
Ultrazvučno pražnjenje sjemena odnosi se na proces tretiranja sjemena ultrazvučnim valovima na cca. 20 kHz u vodi ili drugim odgovarajućim hranljivim rastvorima za poboljšanje njihovog klijanja i ranog rasta. Brza klijavost i nicanje sadnica su kritični faktori za uspješno uspostavljanje biljaka i usjeva. Prekid mirovanja i stimulacija klijanja važni su za proliferaciju i ranu proizvodnju sadnica biljaka. Ultrazvučna obrada sjemena u vodi, hranjivoj otopini ili osmotikumu poboljšava brzinu klijanja i brzinu i pokazuje veći postotak klijanja od neobrađenog sjemena.
Sonicirano sočivo (40Ws/gw/ UP200St) u poređenju sa nesoniciranom sočivo: Sonicirano sočivo pokazuje veću stopu klijanja i duže izdanke.
Prednosti ultrazvučnog prajminga sjemena
Intenzivan ultrazvuk od cca. 20kHz pokazuju značajan uticaj na omotač sjemena, kao i na prijenos mase i unutarćelijske procese. U nastavku možete pronaći detalje o glavnim efektima sonikacije na sjemenke i njihovim povezanim prednostima.
- Povećana stopa klijanja: Ultrazvučno pražnjenje sjemena može poboljšati stopu klijanja sjemena razbijanjem mirovanja sjemena, povećanjem upijanja vode i aktiviranjem enzima koji pospješuju rast sjemena. Budući da ultrazvuk može aktivirati enzime unutar sjemena koji su odgovorni za razbijanje uskladištenih hranjivih tvari i pokretanje klijanja.
- Povećano upijanje vode: Sonikacija može probušiti omotač sjemena i ćelijske zidove, tako da sjeme može naknadno povećati svoju propusnost za vodu i poboljšati unos vode i hranjivih tvari. Ovo daje prednost pripremljenom sjemenu, posebno na suhom ili tlu osiromašenom nutrijentima.
- Ubrzano nicanje sadnica: Ultrazvučna obrada za prajmerisanje sjemena može smanjiti vrijeme potrebno da sadnice izbiju iz tla, što može biti posebno korisno u situacijama kada se želi brzo formiranje usjeva. Razbijanjem omotača sjemena i poboljšanjem vodopropusnosti, promicanjem bubrenja i klijanja sjemena, ultrazvuk može prekinuti mirovanje sjemena.
- Poboljšan rast sadnica: Ultrazvučno pražnjenje sjemena može stimulirati rast sadnica promicanjem razvoja korijena, stabljike i lišća. To može rezultirati jačim, zdravijim biljkama s boljim prinosima.
- Poboljšana tolerancija sadnica na stres: Ultrazvučno pražnjenje sjemena povećava sposobnost sadnica da izdrže stresove okoline kao što su suša, salinitet i visoke temperature.
- Smanjena smrtnost sadnica: Ultrazvučno pražnjenje sjemena može smanjiti stopu smrtnosti sadnica promicanjem ujednačenog klijanja i ranog rasta, što može pomoći u sprječavanju gubitka sadnica zbog neravnomjernog nicanja ili slabog rasta.
Zbog ovih pozitivnih efekata, ultrazvučno indukovano pražnjenje i klijanje semena poboljšava kvalitet i količinu useva što dovodi do uspešnijeg klijanja, smanjenja troškova proizvodnje i povećanja održivosti u poljoprivredi.
Ultrasonikatori kao što je industrijski UIP6000hdT koriste se za inline ultrazvučno prajming sjemena, uključujući hidro-prajming, osmo-priming i halo-priming.
- ujednačeno i brzo klijanje
- viši indeks vitalnosti sjemena
- duže korijenje i izdanke
- povećana aktivnost α-amilaze
- veći otpor
- povećana hidratacija
- obogaćivanje nutrijentima
- skraćeno vrijeme između sjetve i nicanja sadnica
Slike semena Arabidopsis pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM).
a–c Sjeme podvrgnuto ultrazvuku na 24°C u trajanju od 30 sekundi.
d, e suvo sjeme, f, g sjeme stavljeno u vodu 4 dana na 4°C,
h, i, klijalo seme.
Slike i studija: ©Lopez-Ribera et al. 2017
ultrazvučno prajming
Pranje sjemena u osmotici kao što je manitol, polietilen glikol (osmopriming), slani rastvori (npr. CaCl2, NaCl ili CaSO4) (halopriming) i u vodi (hidropriming) može se lako poboljšati primjenom ultrazvučnih valova. Ultrazvučno indukovana fragmentacija ljuske, perforacija i povećanje veličine pora sjemena dovode do većeg kapaciteta zadržavanja vode i hranjivih tvari u sjemenu i zrnu što rezultira poboljšanom hidratacijom. Sonikacija poboljšava prijenos mase između sjemena i okolne otopine što rezultira povećanim unosom otopine (tj. vode, hranjivih tvari itd.) u sjeme. Ultrazvučno potpomognuto prajmerisanje je ekonomična, jednostavna i sigurna tehnika za povećanje kapaciteta semena za osmotsko prilagođavanje i poboljšanje klijanja semena, formiranja rasada i proizvodnje useva u uslovima stresa.
