Amorçage des graines par ultrasons : Comment la sonication améliore la germination

L'amorçage ultrasonique des graines et des semences permet une germination plus complète et plus rapide, ainsi qu'un meilleur rendement des cultures. Les ultrasons perforent la testa de la graine (l'enveloppe de la graine) et augmentent l'absorption de l'eau, des nutriments et de l'oxygène dans les grains de la graine. L'amorçage ultrasonique des graines est une méthode simple et peu coûteuse qui permet d'améliorer le taux de germination et la vitesse des semis.

Amélioration de la germination des graines par ultrasons

L'amorçage est une méthode de prétraitement utilisée pour raccourcir le temps de germination des semis. Divers procédés d'amorçage des semences, tels que l'amorçage osmotique, l'amorçage hydraulique et l'amorçage par ultrasons, ont été mis au point pour induire les premiers processus de germination. L'amorçage par ultrasons est une méthode très avantageuse de préparation des semences, car le traitement par sonication est rapide, économe en énergie et en eau.
Les graines amorcées qui ont achevé les premiers processus de germination présentent un pourcentage de germination plus élevé et un temps d'émergence plus rapide (le temps qu'il faut aux graines pour s'élever au-dessus de la surface du sol), un taux d'émergence plus élevé (le nombre de graines qui parviennent à la surface) et une meilleure croissance, ce qui suggère que l'avance leur permet d'avoir un bon système racinaire dès le début et de pousser plus vite. Cette méthode peut être utile aux agriculteurs car elle leur permet d'économiser de l'argent, de la main-d'œuvre et du temps consacrés aux engrais, au réensemencement et aux plantes affaiblies.
Le procédé peut également permettre une germination plus uniforme et plus régulière des graines traitées. Il peut également augmenter la germination sur une plus grande plage de températures et réduire l'incidence des maladies sur les semences.

L'amorçage par ultrasons améliore le pourcentage de germination des semences, l'indice de vigueur des semences (SVI), la longueur des racines et des pousses des plantules. Le processus de sonication et d'amorçage favorise l'absorption d'eau et/ou d'autres substances bénéfiques dans un grain de semence. En outre, les ondes ultrasoniques activent des réactions enzymatiques et biologiques dans la cellule végétale, ce qui permet une germination plus rapide et plus uniforme. Même les graines/grains faibles peuvent être activés, ce qui améliore le rendement global de l'ensemencement.

Scarification et germination des semences

La scarification est cruciale pour les graines dont les téguments durs et imperméables entravent les échanges d'eau et de gaz, retardant ainsi la germination. Les méthodes traditionnelles comprennent la scarification mécanique, thermique et chimique, chacune étant conçue pour rendre l'enveloppe de la graine plus perméable à l'eau et aux gaz. La sonication, méthode de scarification innovante, utilise des ondes ultrasoniques pour obtenir des résultats similaires, voire supérieurs.

Mécanismes des ultrasons de puissance sur les semences et l'amorçage des semences

• Cavitation dans l'eau :
  – Les ondes ultrasoniques dans l'eau induisent la cavitation, un phénomène qui crée des microbulles. Ces bulles s'effondrent, générant une pression mécanique localisée.
  – Cette pression agit sur le tégument de la graine, provoquant une rupture mécanique.
• Formation de micropores et de microfissures :
  – La pression mécanique exercée par la cavitation crée des micropores et des microfissures sur le tégument de la graine.
  – Ces micropores et fissures augmentent la perméabilité de l'enveloppe de la graine, ce qui permet à l'eau et à l'oxygène de pénétrer plus facilement.
• Amélioration de l'absorption d'eau et de la disponibilité de l'oxygène

  1. Augmentation de la porosité :
  – Des études ont montré que la sonication augmente la porosité des graines, telles que les haricots mungo, ce qui les rend plus réceptives à l'eau et à l'oxygène.
  – Une meilleure absorption de l'eau entraîne une meilleure hydratation des tissus de la graine, ce qui est essentiel pour activer les processus métaboliques nécessaires à la germination.

  2. Amélioration de l'entrée de l'oxygène :
  – La perméabilité accrue aux gaz garantit que l'embryon en développement reçoit suffisamment d'oxygène, ce qui est crucial pour la respiration cellulaire pendant la germination.

• Activité enzymatique renforcée

  1. Hydratation et activation enzymatique :
  – L'augmentation de l'hydratation due à l'absorption accrue d'eau active diverses enzymes impliquées dans la germination.
  – En particulier, l'activité de l'alpha-amylase est significativement augmentée, ce qui est essentiel pour l'hydrolyse de l'amidon en sucres, fournissant de l'énergie à la plantule en croissance.

