Սերմերի ուլտրաձայնային պրիմինգ. ինչպես է Sonication-ը բարելավում բողբոջումը
Սերմերի և հատիկների ուլտրաձայնային պրիմինգը հանգեցնում է ավելի ամբողջական և արագ բողբոջման և բերքի բարձր բերքատվության: Ultrasonication-ը ծակում է սերմերի թեստը (սերմերի ծածկույթը) և ավելացնում ջրի, սննդանյութերի և թթվածնի կլանումը սերմի հատիկների մեջ: Սերմերի ուլտրաձայնային պրիմինգը պարզ էժան մեթոդ է սածիլների բողբոջման արագությունն ու արագությունը բարձրացնելու համար:
Ուլտրաձայնային բարելավված սերմերի բողբոջում
Պրիմինգը նախնական մշակման մեթոդ է, որն օգտագործվում է սածիլների բողբոջման ժամանակը կրճատելու համար: Սերմերի պրիմինգի տարբեր գործընթացներ, ինչպիսիք են osmotic priming, hydropriming և ultrasonic priming, մշակվել են վաղ բողբոջման գործընթացները դրդելու համար: Ուլտրաձայնային պրիմինգը սերմերի պատրաստման շատ շահավետ մեթոդ է, քանի որ ձայնային մաքրումը արագ է, էներգախնայող և ջրի խնայողություն:
Բողբոջված սերմերը, որոնք ավարտել են առաջին բողբոջման գործընթացը, ցույց են տալիս ավելի բարձր բողբոջման տոկոս և ավելի արագ բողբոջման ժամանակ (ժամանակ, որ սերմերը բարձրանան հողի մակերևույթից), ավելի բարձր բողբոջման արագություն (սերմերի քանակը, որոնք հասցնում են այն: մակերեսին), և ավելի լավ աճ, ինչը ենթադրում է, որ գլխի սկիզբն օգնում է նրանց լավ արմատային համակարգ ձեռք բերել վաղաժամ և ավելի արագ աճել: Այս մեթոդը կարող է օգտակար լինել ֆերմերներին, քանի որ խնայում է նրանց գումարը, աշխատուժը և պարարտանյութերի, կրկնակի սերմնավորման և թույլ բույսերի վրա ծախսվող ժամանակը:
Գործընթացը կարող է նաև թույլ տալ մշակված սերմերի ավելի միատեսակ, նույնիսկ բողբոջել: Այն կարող է նաև մեծացնել բողբոջումը ավելի լայն ջերմաստիճանի միջակայքում և նվազեցնել սերմերի հիվանդությունների հաճախականությունը:
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային ռեակտոր՝ ուլտրաձայնի միջոցով սերմերի արդյունաբերական սնուցման համար:
Ուլտրաձայնային պրիմինգը բարելավում է սերմերի բողբոջման տոկոսը, սերմի ուժգնության ինդեքսը (SVI), սածիլների արմատների և ընձյուղների երկարությունը: Sonication և priming գործընթացը ստիպում է ջրի և/կամ այլ օգտակար նյութերի կլանումը սերմացուի մեջ: Ավելին, ուլտրաձայնային ալիքները ակտիվացնում են ֆերմենտային և այլ կենսաբանական ռեակցիաները բույսերի բջիջում, ինչը հանգեցնում է ավելի արագ և միատեսակ բողբոջմանը: Նույնիսկ թույլ սերմերը/հատիկները կարելի է ակտիվացնել, որպեսզի բարելավվի ցանքի ընդհանուր բերքատվությունը։
Scarification եւ սերմերի բողբոջում
Scarification-ը շատ կարևոր է կոշտ, անթափանց թաղանթով սերմերի համար, որոնք խոչընդոտում են ջրի և գազի փոխանակմանը՝ դրանով իսկ հետաձգելով բողբոջումը: Ավանդական մեթոդները ներառում են մեխանիկական, ջերմային և քիմիական սրացում, որոնցից յուրաքանչյուրը նախատեսված է սերմերի ծածկույթն ավելի թափանցելի դարձնելու ջրի և գազերի համար: Sonication-ը, որպես սկարիֆիկացման նորարարական մեթոդ, օգտագործում է ուլտրաձայնային ալիքները՝ հասնելու նմանատիպ, եթե ոչ գերազանց արդյունքների:
Սերմերի վրա հզոր ուլտրաձայնի մեխանիզմները և սերմերի պրիմինգը
- Կավիտացիա ջրում.
