פריימינג והנבטה על-קוליים

• פריימינג זרעים קולי הוא טכניקה שימושית לפני הזריעה כדי לחדש זרעים עם מים וחומרים מזינים כדי לעורר נביטה.
• סוניקציה היא טכניקה יעילה לשבירת תרדמת זרעים ושיפור מאפייני הנביטה.
• ציוד קולי Hielscher יכול להיות נשלט במדויק עבור תוצאה אמינה של נביטת זרעים פריימינג.

פרימת זרעים אולטראסוניים, נביטה והנבטה

פריימינג של זרעים אולטראסוניים מתייחס לתהליך של טיפול בזרעים באמצעות גלי אולטרסאונד במהירות של כ-20 קילוהרץ במים או בתמיסות תזונתיות מתאימות אחרות כדי לשפר את נביטתם וצמיחתם המוקדמת. נביטה מהירה והופעת שתילים הם גורמים קריטיים לביסוס מוצלח של צמחים וגידולים. שבירת תרדמה וגירוי נביטה חשובים להתרבות וייצור מוקדם של שתילי צמחים. אולטרה-סוניקציה של זרעים במים, תמיסת חומרים מזינים או אוסמוטיקום משפרת את קצב הנביטה ואת מהירות הנביטה ומראה אחוז נביטה גבוה יותר מאשר זרעים לא מטופלים.

עדשים סוניות (40Ws/g w/ UP200ST) בהשוואה לעדשים ללא סוניקציה: העדשים הסוניות מראות קצב הגמינציה גבוה יותר ונבטים ארוכים יותר.

היתרונות של פריימינג זרעים אולטראסוני

אולטרסאונד אינטנסיבי של כ-20kHz מראה השפעה משמעותית על מעטפת הזרע, כמו גם על העברת המסה ותהליכים תוך תאיים. להלן תוכלו למצוא פרטים על ההשפעות העיקריות של סוניקציה על זרעים והיתרונות הקשורים אליהם.

• קצב נביטה מוגבר: הבשלת זרעים על-קולית יכולה לשפר את קצב נביטת הזרעים על ידי פירוק תרדמת הזרעים, הגדלת ספיגת המים והפעלת אנזימים המקדמים צמיחת זרעים. מכיוון שסוניקציה יכולה להפעיל אנזימים בתוך הזרע האחראים על פירוק חומרי מזון מאוחסנים והתחלת נביטה.
• הגדלת ספיגת המים: סוניקציה יכולה לנקב את מעטפת הזרע ואת דפנות התא, כך שהזרע יכול לאחר מכן להגביר את חדירותו למים ולשפר את ספיגת המים והחומרים המזינים. זה נותן לזרעים מוכנים יתרון במיוחד באדמה יבשה או מדולדלת בחומרים מזינים.
• הופעת שתילים מואצת: טיפול אולטרסאונד להקדמת זרעים יכול להפחית את הזמן שלוקח לשתילים לצאת מהאדמה, מה שיכול להיות מועיל במיוחד במצבים בהם רוצים ביסוס מהיר של גידולים. על ידי פירוק שכבת הזרעים ושיפור חדירות המים, קידום נפיחות ונביטה של זרעים, אולטרסאונד יכול להפריע לתרדמת הזרעים.
• גידול שתילים משופר: פריימינג זרעים אולטראסוני יכול לעורר את הצמיחה של שתילים על ידי קידום התפתחות של שורשים, גבעולים ועלים. זה יכול לגרום לצמחים חזקים ובריאים יותר עם יבולים טובים יותר.
• שיפור עמידות השתיל ללחץ: הכנת זרעים על-קוליים מגבירה את יכולתם של שתילים לעמוד בפני גורמי עקה סביבתיים כגון בצורת, מליחות וטמפרטורות גבוהות.
• ירידה בתמותת שתילים: פריימינג של זרעים אולטראסוניים יכול להפחית את שיעורי התמותה של שתילים על ידי קידום נביטה אחידה וצמיחה מוקדמת, מה שיכול לעזור למנוע אובדן שתילים עקב הופעה לא אחידה או צמיחה לקויה.

בשל השפעות חיוביות אלה, פרימה ונביטה של זרעים המושרים באולטרסאונד משפרת את האיכות והכמות של הגידולים ומובילה לנביטה מוצלחת יותר, מפחיתה את עלויות הייצור ומגבירה את הקיימות בחקלאות.

