Ultralydspriming af frø: Hvordan sonikering forbedrer spiring

Ultralydspriming af frø og korn resulterer i en mere komplet og hurtigere spiring og højere afgrødeudbytte. Ultralydbehandling perforerer frøtesta (frøbelægning) og øger optagelsen af vand, næringsstoffer og ilt i frøkornene. Ultralydspriming af frø er en simpel billig metode til at øge spiringshastigheden og hastigheden af frøplanter.

Ultralyd forbedret frøspiring

Grunding er en forbehandlingsmetode, der bruges til at forkorte spiringstiden for frøplanter. Forskellige frøprimingprocesser såsom osmotisk priming, hydropriming og ultralydspriming er blevet udviklet for at inducere de tidlige spiringsprocesser til at finde sted. Ultralydsgrunding er en meget fordelagtig metode til frøforberedelse, da sonikeringsbehandlingen er hurtig, energibesparende og vandbesparende.
Grundede frø, der har gennemført de første spiringsprocesser, viser en højere spiringsprocent og en hurtigere fremspiringstid (den tid, det tager for frø at stige over jordoverfladen), en højere fremspiringshastighed (antallet af frø, der når op til overfladen) og bedre vækst, hvilket tyder på, at forspringet hjælper dem med at få et godt rodsystem ned tidligt og vokse hurtigere. Denne metode kan være nyttig for landmænd, fordi den sparer dem penge, arbejdskraft og tid brugt på gødning, gensåning og svage planter.
Processen kan også give mulighed for mere ensartet, jævn spiring af de behandlede frø. Det kan også øge spiringen over et bredere temperaturområde og reducere sygdomsforekomsten i frø.

Ultralydspriming forbedrer frøspiringsprocenten, frøkraftindekset (SVI), rod- og skudlængder af frøplanter. Sonikerings- og primingsprocessen håndhæver optagelsen af vand og? eller andre gavnlige stoffer i et frøkorn. Desuden aktiverer ultralydsbølgerne enzymatiske og andre biologiske reaktioner i plantecellen, hvilket resulterer i en hurtigere og mere ensartet spiring. Selv svage frø/korn kan aktiveres, så det samlede udbytte af såningen forbedres.

Scarification og frøspiring

Scarification er afgørende for frø med hårde, uigennemtrængelige lag, der hindrer vand- og gasudveksling og derved forsinker spiring. Traditionelle metoder omfatter mekanisk, termisk og kemisk vertikalskæring, der hver især er designet til at gøre frøbelægningen mere gennemtrængelig for vand og gasser. Sonication, som en innovativ scarification-metode, udnytter ultralydsbølger til at opnå lignende, hvis ikke overlegne, resultater.

Mekanismer for Power ultralyd på frø og frøpriming

• Kavitation i vand:
  – Ultralydsbølger i vand inducerer kavitation, et fænomen, hvor der skabes mikrobobler. Disse bobler kollapser og genererer lokaliseret mekanisk tryk.
  – Dette tryk virker på frøbelægningen og forårsager mekaniske forstyrrelser.
• Dannelse af mikroporer og mikrorevner:
  – Det mekaniske tryk fra kavitation skaber mikroporer og mikrorevner på frøskallen.
  – These micro-pores and cracks increase the seed coat’s permeability, allowing more water and oxygen to penetrate.
• Forbedret vandoptagelse og ilttilgængelighed

  1. Øget porøsitet:
  – Undersøgelser har vist, at sonikering øger porøsiteten af frø, såsom mungbønner, hvilket gør dem mere modtagelige for vand og ilt.
  – Forbedret vandoptagelse fører til bedre hydrering af frøvævet, hvilket er afgørende for at aktivere metaboliske processer, der er nødvendige for spiring.

  2. Forbedret iltindgang:
  – Den øgede permeabilitet for gasser sikrer, at det udviklende embryo får tilstrækkelig ilt, hvilket er afgørende for cellulær respiration under spiring.

• Øget enzymatisk aktivitet

  1. Hydrering og enzymaktivering:
  – Forbedret hydrering på grund af øget vandoptagelse aktiverer forskellige enzymer, der er involveret i spiring.
  – Specifikt øges alfa-amylaseaktiviteten betydeligt, hvilket er afgørende for hydrolyse af stivelse til sukkerarter, hvilket giver energi til den voksende frøplante.