– Ուլտրաձայնային ալիքները ջրի մեջ առաջացնում են կավիտացիա, մի երեւույթ, որտեղ առաջանում են միկրո-փուչիկներ: Այս փուչիկները փլուզվում են՝ առաջացնելով տեղայնացված մեխանիկական ճնշում:
– Այս ճնշումը գործում է սերմի ծածկույթի վրա՝ առաջացնելով մեխանիկական խանգարումներ: - Միկրո ծակոտիների և միկրոճաքերի ձևավորում.
– Կավիտացիայից առաջացած մեխանիկական ճնշումը սերմի ծածկույթի վրա ստեղծում է միկրո ծակոտիներ և միկրոճաքեր:
– Այս միկրո ծակոտիները և ճաքերը մեծացնում են սերմի ծածկույթի թափանցելիությունը՝ թույլ տալով ավելի շատ ջուր և թթվածին ներթափանցել: - Ընդլայնված ջրի կլանումը և թթվածնի հասանելիությունը
1. Ծակոտկենության բարձրացում.
– Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ արտանետումը մեծացնում է սերմերի ծակոտկենությունը, օրինակ՝ մունգը, ինչը նրանց ավելի ընկալունակ է դարձնում ջրի և թթվածնի նկատմամբ:
– Ջրի ուժեղացված կլանումը հանգեցնում է սերմերի հյուսվածքների ավելի լավ խոնավացմանը, ինչը կարևոր է բողբոջման համար անհրաժեշտ նյութափոխանակության գործընթացների ակտիվացման համար:2. Բարելավված թթվածնի մուտք.
– Գազերի նկատմամբ թափանցելիության բարձրացումը ապահովում է, որ զարգացող սաղմը ստանում է համապատասխան թթվածին, որը կարևոր է բողբոջման ընթացքում բջջային շնչառության համար: - Ֆերմենտային ակտիվության բարձրացում
1. Խոնավացում և ֆերմենտների ակտիվացում.
– Ջրի կլանման ավելացման շնորհիվ ուժեղացված խոնավացումը ակտիվացնում է բողբոջում ներգրավված տարբեր ֆերմենտներ:
– Մասնավորապես, զգալիորեն ավելացել է ալֆա-ամիլազային ակտիվությունը, որն առանցքային է օսլայի հիդրոլիզի համար շաքարի մեջ՝ էներգիա ապահովելով աճող սածիլների համար:Բարելավված բողբոջման արդյունքները
1. Ավելի բարձր բողբոջման տոկոս.
– Ջրի և թթվածնի առկայության ավելացման համակցված ազդեցությունը, ինչպես նաև ֆերմենտային ակտիվության բարձրացումը, հանգեցնում է սերմերի հաջող բողբոջման ավելի մեծ տոկոսի:
– Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ sonication-ը բարելավում է բողբոջման արագությունը տարբեր բույսերի տեսակների մեջ:
2. Ավելի արագ բողբոջման արագություն.
