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Amorçage et germination par ultrasons

  • L'amorçage des semences par ultrasons est une technique utile avant le semis pour réapprovisionner les semences en eau et en nutriments et pour stimuler la germination.
  • La sonication est une technique efficace pour rompre la dormance des graines et améliorer les caractéristiques de germination.
  • L'équipement ultrasonique Hielscher peut être contrôlé avec précision pour obtenir des résultats fiables en matière de germination et d'amorçage des semences.

Amorçage, germination et pousse des semences par ultrasons

L'amorçage ultrasonique des semences est un processus qui consiste à traiter les semences avec des ondes ultrasoniques d'environ 20 kHz dans de l'eau ou d'autres solutions nutritives appropriées afin d'améliorer leur germination et leur croissance précoce. Une germination rapide et l'émergence des semis sont des facteurs critiques pour une implantation réussie des plantes et des cultures. La levée de la dormance et la stimulation de la germination sont importantes pour la prolifération et la production précoce de plantules. L'ultrasonication des graines dans l'eau, une solution nutritive ou un osmoticum améliore le taux et la vitesse de germination et montre un pourcentage de germination plus élevé que les graines non traitées.

Amorçage et germination des graines par ultrasons : Les lentilles germées par ultrasons (40Ws/g w/ UP200St) en comparaison avec les lentilles non sonorisées.

Lentilles soniquées (40Ws/g w/ UP200St) par rapport aux lentilles non soniquées : Les lentilles soniquées présentent un taux de gemmation plus élevé et des pousses plus longues.

 
 

Avantages de l'amorçage des semences par ultrasons

Les ultrasons intenses d'environ 20 kHz ont un impact significatif sur l'enveloppe de la graine ainsi que sur le transfert de masse et les processus intracellulaires. Vous trouverez ci-dessous des détails sur les principaux effets de la sonication sur les semences et les avantages qui en découlent.

  • Augmentation du taux de germination : L'amorçage des semences par ultrasons peut améliorer le taux de germination des semences en levant la dormance, en augmentant l'absorption d'eau et en activant les enzymes qui favorisent la croissance des semences. La sonication peut activer les enzymes à l'intérieur de la graine qui sont responsables de la décomposition des nutriments stockés et de l'initiation de la germination.
  • Augmentation de l'absorption d'eau : La sonication peut perforer le tégument et les parois cellulaires de la graine, ce qui lui permet d'augmenter sa perméabilité à l'eau et d'améliorer l'absorption de l'eau et des nutriments. Cela confère aux semences amorcées un avantage, en particulier dans les sols secs ou pauvres en nutriments.
  • Emergence accélérée des semis : Le traitement par ultrasons pour l'amorçage des semences peut réduire le temps nécessaire pour que les plantules émergent du sol, ce qui peut être particulièrement bénéfique dans les situations où l'on souhaite une implantation rapide des cultures. En décomposant le tégument de la graine et en améliorant la perméabilité à l'eau, en favorisant le gonflement et la germination des graines, les ultrasons peuvent interrompre la dormance de la graine.
  • Amélioration de la croissance des semis : L'amorçage ultrasonique des semences peut stimuler la croissance des semis en favorisant le développement des racines, des tiges et des feuilles. Il en résulte des plantes plus fortes, plus saines et plus productives.
  • Amélioration de la tolérance des semis au stress : L'amorçage ultrasonique des semences augmente la capacité des plantules à résister aux facteurs de stress environnementaux tels que la sécheresse, la salinité et les températures élevées.
  • Réduction de la mortalité des semis : L'amorçage ultrasonique des semences peut réduire le taux de mortalité des semis en favorisant une germination uniforme et une croissance précoce, ce qui permet d'éviter la perte de semis due à une émergence inégale ou à une mauvaise croissance.

Grâce à ces effets positifs, l'amorçage et la germination des graines par ultrasons améliorent la qualité et la quantité des récoltes, ce qui se traduit par une germination plus réussie, une réduction des coûts de production et une plus grande durabilité de l'agriculture.