  Forbedrede spiringsresultater

  1. Højere spiringsprocent:
  – Den kombinerede effekt af øget vand- og ilttilgængelighed sammen med øget enzymatisk aktivitet resulterer i, at en højere procentdel af frø spirer med succes.
  – Forskning viser, at sonikering forbedrer spiringshastighederne på tværs af forskellige plantearter.
  2. Hurtigere spiringshastighed:
  – Sonikering øger ikke kun procentdelen af spirede frø, men fremskynder også spiringsprocessen.
  – Den hurtigere hydrering og enzymaktivering letter en hurtigere overgang fra frø til frøplante.

Sonikering gavner frøpriming betydeligt ved at øge vand-, ilt- og næringsstofoptagelsen, øge enzymatiske aktiviteter og følgelig forbedre både hastigheden og succesraten for frøspiring.

Længere sonikering resulterer i bedre spiring af Calanthe-hybriderne. Jo længere sonikeringen var, jo hurtigere var spiringen. Dette indikerer de positive virkninger af ultralydbehandling på frøspiring.(studie og billede: ©Shin et al. 2011)

Hvordan fungerer ultralydsfrøgrunding?

Ultralydspriming af frø og korn resulterer i en mere komplet og hurtigere spiring. Disse resultater opnås ved følgende ultralydseffekter:

• Ultralyd øger frøets porøsitet ved akustisk kavitation, der forbedrer vandoptagelse og ilttilgængelighed (ultralyd hydropriming? steeping).
• Ultralyd øger optagelsen af næringsstoffer og gødning i frøene.
• Ultralydspriming forbedrer masseoverførsel: det ekstra absorberede vand reagerer frit og let med celleembryoet. Derved frigives gibberellinsyre og forårsager en stigning i hastigheden af metaboliske processer i aleuronceller.
• Sonikering hjælper med at mobilisere endospermnæringsstoffer ved cellemembranforstyrrelse. (Miano et al. 2015)
• Ultralyd aktiverer enzymatiske og andre biologiske reaktioner.

Sonikering fremmer spiring af korn? frø og øger afgrødeudbyttet. Udover afgrøder og frugtsåninger er ultralydsfrøpriming også blevet testet med succes for blomsterfrø (orkideer, lotus, calanthe). Ultralydbehandling forbedrer permeabiliteten af cellevæggene, så frøet viser en signifikant højere optagelse af vand og næringsstoffer (f.eks. Gødning).
Det har vist sig, at iblødsætningstiden kikærter, sorghum og marinebønner blev reduceret betydeligt ved brug af sonikering.

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

Ultralyd frø priming systemer

Udnyt Hielscher sonikere til forbedret frøgrunding! Hielscher Ultrasonics leverer forskellige bord- og industrielle ultralydapparater til frø- og korngrunding. Fordelene ved at bruge Hielscher sonikere til frøpriming er mangfoldige. For det første giver den præcise kontrol over ultralydsparametre såsom amplitude, intensitet og varighed mulighed for optimeret behandling, der er skræddersyet til specifikke frøtyper og forhold. For det andet kan alle opnåede procesresultater skaleres lineært til større gennemløb.
Uanset om du er interesseret i at teste og optimere din ultralydsprimingproces i laboratoriet eller ønsker at behandle store frøpartier i kontinuerlig gennemstrømning, har Hielscher den ideelle soniker til dine frøbehandlingskrav. Hielscher sonikere er designet til skalerbarhed og kan håndtere store mængder frø effektivt, hvilket gør dem velegnede til både forskning og kommercielle applikationer. Udstyret er brugervenligt, med intuitive betjeningselementer og robust konstruktion, der sikrer langsigtet holdbarhed og lave vedligeholdelseskrav. Derudover er sonikering en ikke-kemisk metode, hvilket gør det til en miljøvenlig mulighed for frøbehandling. Det reducerer behovet for kemiske markberedningsmidler, hvilket bidrager til bæredygtige landbrugsmetoder. Selvfølgelig kan alle sonikere køres 24/7.

Fordele ved Hielscher Sonicators til frøgrunding:

• Lave omkostninger
• Vandbesparende
• Hurtig behandling
• Lavt energiforbrug
• Let & Sikker drift

Kontakt os i dag! Vi vil med glæde diskutere dine proceskrav med dig!