Ultralydsgrunding og spiring

• Ultralydsfrøpriming er en nyttig teknik før såning til at genopfylde frø med vand og næringsstoffer og til at stimulere spiring.
• Sonikering er en effektiv teknik til at bryde frødvale og forbedre spiringsegenskaberne.
• Hielscher ultralydsudstyr kan styres præcist for pålideligt resultat af frøspiring og grunding.

Ultralyd frø priming, spiring og spiring

Ultralydsfrøpriming refererer til en proces med behandling af frø med ultralydbølger ved ca. 20 kHz i vand eller andre egnede næringsopløsninger for at forbedre deres spiring og tidlige vækst. En hurtig spiring og fremspiring af frøplanter er kritiske faktorer for en vellykket etablering af planter og afgrøder. Dvalebrydning og spiringsstimulering er vigtige for spredning og tidlig produktion af planteplanter. Ultralydbehandling af frø i vand, næringsopløsning eller en osmoticum forbedrer spiringshastigheden og hastigheden og viser en højere spiringsprocent end ubehandlede frø.

Sonikerede linser (40Ws / g m / UP200St) i sammenligning med ikke-sonikerede linser: De sonikerede linser viser en højere geminationshastighed og længere skud.

Fordele ved ultralydsfrøpriming

Intens ultralyd på ca. 20kHz viser betydelig indvirkning på frøskallen såvel som på masseoverførslen og intracellulære processer. Nedenfor kan du finde detaljer om de vigtigste virkninger af sonikering på frø og deres relaterede fordele.

• Øget spirehastighed: Ultralydsfrøpriming kan forbedre frøspiringshastigheden ved at nedbryde frødvale, øge vandoptagelsen og aktivere enzymer, der fremmer frøvækst. Da sonikering kan aktivere enzymer i frøet, der er ansvarlige for at nedbryde lagrede næringsstoffer og igangsætte spiring.
• Øget vandoptagelse: Sonikering kan perforere frøbelægningen og cellevæggene, så frøet efterfølgende kan øge dets permeabilitet over for vand og forbedre vand- og næringsstofoptagelsen. Dette giver grundede frø en fordel, især i tør eller næringsfattig jord.
• Accelereret fremkomst af frøplanter: Ultralydsbehandling til frøgrunding kan reducere den tid, det tager for frøplanter at komme op af jorden, hvilket kan være særligt gavnligt i situationer, hvor der ønskes en hurtig etablering af afgrøder. Ved at nedbryde frøbelægningen og forbedre vandgennemtrængeligheden, fremme hævelse og spiring af frø, kan ultralyd afbryde frødvalen.
• Forbedret frøplantevækst: Ultralydsfrøpriming kan stimulere væksten af kimplanter ved at fremme udviklingen af rødder, stængler og blade. Dette kan resultere i stærkere, sundere planter med bedre udbytter.
• Forbedret frøplantetolerance over for stress: Ultralydsfrøgrunding øger frøplanternes evne til at modstå miljømæssige stressfaktorer som tørke, saltholdighed og høje temperaturer.
• Reduceret dødelighed af frøplanter: Ultralydsfrøpriming kan reducere frøplantedødeligheden ved at fremme ensartet spiring og tidlig vækst, hvilket kan hjælpe med at forhindre tab af kimplanter på grund af ujævn fremkomst eller dårlig vækst.

På grund af disse positive effekter forbedrer ultralydsinduceret frøpriming og spiring kvaliteten og kvantiteten af afgrøder, hvilket fører til mere vellykket spiring, reducerer produktionsomkostningerne og øger bæredygtigheden i landbruget.

Scanningselektronmikroskopi (SEM) billeder af Arabidopsis-frø.
a-c Frø udsat for sonikering ved 24 ° C i 30 sek.
d, e tørre frø, f, g frø anbragt i vand i 4 dage ved 4 °C
H, I, spirede frø.
Billeder og undersøgelse: ©Lopez-Ribera et al. 2017

ultralyd priming

Priming af frø i osmotica såsom mannitol, polyethylenglycol (osmopriming), saltopløsninger (f.eks. CaCl₂, NaCl eller CaSO₄) (halopriming) og i vand (hydropriming) let kan forbedres ved anvendelse af ultralydsbølger. Ultralydsinduceret skalfragmentering, perforering og forstørrelse af frøs porestørrelse fører til en højere vand- og næringsstoftilbageholdelseskapacitet i frø og korn, hvilket resulterer i forbedret hydrering. Sonikering forbedrer masseoverførslen mellem frøet og den omgivende opløsning, hvilket resulterer i en øget optagelse af opløsning (dvs. vand, næringsstoffer osv.) i frøet. Ultralydassisteret priming er en økonomisk, enkel og sikker teknik til at øge frøenes kapacitet til osmotisk justering og forbedre frøspiring, etablering af frøplanter og afgrødeproduktion under stressede forhold.
Desuden forårsager ultralydbehandling endospermmodifikation, såsom stivelsesnedbrydning ved sonikering, hvilket øger hastigheden af enzymkatalyserede hydrolysereaktioner i frøene. En øget enzymaktivitet og hydrolyse fremskynder spiring og embryovækst som følge af ultralydsbehandlingen.
Læs mere om ultralydspriming her!

Ultralydapparater til frøgrunding og spiring

Hielscher Ultrasonics leverer ultralydsudstyr til forbedret frøgrunding, herunder hydro-priming, osmo-priming og halo-priming. Kompakte ultralydapparater til R + D og laboratoriearbejde giver mulighed for at teste og etablere de optimale ultralydsprocesparametre, mens ultralydsudstyr af industriel kvalitet implementeres i storstilet behandling af kommercielt handlede frø i en praktisk og meget effektiv gennemstrømning ultralydsgrundbehandling.
For at forbedre spiring af frø ved sonikering kræves nøjagtigt kontrollerbare og justerbare ultralydssystemer. Da ultralydbølger bruges til at stimulere fysiologiske aktiviteter i vegetabilske celler, skal intensiteten af sonikering tilpasses den specifikke type frø og sort. Hielscher ultralydssystemer kan indstilles til milde amplituder, der leverer den kavitation og / eller svingning, der kræves for at prime frø for optimal spiring og kraft. Frøbehandling kan anvendes i batch såvel som i kontinuerlig flow-tilstand. Det brede spektrum af tilbehør giver mulighed for nem integration af ultralyd i eksisterende lokaler.
Hielscher ultralydssystemer øger potentialet for høj frøplanteydelse efter såning.

Litteratur/Referencer

• Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Anvendelse af ultralydsbølger som en priming-teknik til at fremskynde og forbedre spiringen af bygfrø: optimering af metode ved hjælp af Taguchi-tilgangen. Tidsskrift for Institut for Bryggeri Vol. 114, Udgave 1, 2008. 14-21.
• Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Virkninger af ultralydsbehandling på spiring af syntetiske solsikkefrø. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering Vol:7, No:1, 2013.
• Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Virkninger af ultralydsbølger på frø: En mini-gennemgang. Agri Res & Tech Volume 6 Issue 3 – April 2017.