– Sonication-ը ոչ միայն մեծացնում է բողբոջած սերմերի տոկոսը, այլև արագացնում է բողբոջման գործընթացը:
– Ավելի արագ խոնավացումը և ֆերմենտների ակտիվացումը նպաստում են սերմերից սածիլ ավելի արագ անցմանը:
Ուլտրաձայնային սարք UP400St սերմերի պրիմինգի համար Ռ&Դ և գործընթացի օպտիմալացում: Ուլտրաձայնային բուժումը հանգեցնում է ավելի արագ բողբոջման, սննդանյութերի բարձր պրոֆիլի և սածիլների ուժեղացման:
- Մեխանիկական ճնշում. Ուլտրաձայնային կավիտացիան կիրառում է մեխանիկական ճնշում՝ մեծացնելով սերմի ծածկույթի թափանցելիությունը:
- Բարձրացված ծակոտկենություն. Միկրո ծակոտիների և ճաքերի ստեղծումը թույլ է տալիս ջրի և թթվածնի ավելի լավ ներթափանցում:
- Ընդլայնված խոնավացում. Ջրի կլանման բարելավումը հանգեցնում է ֆերմենտի ավելի լավ ակտիվացման:
- Բարձրացված ֆերմենտային ակտիվություն. Ալֆա-ամիլազի ակտիվության բարձրացումը արագացնում է օսլայի հիդրոլիզը:
- Բողբոջման ավելի բարձր տեմպեր. Ավելի շատ սերմեր հաջողությամբ բողբոջում են:
- Ավելի արագ բողբոջում. Սերմերը ավելի արագ են բողբոջում։
Sonication-ը զգալիորեն նպաստում է սերմերի պրիմինգին` ուժեղացնելով ջրի, թթվածնի և սննդանյութերի կլանումը, խթանելով ֆերմենտային գործունեությունը և, հետևաբար, բարելավելով սերմերի բողբոջման արագությունը և հաջողության մակարդակը:
Ավելի երկար sonication-ը հանգեցնում է Calanthe-ի հիբրիդների ավելի լավ բողբոջմանը: Որքան երկար էր հնչյունավորումը, այնքան ավելի արագ էր բողբոջումը: Սա ցույց է տալիս ուլտրաձայնային ազդեցության դրական ազդեցությունը սերմերի բողբոջման վրա:
(ուսումնասիրություն և նկար՝ ©Shin et al. 2011)
- ցածր գին
- Ջրի խնայողություն
- Արագ մշակում
- Ցածր էներգիա
- Հեշտ & անվտանգ շահագործում
Ինչպե՞ս է գործում սերմերի ուլտրաձայնային պրիմինգը:
Սերմերի և հատիկների ուլտրաձայնային պրիմինգը հանգեցնում է ավելի ամբողջական և արագ բողբոջման: Այս արդյունքները ձեռք են բերվում հետևյալ ուլտրաձայնային ազդեցություններով.
- Ուլտրաձայնը մեծացնում է սերմի ծակոտկենությունը ակուստիկ կավիտացիայի միջոցով՝ բարելավելով ջրի կլանումը և թթվածնի հասանելիությունը (ուլտրաձայնային հիդրոպրիմինգ/թափում):
- Ուլտրաձայնը մեծացնում է սննդանյութերի և պարարտանյութերի կլանումը սերմերում:
- Ուլտրաձայնային պրիմինգը ուժեղացնում է զանգվածի փոխանցումը. լրացուցիչ կլանված ջուրը ազատ և հեշտությամբ փոխազդում է բջջի սաղմի հետ: Դրանով գիբերելային թթուն ազատվում է և առաջացնում է ալևրոնային բջիջներում նյութափոխանակության գործընթացների արագության բարձրացում:
- Sonication-ը օգնում է էնդոսպերմի սնուցիչների մոբիլիզացմանը բջջային թաղանթի խանգարման միջոցով: (Miano et al. 2015)
- Ուլտրաձայնը ակտիվացնում է ֆերմենտային և այլ կենսաբանական ռեակցիաները:
Sonication-ը նպաստում է հացահատիկի/սերմերի բողբոջմանը և մեծացնում բերքի բերքատվությունը: Բացի մշակաբույսերից և մրգային սերմերից, սերմերի ուլտրաձայնային պրիմինգը հաջողությամբ փորձարկվել է նաև ծաղկի սերմերի (խոլորձներ, լոտոս, կալանտ) համար: Ultrasonication-ը մեծացնում է բջջային պատերի թափանցելիությունը, այնպես որ սերմը ցույց է տալիս ջրի և սննդանյութերի զգալիորեն ավելի մեծ կլանումը (օրինակ՝ պարարտանյութ):