סריקת תמונות במיקרוסקופ אלקטרונים (SEM) של זרעי Arabidopsis.
a-c זרע נתון לסונציה ב-24°C למשך 30 שניות.
d, e זרע יבש, f, g זרע מונח במים במשך 4 ימים ב 4 מעלות צלזיוס,
ח, ט, זרעים מונבטים.
תמונות ומחקר: ©Lopez-Ribera et al. 2017

פריימינג על-קולי

פרימת זרעים באוסמוטיקה כגון מניטול, פוליאתילן גליקול (אוסמופרימינג), תמיסות מלח (למשל, CaCl₂NaCl או CaSO,₄) (halopriming) ובמים (hydropriming) ניתן לשפר בקלות על ידי יישום של גלי אולטרסאונד. פיצול קליפה המושרה באולטרסאונד, ניקוב והגדלה של גודל הנקבוביות של הזרעים מובילים ליכולת גבוהה יותר של שימור מים וחומרים מזינים בזרעים ובדגנים וכתוצאה מכך לחות משופרת. סוניקציה משפרת את העברת המסה בין הזרע לתמיסה הסובבת אותו, וכתוצאה מכך מושגת ספיגה מוגברת של תמיסה (כלומר מים, חומרי מזון וכו') לתוך הזרע. פריימינג בסיוע אולטרה-סאונד הוא טכניקה חסכונית, פשוטה ובטוחה להגדלת יכולת הזרעים לכוונון אוסמוטי ושיפור נביטת זרעים, הקמת שתילים וייצור יבול בתנאי לחץ.
יתר על כן, אולטרה-סוניקציה גורמת לשינוי אנדוספרם, כגון פירוק עמילן על ידי סוניקציה, מה שמגביר את קצב תגובות ההידרוליזה המזורזות על ידי אנזימים בתוך הזרעים. פעילות אנזימטית מוגברת והידרוליזה מאיצה את הנביטה ואת גדילת העוברים כתוצאה מהטיפול האולטרסוני.
קרא עוד על פריימינג קולי כאן!

Ultrasonicators עבור פריימינג זרעים נביטה

Hielscher Ultrasonics מספקת ציוד קולי עבור פריימינג זרעים משופר כולל hydro-priming, osmo-priming, ו הילה-priming. אולטרסוניקטורים קומפקטיים לעבודת R+D ומעבדה מאפשרים בדיקה וביסוס של פרמטרים אופטימליים של תהליך אולטראסוני, בעוד ציוד אולטרסאונד ברמה תעשייתית מיושם בטיפול בקנה מידה גדול של זרעים הנסחרים מסחרית בטיפול פרימינג קולי זורם ויעיל ביותר.
על מנת לשפר את נביטת הזרע על ידי סוניקציה, נדרשות מערכות קוליות ניתנות לשליטה ומתכווננות מדויקות. מכיוון שגלי אולטרסאונד משמשים לגירוי פעילויות פיזיולוגיות של תאים צמחיים, עוצמת הסוניקציה חייבת להיות מותאמת לסוג הזרע והמטפח הספציפי. ניתן להגדיר את המערכות העל-קוליות של Hielscher למשרעת מתונה המספקת את הקוויטציה ו / או התנודה הדרושה לזרעים ראשוניים לנביטה ומרץ אופטימליים. טיפול זרעים יכול להיות מיושם אצווה, כמו גם במצב זרימה רציפה. קשת האביזרים הרחבה מאפשרת שילוב קל של אולטרסאונד במקום הקיים.
מערכות קוליות Hielscher להגדיל את הפוטנציאל לביצועים שתיל גבוה לאחר הזריעה.

ספרות/מקורות

• ילדגרד מ.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): יישום גלים קוליים כטכניקת פריימינג להאצת ושיפור הנביטה של זרעי שעורה: אופטימיזציה של השיטה על ידי גישת טגוצ'י. כתב העת של המכון לבישול כרך 114, גיליון 1, 2008. 14-21.
• מאצ'יקובה ט'; Kulrattanarak T.; Wonprasaid ס '(2013): השפעות של טיפול קולי על נביטה של גרעיני חמניות סינתטיים. האקדמיה העולמית למדעים, הנדסה וטכנולוגיה כתב העת הבינלאומי להנדסת חקלאות וביו-מערכות כרך 7, No:1, 2013.
• נזרי מ.; Eteghadipour M. (2017): השפעות של גלים קוליים על זרעים: מיני סקירה. אגרי רס & כרך טכני 6 גיליון 3 – אפריל 2017.