  Amélioration des résultats de la germination

  1. Pourcentage de germination plus élevé :
  – L'effet combiné de l'augmentation de la disponibilité de l'eau et de l'oxygène, ainsi que de la stimulation de l'activité enzymatique, se traduit par un pourcentage plus élevé de graines qui germent avec succès.
  – La recherche indique que la sonication améliore les taux de germination de diverses espèces de plantes.
  2. Vitesse de germination plus rapide :
  – La sonication permet non seulement d'augmenter le pourcentage de graines germées, mais aussi d'accélérer le processus de germination.
  – L'hydratation plus rapide et l'activation des enzymes facilitent une transition plus rapide de la graine à la plantule.

La sonication est très bénéfique pour l'amorçage des graines car elle améliore l'absorption d'eau, d'oxygène et de nutriments, stimule les activités enzymatiques et, par conséquent, améliore la vitesse et le taux de réussite de la germination des graines.

Une sonication plus longue entraîne une meilleure germination des hybrides de Calanthe. Plus la sonication est longue, plus la germination est rapide. Cela indique les effets positifs de l'ultrasonication sur la germination des graines.
(étude et photo : ©Shin et al. 2011)

Comment fonctionne l'amorçage ultrasonique des semences ?

L'amorçage ultrasonique des graines et des semences permet une germination plus complète et plus rapide. Ces résultats sont obtenus grâce aux effets ultrasoniques suivants :

• Les ultrasons augmentent la porosité de la semence par cavitation acoustique, ce qui améliore l'absorption de l'eau et la disponibilité de l'oxygène (hydroprimage / trempage ultrasonique).
• Les ultrasons augmentent l'absorption des nutriments et des engrais dans les graines.
• L'amorçage ultrasonique améliore le transfert de masse : l'eau extra-absorbée réagit librement et facilement avec l'embryon cellulaire. L'acide gibbérellique est alors libéré et provoque une augmentation du rythme des processus métaboliques dans les cellules de l'aleurone.
• La sonication favorise la mobilisation des nutriments de l'endosperme par la rupture de la membrane cellulaire. (Miano et al. 2015)
• Les ultrasons activent les réactions enzymatiques et autres réactions biologiques.

La sonication favorise la germination des grains/graines et augmente le rendement des cultures. Outre les cultures et les semences de fruits, l'amorçage ultrasonique des semences a été testé avec succès pour les semences de fleurs (orchidées, lotus, calanthe). Les ultrasons améliorent la perméabilité des parois cellulaires, de sorte que la graine absorbe beaucoup plus d'eau et de nutriments (par exemple, de l'engrais).
Il a été démontré que le temps de trempage des pois chiches, du sorgho et des haricots blancs était considérablement réduit par l'utilisation de la sonication.

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.

Systèmes d'amorçage des semences par ultrasons

Profitez des sonicateurs Hielscher pour améliorer l'amorçage des semences ! Hielscher Ultrasonics propose différents sonicateurs de table et industriels pour l'amorçage des semences et des céréales. Les avantages de l'utilisation des sonicateurs Hielscher pour l'amorçage des semences sont multiples. Tout d'abord, le contrôle précis des paramètres ultrasoniques tels que l'amplitude, l'intensité et la durée permet d'optimiser le traitement en fonction des types de semences et des conditions spécifiques. Deuxièmement, tous les résultats de traitement obtenus peuvent être mis à l'échelle de façon linéaire pour des débits plus importants.
Que vous souhaitiez tester et optimiser votre processus d'amorçage par ultrasons en laboratoire ou que vous vouliez traiter de grands lots de semences en continu, Hielscher a le sonicateur idéal pour répondre à vos besoins en matière de traitement des semences. Les sonicateurs Hielscher sont conçus pour être évolutifs et peuvent traiter efficacement de grands volumes de semences, ce qui les rend adaptés à la recherche et aux applications commerciales. Les équipements sont conviviaux, avec des commandes intuitives et une construction robuste, ce qui garantit une durabilité à long terme et des besoins de maintenance réduits. En outre, la sonication est une méthode non chimique, ce qui en fait une option respectueuse de l'environnement pour le traitement des semences. Elle réduit la nécessité d'utiliser des agents chimiques de scarification, contribuant ainsi à des pratiques agricoles durables. Bien entendu, tous les sonicateurs peuvent fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.

Avantages des sonicateurs Hielscher pour l'amorçage des semences :

• Faibles coûts
• Économie d'eau
• Traitement rapide
• Faible consommation d'énergie
• facile & Fonctionnement sûr

Contactez-nous dès aujourd'hui ! Nous nous ferons un plaisir de discuter avec vous de vos exigences en matière de processus !