Ultralyd priming og sprouting
- Ultralydfrø priming er en nyttig præ-såning teknik til at genopbygge frø med vand og næringsstoffer og stimulere spiring.
- Sonication er en effektiv teknik til at bryde frø vækstdvale og forbedre spireevne egenskaber.
- Hielscher ultralyds udstyr kan styres præcist for pålideligt resultat af frøspiring og priming.
Ultralydfrø priming, spiring og spiring
Ultralydfrø priming refererer til en proces til 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 frøplantefremkomst er kritiske faktorer for en vellykket etablering af planter og afgrøder. Dvalebrud og spiringsstimulering er vigtige for spredning og tidlig produktion af planteplanter. Ultralydbehandling af frø i vand, næringsopløsning eller et osmoticum forbedrer spiringshastigheden og hastigheden og viser en højere spiringsprocent end ubehandlede frø.
Sonierede linser (40Ws/g w/ UP200St) i sammenligning med ikke-sonikaterede linser: de sonikeret linser viser en højere gemination sats og længere skud.
Fordele ved ultralydsfrø priming
Intens ultralyd på ca. 20 kHz viser betydelig indvirkning på frøbeklædningen 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 spiringshastighed: Ultralyd frø priming kan forbedre frø spiring satser ved at nedbryde frø dvale, øge vandoptagelse, og aktivere enzymer, der fremmer frøvækst. Da sonikering kan aktivere enzymer i frøet, der er ansvarlige for at nedbryde lagrede næringsstoffer og indlede spiring.
- Øget vandoptagelse: Sonikering kan perforere frøbeklædningen og cellevæggene, således at frøet efterfølgende kan øge dets permeabilitet for vand og forbedre vand- og næringsstofoptagelsen. Dette giver grundede frø en fordel, især i tør eller næringsfattig jord.
- Accelereret fremkomst af frøplanter: Ultralydbehandling til frøpriming kan reducere den tid, det tager for frøplanter at komme op af jorden, hvilket kan være særligt gavnligt i situationer, hvor der ønskes hurtig etablering af afgrøder. Ved at nedbryde frøbeklædningen og forbedre vandgennemtrængeligheden, fremme hævelse og spiring af frø, kan ultralyd afbryde frødvale.
- Forbedret frøplantevækst: Ultralydfrø priming kan stimulere væksten af kimplanter ved at fremme udviklingen af rødder, stilke og blade. Dette kan resultere i stærkere, sundere planter med bedre udbytter.
- Forbedret frøplante tolerance over for stress: Ultralydfrø priming øger plantens evne til at modstå miljømæssige stressfaktorer som tørke, saltholdighed og høje temperaturer.
- Reduceret dødelighed blandt frøplanter: Ultralydfrø priming kan reducere frøplante dødelighed ved at fremme ensartet spiring og tidlig vækst, hvilket kan bidrage til at forhindre tab af kimplanter på grund af ujævn fremkomst eller dårlig vækst.
På grund af disse positive virkninger forbedrer ultralydinduceret frøpriming og spiring kvaliteten og mængden af afgrøder, hvilket fører til mere vellykket spiring, reducerer produktionsomkostningerne og øger bæredygtigheden i landbruget.
Ultralydapparater såsom den industrielle UIP6000hdT bruges til inline ultralyd frø priming, herunder hydro-priming, osmo-priming, og halo-priming.
- ensartet og hurtig spireevne
- højere frø Vigor indeks
- længere rødder og skud
- øget α-amylase aktivitet
- højere resistens
- øget hydrering
- tilsætning af næringsstoffer
- reduceret tid mellem såning og frøplante fremkomst
Scanning af elektronmikroskopi (SEM) billeder af Arabidopsis frø.
a – c Seed udsat for sonikering ved 24 °C i 30sek.
d, e tørfrø, f, g frø anbragt i vand i 4 dage ved 4 °C,
H, jeg, 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) kan let forbedres ved anvendelse af ultralydbølger. Ultralydinduceret skalfragmentering, perforering og udvidelse af frøets porestørrelse fører til en højere vand- og næringsstofretention kapacitet 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.) Ultralydassisteret priming er en økonomisk, enkel og sikker teknik til at øge frøets kapacitet til osmotisk justering og forbedre frøspiring, frøplanteetablering 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 ultralyds priming her!