Les homogénéisateurs à ultrasons tels que l'UIP6000hdT industriel sont utilisés pour l'amorçage ultrasonique des semences, y compris l'hydro-amorçage, l'osmo-amorçage et l'halo-amorçage.

Les appareils à ultrasons tels que l'appareil industriel UIP6000hdT sont utilisés pour l'amorçage des semences par ultrasons en ligne, y compris l'hydro-amorçage, l'osmo-amorçage et l'halo-amorçage.

Effets de la germination par ultrasons

  • germination uniforme et rapide
  • un indice de vigueur des semences plus élevé
  • des racines et des pousses plus longues
  • augmentation de l'activité de l'α-amylase
  • résistance plus élevée
  • une meilleure hydratation
  • l'enrichissement en nutriments
  • réduction du délai entre l'ensemencement et la levée des semis
SEM de graines germées par ultrasons.

Images de graines d'Arabidopsis obtenues par microscopie électronique à balayage (MEB).
a-c Graines soumises à une sonication à 24°C pendant 30 secondes.
d, e graines sèches, f, g graines placées dans l'eau pendant 4 jours à 4°C,
h, i, graines germées.
Images et étude : ©Lopez-Ribera et al. 2017

amorçage par ultrasons

Amorçage ultrasonique des graines dans une solution nutritive afin d'améliorer la germination des graines et la vigueur des semis.Amorçage des graines dans des solutions osmotiques telles que le mannitol, le polyéthylène glycol (osmopriming), des solutions salines (par exemple, CaCl2NaCl ou CaSO4) (haloprimage) et dans l'eau (hydroprimage) peut être facilement améliorée par l'application d'ondes ultrasonores. La fragmentation de la coquille, la perforation et l'agrandissement de la taille des pores des graines induits par les ultrasons entraînent une plus grande capacité de rétention de l'eau et des nutriments dans les graines et les grains, ce qui améliore l'hydratation. La sonication améliore le transfert de masse entre la graine et la solution environnante, ce qui se traduit par une absorption accrue de la solution (eau, nutriments, etc.) dans la graine. L'amorçage assisté par ultrasons est une technique économique, simple et sûre pour augmenter la capacité d'ajustement osmotique des graines et améliorer la germination des graines, l'établissement des semis et la production de cultures dans des conditions de stress.
En outre, les ultrasons entraînent une modification de l'endosperme, telle que la dégradation de l'amidon par sonication, qui augmente le taux des réactions d'hydrolyse catalysées par les enzymes à l'intérieur des graines. L'augmentation de l'activité enzymatique et de l'hydrolyse accélère la germination et la croissance de l'embryon grâce au traitement par ultrasons.
Pour en savoir plus sur l'apprêtage par ultrasons, cliquez ici !

Ultrasons pour l'amorçage et la germination des semences

Les appareils à ultrasons Hielscher peuvent être contrôlés à distance par le biais d'un navigateur. Les paramètres de sonication peuvent être contrôlés et ajustés précisément aux exigences du processus.Hielscher Ultrasonics fournit des équipements à ultrasons pour l'amélioration de l'amorçage des semences, y compris l'hydro-amorçage, l'osmo-amorçage et l'halo-amorçage. Les ultrasons compacts destinés à la recherche et au développement et aux travaux de laboratoire permettent de tester et d'établir les paramètres optimaux du processus ultrasonique, tandis que les équipements ultrasoniques de qualité industrielle sont utilisés pour le traitement à grande échelle des semences commercialisées dans le cadre d'un traitement d'amorçage ultrasonique à flux continu pratique et très efficace.
Afin d'améliorer la germination des semences par sonication, des systèmes ultrasoniques contrôlables et réglables avec précision sont nécessaires. Les ondes ultrasonores étant utilisées pour stimuler les activités physiologiques des cellules végétales, l'intensité de la sonication doit être adaptée au type spécifique de semence et de cultivar. Les systèmes à ultrasons Hielscher peuvent être réglés sur des amplitudes douces, fournissant la cavitation et/ou l'oscillation nécessaires pour préparer les semences à une germination et une vigueur optimales. Le traitement des semences peut être appliqué en mode discontinu ou en flux continu. La large gamme d'accessoires permet d'intégrer facilement les ultrasons dans les locaux existants.
Les systèmes ultrasoniques Hielscher augmentent le potentiel de performance des semis après l'ensemencement.