Ցույց է տրվել, որ սիսեռի, սորգոյի և ծովային լոբի թրջելու ժամանակը զգալիորեն կրճատվել է ձայնային ախտահանման միջոցով:
ոսպ (40Ws/gw/) UP200 St) համեմատած չհնչեցված ոսպի հետ. ձայնային ոսպը ցույց է տալիս ավելի բարձր ծլարձակման արագություն և ավելի երկար ընձյուղներ:
Ուլտրաձայնային սերմերի պրիմինգ համակարգեր
Օգտվեք Hielscher sonicators-ից սերմերի ուժեղացված պրիմինգի համար: Hielscher Ultrasonics-ը մատակարարում է տարբեր նստարանային և արդյունաբերական ուլտրաձայնիչներ՝ սերմերի և հացահատիկի պրիմինգի համար: Սերմերի պրիմինգի համար Hielscher sonicators-ի օգտագործման առավելությունները բազմազան են: Նախ, ուլտրաձայնային պարամետրերի ճշգրիտ վերահսկումը, ինչպիսիք են ամպլիտուդը, ինտենսիվությունը և տևողությունը, թույլ է տալիս օպտիմիզացված բուժում՝ հարմարեցված հատուկ սերմերի տեսակներին և պայմաններին: Երկրորդ, գործընթացի ձեռք բերված բոլոր արդյունքները կարող են գծային մասշտաբավորվել ավելի մեծ թողունակությունների:
Անկախ նրանից, թե դուք հետաքրքրված եք լաբորատորիայում ձեր ուլտրաձայնային պրիմինգի գործընթացը փորձարկելու և օպտիմիզացնելու մեջ, թե ցանկանում եք մշակել մեծ քանակությամբ սերմեր շարունակական թողունակությամբ, Hielscher-ն ունի ձեր սերմերի մշակման պահանջների համար կատարյալ ձայնային սարք: Hielscher sonicators-ը նախատեսված է մասշտաբայնության համար և կարող է արդյունավետ կերպով մշակել սերմերի մեծ ծավալները՝ դրանք դարձնելով հարմար ինչպես հետազոտական, այնպես էլ կոմերցիոն կիրառությունների համար: Սարքավորումը հարմար է օգտագործման համար, ինտուիտիվ հսկողությամբ և ամուր կառուցվածքով, որն ապահովում է երկարաժամկետ ամրություն և պահպանման ցածր պահանջներ: Բացի այդ, sonication-ը ոչ քիմիական մեթոդ է, որը այն դարձնում է էկոլոգիապես մաքուր տարբերակ սերմերի մշակման համար: Այն նվազեցնում է քիմիական սկարիֆիկացնող նյութերի անհրաժեշտությունը՝ նպաստելով կայուն գյուղատնտեսական գործելակերպին: Իհարկե, բոլոր sonicators-ները կարող են աշխատել 24/7:
Hielscher Sonicators-ի առավելությունները սերմերի պրիմինգի համար.
- Ցածր ծախսեր
- Ջրի խնայողություն
- Արագ մշակում
- Ցածր էներգիայի սպառում
- Հեշտ & անվտանգ շահագործում
Կապվեք մեզ հետ այսօր: Մենք ուրախ կլինենք ձեզ հետ քննարկել ձեր գործընթացի պահանջները:
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ի՞նչ է սերմերի պրիմինգը:
Պրայմինգը սերմերի նախնական մշակումն է, որը հրահրում է հացահատիկի այսպես կոչված նախաբողջային նյութափոխանակությունը:
Հայտնի են պրիմինգի տարբեր մեթոդներ (օրինակ՝ հիդրոփրայմինգ, օսմոտիկ պրիմինգ, պինդ մատրիցային պրիմինգ), որոնք կարող են կիրառվել սերմերի բողբոջման արագությունը, տոկոսային բողբոջումը և սածիլների առաջացման միատեսակությունը բարելավելու համար՝ վերահսկելով սերմերի մեջ առկա ջուրը: Նախնական մշակումը սկսում է բողբոջման վաղ փուլերը, բայց թույլ չի տալիս արմատական ելուստը, այնուհետև սերմերը չորանում են մինչև անհրաժեշտությունը:
Ապացուցված է, որ ուլտրաձայնային պրիմինգը շատ հաջողակ է, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր բերքատվության, ավելի արագ առաջացման և ավելի միասնական բողբոջման:
