Ultraschall-Priming von Saatgut: Beschallung verbessert die Keimung

  • Durch die ultraschall-gestütze Keimstimulierung (Priming) von Pflanzgut werden eine vollständigere Keimung und höhere Ernteerträge erzielt.
  • Ultraschall erhöht die Aufnahme von Wasser, Nährstoffen und Düngemitteln in die Samen.
  • Das Ultraschall-Priming von Keimgut ist eine einfache und kostengünstige Methode, um die Keimrate und Keimgeschwindigkeit der Sämlinge zu verbessern.

Ultraschall verbessert die Saatgutkeimung

Beim Priming wird das Saatgut vorbehandelt, um die Keimung der Sämlingen zu verkürzen. Für die Vorverhandlung gibt es verschiedene Priming-Methoden wie z.B. das osmotische Priming, Hydropriming und Ultraschall-Priming. Ziel dieser Methoden ist es, Keimungsprozesse in ihrem Frühstadium in Gang zu setzenn. Das Ultraschall-Priming ist eine sehr vorteilhafte Methode der Saatgutaufbereitung, da die Ultraschallmethode schnell, energie- und wassersparend ist.
Geprimte Samen, welche die ersten Keimungsrozesse abgeschlossen haben, zeigen eine höhere Keimungsrate und ein schnelleres und vollständigeres Austreiben sowie besseres Wachstum, was darauf hindeutet, dass das Priming die Ausbildung eines guten Wurzelwerk unterstützt. Das Ultraschall-Priming ist eine nützliche Methode, die in der Landwirtschaft eingesetzt wird, um Geld und Zeitaufwand für Düngemittel, Nachsaat und schwache Pflanzen zu sparen.
Dieses Verfahren sorgt auch für eine gleichmäßigere Keimung der behandelten Samen. Zudem kann die Keimfähigkeit über einen weiteren Temperaturbereich ermöglicht und die Krankheitsinzidenz des Saatguts verringert werden.

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Das Ultraschall-Priming verbessert die Keimungsrate, die Triebkraft sowie die Wurzelbildung und -länge der Sämlingen. Durch die Behandlung mit Ultraschall nehmen die Samen mehr Wasser und/oder andere Nährstoffen auf. Die Ultraschallwellen setzten zudem enzymatische und andere biologische Reaktionen in der Pflanzenzelle in Gang, wodurch eine schnellere und gleichmäßigere Keimung erreicht wird. Auch schwache Samen werden aktiviert, so dass sich der Gesamtertrag der Aussaat verbessert.

Ultraschall-gestütztes Saatgut-Priming

Je länger die Sämlinge beschallt werden, umso besser ist die bessere Keimung der Calanthe Hybriden. (Shin et al. 2011)

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Wie funktioniert das Ultraschall-Priming von Saatgut?

Das Ultraschall-Priming der Samen führt zu einer vollständigeren und schnellere Keimung. Diese Ergebnisse werden durch folgende Ultraschall-Effekte erzielt:

  • Ultraschall erhöht die Porosität des Samens durch akustische Kavitation. Dadurch wird die Aufnahme von Wasser und Sauerstoff in die Pflanzenzellen verbessert (Ultraschall-Hydropriming / Quellen).
  • Ultraschall erhöht die Aufnahme von Nährstoffen und Düngemittel in die Samen.
  • Ultraschall-Priming verbessert den Stoffaustausch: das zusätzlich absorbierte Wasser reagiert frei mit dem Pflanzenembryo. Dabei wird Gibberellinsäure freigesetzt und erhöht die Stoffwechselrate in den Aleuronzellen.
  • Die Beschallung schließt Zellwände auf und unterstützt dadurch die Freisetzung von Nährstoffen aus dem Endosperm. (Miano et al. 2015)
  • Ultraschall aktiviert enzymatische und anderen biologische Reaktionen.

Die Beschallung von Saatgut fördert die Keimung und erhöht den Ernteertrag. Neben Getreide- und Obstsaatgut wurde das Ultraschall-Priming auch für Blumensamen (Orchideen, Lotus, Calanthe) erfolgreich getestet. Ultraschall verbessert die Durchlässigkeit der Zellwände, so dass die Samen eine deutlich höhere Wasser- und Nährstoffaufnahme (z.B. Düngemittel) zeigen.
Auch die Quellzeit von weißen Bohnen, Kichererbsen und Sorghum wurde durch den Einsatz von Ultraschall deutlich reduziert.

Ultraschall-Systeme für das Saatgut-Priming

Hielscher Ultrasonics bietet industrielle Ultraschallsysteme für die Saatgut-Vorkeimung an. Die Größe des Ultraschallsystems kann individuell an die jeweilige Durchsatzmenge angepasst werden. Alle Hielscher Systeme sind für den 24/7 -Einsatz konzipiert. Aufgrund ihrer Robustheit können die Geräte auch problemlos in anspruchsvollen Umgebungen installiert werden.

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Literatur

  • Miano, A.C.; Forti, V.A:; Gomes-Junior, F.G.; Cicero, S.M.; Augusto, P.E.D. (2015): Effect of ultrasound technology on barley seed germination and vigour. Seed Sci. & Technol 43; 2015. 1-6.
  • Mirshekari, Bahram (2015): Physical seed treatment techniques may influence stand establishment and yield of wheat in delayed cropping. Idesia (Arica) 33(3), 2015. 49-54.
  • Ran, H.Y.; Yang, L.Y.; Cao, Y.L. (2015): Ultrasound on Seedling Growth of Wheat under Drought Stress Effects. Agricultural Sciences, 6, 2015. 670-675.
  • Ratnikova, Tatsiana A.; Podila, Ramakrishna; Rao, Apparao M.; Taylor, Alan G. (2015): Tomato Seed Coat Permeability to Selected Carbon Nanomaterials and Enhancement of Germination and Seedling Growth. The Scientific World Journal, vol. 2015.
  • Shin, Yun-Kyong; Baque, Md. Abdullahil; Elghamedi, Salem; Lee, Eun-Jung and Paek, Kee-Yoeup (2011): Effects of Activated Charcoal, Plant Growth Regulators and Ultrasonic Pre-treatments on ‚in vitro ‘ Germination and Protocorm Formation of ‚Calanthe‘ Hybrids. Australian Journal of Crop Science, Vol. 5, No. 5, May 2011. 582-588.


Wissenswertes

Unter Priming versteht man die Vorbehandlung von Saatgut. Die Priming-Vorbehandlung stimuliert den Stoffwechsel der Samen vor der Keimung.
Es gibt verschiedene Methoden des Priming (z.B. Hydro-Priming, osmanisches Priming, Solid-Matrix Priming), welche angewendet werden, um die Keimrate, den Prozentsatz sowie die Gleichmäßigkeit der Keimung zu beeinflussen. Durch das Priming wird die Wasser- und Nährstoffaufnahme der Samen verbessert. Die Vorbehandlung des Saatgutes löst eine Vorkeimung aus, allerdings wird noch keine Keimwurzelbildung ausgelöst. Dadurch können die Samen getrocknet und bis zur Aussaat gelagert werden.
Das Ultraschall-Priming ist nachweislich eine sehr erfolgreiche Methode, um die Vorkeinumg zu initiieren. Dadurch lassen sich höhere Erträge, schnellerer Austrieb und gleichmäßigere Keimung erreichen.
Vor allem unter schwierigen Bedingungen wie z.B. in semi-aridem und aridem Klima, hat die Verwendung von geprimten/vorgekeimten Sämlingen erhebliche Vorteile. Das Priming sorgt dafür, dass die Samen auch in unwirtlichem Klima keimen und wachsen.