Nadalje, ultrazvučna obrada uzrokuje modifikaciju endosperma, kao što je degradacija škroba ultrazvukom, što povećava brzinu enzimski kataliziranih reakcija hidrolize unutar sjemena. Povećana aktivnost enzima i hidroliza ubrzavaju klijanje i rast embrija kao rezultat ultrazvučnog tretmana.
Više o ultrazvučnom prajmingu pročitajte ovdje!
Saznajte kako ultrazvuk poboljšava proizvodnju valjane trave!
Ultrasonikatori za pražnjenje sjemena i klijanje
Hielscher Ultrasonics isporučuje ultrazvučnu opremu za poboljšanu pripremu sjemena, uključujući hidro-priming, osmo-priming i halo-priming. Kompaktni ultrazvučni uređaji za R + D i laboratorijski rad omogućavaju testiranje i uspostavljanje optimalnih ultrazvučnih parametara procesa, dok se industrijska ultrazvučna oprema implementira u velikom tretmanu komercijalno trgovanog sjemena u praktičnom i visoko efikasnom protočnom ultrazvučnom tretmanu.
Da bi se poboljšalo klijanje sjemena ultrazvučnom obradom, potrebni su precizno kontrolirani i podesivi ultrazvučni sistemi. Budući da se ultrazvučni valovi koriste za stimulaciju fizioloških aktivnosti biljnih stanica, intenzitet ultrazvučne obrade mora se prilagoditi specifičnoj vrsti sjemena i sorti. Hielscher ultrazvučni sistemi mogu se podesiti na blage amplitude isporučujući kavitaciju i/ili oscilaciju potrebnu za nanošenje sjemena za optimalno klijanje i snagu. Tretman semena se može primeniti u serijama kao iu režimu kontinuiranog protoka. Širok spektar dodatne opreme omogućava jednostavnu integraciju ultrazvuka u postojeće prostorije.
Hielscher ultrazvučni sistemi povećavaju potencijal za visoke performanse sadnica nakon sjetve.
Ultrasonikator UP400St za prajmerisanje semena u manjim serijama u R&D faza. Ultrazvučni tretman rezultira bržim nicanjem, većim profilom hranjivih tvari i poboljšanom snagom sadnica.
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Literatura/Reference
- Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Primjena ultrazvučnih talasa kao tehnike pranja za ubrzavanje i poboljšanje klijanja sjemena ječma: optimizacija metode Taguchi pristupom. Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
- Godlewska, K.; Biesiada, A.; Michalak, I.; Pacyga, P. (2020): Efekat botaničkih ekstrakata dobijenih ultrazvukom potpomognutom ekstrakcijom na bijeli kupus (Brassica oleracea L. var. Capitata L.) Sadnice uzgajane u kontroliranim uvjetima. Sustainability 2020, 12, 1871.
- Ranjbari, A. & Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Efekat ultrazvučne predtretmana na karakteristike apsorpcije vode slanutka (Cicer arietinum). Latin American Applied Research 43, 2013. 153-159.
- Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Impacts of Ultrasonic Waves on Seeds: A Mini-Review. Agri Res & Tech sveska 6, izdanje 3 – april 2017.
Činjenice koje vrijedi znati
klijavost
Klijanje sjemena opisuje razvoj i rast biljke iz sjemena. Proces klijanja rezultira formiranjem klijana, što uključuje metaboličke procese, kao i nicanje radikule i perjanice. Potpuno razvijeno sjeme sadrži embrion i hranjive tvari zatvorene u omotaču sjemena. U odgovarajućim uslovima, seme počinje da klija, a embrionalna tkiva nastavljaju da rastu, razvijajući se ka klijancu. Najvažniji faktori za klijanje semena su voda, kiseonik, temperatura i svetlost.
predsetveni tretman
Osnaživanje sjemena je tehnički izraz koji opisuje korisne tretmane sjemena nakon žetve, ali prije sjetve kako bi se poboljšala klijavost i rast sadnica. Primijenjene su različite metode za predsjetveno tretiranje sjemena kako bi se povećala klijavost i ujednačenost rasta rasada. Primjene prije sjetve uključuju mehaničke tretmane (npr. ultrazvukom, lupanje, trljanje, skarifikacija), tretman vrućom ili kipućom vodom, suhu toplinsku obradu, kemijski tretman (npr. giberelinska kiselina/giberelin, sumporna kiselina) ili električni tretman. Ovi tretmani semena se primenjuju sa ciljem da se poboljša vitalnost semena. Jačina sjemena je procjena kvaliteta potencijalnog klijanja sjemena, nicanja u polju i sposobnosti skladištenja sjemena u različitim uvjetima od standardnih klijanja. Jačina sjemena se mjeri ispitivanjem jačine sjemena.
modifikacija endosperma
Endosperm je tkivo koje se proizvodi unutar sjemena većine cvjetnica nakon oplodnje. Okružuje embrion i obezbjeđuje ishranu u obliku škroba, iako može sadržavati i ulja i proteine. Endosperm se može enzimski modificirati, što je važan korak tokom sladenje ječma. Tokom sladovanja, enzimi beta glukani i endoproteaze se uglavnom koriste za modifikaciju skrobnog endosperma jedva.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijska veličina.