L'UP400St est un puissant homogénéisateur ultrasonique de 400W pour l'amorçage, la germination et la pousse des graines.

Ultrasonateur UP400St pour l'amorçage des semences en lots plus petits à R&Stade D. Le traitement par ultrasons permet une germination plus rapide, un profil nutritif plus élevé et une meilleure vigueur des semis.

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Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :

Volume du lot Débit Dispositifs recommandés
1 à 500mL 10 à 200mL/min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 à 20L 0.2 à 4L/min UIP2000hdT
10 à 100L 2 à 10L/min UIP4000hdT
15 à 150L 3 à 15L/min UIP6000hdT
n.d. 10 à 100L/min UIP16000
n.d. plus grande groupe de UIP16000

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Littérature/références

  • Yaldagard M. ; Reza Mortazavi S.A. ; Tabatabaie F. (2008) : Application of Ultrasonic Waves as a Priming Technique for Accelerating and Enhancing the Germination of Barley Seed : Optimization of Method by the Taguchi Approach (Application des ondes ultrasoniques comme technique d'amorçage pour accélérer et améliorer la germination des graines d'orge : optimisation de la méthode par l'approche Taguchi). Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
  • Machikowa T. ; Kulrattanarak T. ; Wonprasaid S. (2013) : Effets du traitement ultrasonique sur la germination des graines de tournesol synthétiques. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering Vol:7, No:1, 2013.
  • Nazari M. ; Eteghadipour M. (2017) : Impacts des ondes ultrasoniques sur les semences : A Mini-Review. Agri Res & Tech Volume 6 Numéro 3 – Avril 2017.

Qu'il faut savoir

germination

La germination des graines décrit le développement et la croissance d'une plante à partir d'une graine. Le processus de germination aboutit à la formation d'une plantule, qui implique des processus métaboliques ainsi que l'émergence de la radicule et de la plumule. Une graine entièrement développée contient un embryon et des nutriments enfermés dans un tégument. Dans des conditions adéquates, la graine commence à germer et les tissus embryonnaires continuent à croître, évoluant vers une plantule. Les facteurs les plus importants pour la germination des graines sont l'eau, l'oxygène, la température et la lumière.

Traitement avant le semis

La revigoration des semences est un terme technique qui décrit les traitements bénéfiques appliqués aux semences après la récolte, mais avant l'ensemencement, afin d'améliorer la germination et la croissance des semis. Diverses méthodes ont été utilisées pour le traitement des semences avant le semis afin d'augmenter la germination et l'uniformité de la croissance des semis. Les applications avant le semis comprennent les traitements mécaniques (par exemple, ultrasons, pilonnage, frottement, scarification), le traitement à l'eau chaude ou bouillante, le traitement à la chaleur sèche, le traitement chimique (par exemple, acide gibbérellique/gibbérelline, acide sulfurique) ou le traitement électrique. Ces traitements des semences sont appliqués dans le but d'améliorer la vigueur des semences. La vigueur des semences est l'évaluation de la qualité de la germination potentielle des semences, de la levée au champ et de la capacité de stockage des semences dans des conditions différentes de celles de la germination standard. La vigueur des semences est mesurée par des tests de vigueur des semences.

modification de l'endosperme

L'endosperme est un tissu produit à l'intérieur des graines de la plupart des plantes à fleurs après la fécondation. Il entoure l'embryon et le nourrit sous forme d'amidon, mais il peut aussi contenir des huiles et des protéines. L'endosperme peut être modifié par voie enzymatique, ce qui constitue une étape importante au cours de la transformation des graines. le maltage de l'orge. Au cours du maltage, les enzymes bêta-glucanes et endoprotéases sont principalement utilisées pour modifier l'endosperme amylacé de l'arachide.

Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont utilisés dans les laboratoires, les paillasses, les installations pilotes et les procédés industriels.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance pour les applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons très performants à partir de laboratoires à taille industrielle.

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