Ultralydapparater til frøpriming og spiring
Hielscher Ultrasonics leverer ultralydsudstyr til forbedret frø priming, herunder hydro-priming, osmo-priming, og halo-priming. Kompakte ultralydapparater til R + D og lab arbejde 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 bekvem og yderst effektiv gennemstrømning ultralyd priming behandling.
For at forbedre spiring af frø ved sonikering kræves præcist kontrollerbare og justerbare ultralydssystemer. Da ultralydbølger bruges til at stimulere fysiologiske aktiviteter af vegetabilske celler, skal intensiteten af sonikering tilpasses den specifikke type frø og kultivar. Hielscher ultralydssystemer kan indstilles til milde amplituder, der leverer kavitation og / eller svingning, der kræves for at prime frø for optimal spiring og kraft. Frøbehandling kan påføres i batch såvel som i kontinuerlig strømningstilstand. Det brede spektrum af tilbehør giver mulighed for nem integration af ultralyd i eksisterende lokaler.
Hielscher ultralydssystemer øger potentialet for høj frøplante ydeevne efter såning.
ultralydator UP400St til frøpriming i mindre partier ved R&D etape. Ultralydbehandling resulterer i hurtigere spiring, højere næringsprofil og forbedret frøplantekraft.
| Batch Volumen | Strømningshastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml / min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 til 100 l | 2 til 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 til 150L | 3 til 15 liter/min | UIP6000hdT |
| na | 10 til 100 l / min | UIP16000 |
| na | større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg Os!
Litteratur / Referencer
- Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): anvendelse af ultralydbølger som en priming teknik til fremskyndelse og forbedring af spiring af Bygfrø: optimering af metode ved Taguchi tilgang. Tidsskrift for Bryggerens Institut for brygning vol. 114, Issue1, 2008. 14-21 af
- Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): virkningerne af Ultrasonic behandling på spiring af syntetiske solsikke frø. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of landbrugs-og Biosystems Engineering vol: 7, No: 1, 2013.
- Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): virkninger af Ultrasonic bølger på frø: en mini-Review. Landbrug & Tech bind 6 Issue 3 – April 2017.
Fakta Værd at vide
Spiring
Frøspiring beskriver udviklingen og væksten af en plante fra et frø. Spiringsprocessen resulterer i dannelsen af en frøplante, som involverer metaboliske processer samt fremkomsten af radikalt og fjer muler. En fuldt udviklet frø indeholder et embryo og næringsstoffer, der er vedlagt en frøfrakke. Under ordentlige forhold, frøet begynder at spire og embryonale væv fortsætter med at vokse, udvikle sig mod en kimplante. De vigtigste faktorer for frøspire evnen er vand, ilt, temperatur og lys.
Behandling før såning
Seed-invigelighed er den tekniske term, som beskriver gavnlige behandlinger, der anvendes på frø efter høsten, men før såning for at forbedre spireevnen og kimplante vækst. Forskellige metoder er blevet anvendt til frø præ-såning behandling med henblik på at øge spireevnen og ensartethed i frøplante vækst. Anvendelser inden såning omfatter mekaniske behandlinger (f. eks. ultralydbehandling, dunkende, gnidning, scarificering), varme eller kogende vand, tør varmebehandling, kemisk behandling (f. eks. gibberelliinsyre/Gibberellin, svovlsyre) eller elektrisk behandling. Disse behandlinger af frøene er anvendt med det mål at forbedre frø Vigor. Frøvigor er Kvalitetsvurderingen af potentiel frøspire evne, felt fremkomst og muligheder for frøoplagring under forskellige forhold end standard spireevnen. Frøvigor måles via frøvigor test.
Ændring af endosperm
Endosperm er et væv, der produceres inde i frøene af de fleste af de blomstrende planter efter befrugtning. Det omgiver embryonet og giver ernæring i form af stivelse, selv om det også kan indeholde olier og proteiner. Endosperm kan være enzymatisk modificeret, hvilket er et vigtigt skridt i maltning af byg. Under maltning enzymerne beta glucanses og endoproteaser for det meste bruges til at ændre den stivelsesholdige endosperm af knap.
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.