Հատկապես այնպիսի պահանջկոտ պայմաններում, ինչպիսիք են կիսաարիդային և արիդային կլիմայական պայմանները, ցանքածածկ սածիլների օգտագործումը զգալի առավելություններ ունի: Պրիմինգը ապահովում է սերմերի բողբոջումը և աճը նույնիսկ անհյուրընկալ կլիմայական պայմաններում:
Որո՞նք են սերմերի պրիմինգի տարբեր մեթոդները:
Սերմերի պրիմինգը նախացանքային բուժում է, որն ուղղված է սերմերի բողբոջման և սածիլների աճի բարելավմանը: Օգտագործվում են տարբեր մեթոդներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի տարբեր գործընթացներ և առավելություններ: Հիդրոպրիմինգը ներառում է սերմերը որոշակի ժամանակահատվածում ջրի մեջ թրջելը, նախքան դրանք չորացնելը մինչև իրենց սկզբնական խոնավությունը, ինչը մեծացնում է բողբոջման արագությունն ու միատեսակությունը: Osmopriming-ը օգտագործում է օսմոտիկ լուծույթ, ինչպիսին է պոլիէթիլեն գլիկոլը, ջրի կլանումը վերահսկելու և ավելորդ ներծծումը կանխելու համար՝ դրանով իսկ բարելավելով բողբոջումը ոչ օպտիմալ պայմաններում և բարձրացնելով սածիլների սթրեսի հանդուրժողականությունը: Այս պրիմինգի տեխնիկան կարող է զգալիորեն ուժեղացնել ձայնային լուծույթով, քանի որ ուլտրաձայնը ծակում է սերմերի ծածկույթը և թույլ է տալիս հեշտացնել ջրի, սննդանյութերի կամ օսմոտիկ լուծույթի կլանումը:
Հալոպրիմինգը ներառում է սերմերը թրջել անօրգանական աղի լուծույթներում, ինչպիսիք են նատրիումի քլորիդը կամ կալիումի նիտրատը, ինչը մեծացնում է աղիության և այլ աբիոտիկ սթրեսների նկատմամբ հանդուրժողականությունը և բարելավում սածիլների ուժը: Հորմոնալ պրիմինգը սերմերը մշակում է բուսական հորմոններով, ինչպիսիք են գիբերելինները և ցիտոկինինները՝ խթանելով հատուկ ֆիզիոլոգիական գործընթացները՝ բողբոջումը և սածիլների զարգացումը խթանելու համար: Nutripriming-ը օգտագործում է էական հանքանյութեր պարունակող սննդարար լուծույթներ՝ սննդանյութերի կլանման արդյունավետությունը բարելավելու և սածիլների աճը խթանելու համար: Ցույց է տրվել, որ սնուցման գործընթացը հատկապես արդյունավետ է, երբ սերմերի փրփրման գործընթացն օժանդակվում է ձայնային լուծույթով:
Biopriming-ը սերմերը մշակում է օգտակար միկրոօրգանիզմներով, ինչպիսիք են բակտերիաները կամ սնկերը՝ ուժեղացնելու հիվանդությունների դիմադրությունը և խթանելու աճը և սթրեսային հանդուրժողականությունը: Թերմոպրիմինգը ներառում է սերմերի վերահսկվող ջերմաստիճանի մշակման ենթարկելը, կա՛մ տարբեր ջերմաստիճաններում ջրի թրջման, կա՛մ չոր ջերմության միջոցով, ինչը ուժեղացնում է քնկոտության հետ կապված սերմերի բողբոջումը և բարձրացնում ջերմաստիճանի ծայրահեղությունների նկատմամբ հանդուրժողականությունը: Հիդրոջերմային պրիմինգը համատեղում է խոնավեցման և ջերմաստիճանի մշակումները՝ բարելավելու սերմի ուժգնությունը և ընդհատելու քնկոտությունը:
Պինդ մատրիցով պրիմինգը (SMP) սերմերը խառնում է խոնավ պինդ մատրիցային նյութի հետ, ինչպիսին է վերմիկուլիտը կամ կոմպոստը՝ վերահսկելով ջրի կլանումը և բարելավելով սածիլների առաջացումը: Բնական էքստրակտներով քսելը ներառում է սերմերը թրջել բույսերի կամ ջրիմուռների քաղվածքների մեջ՝ օգտագործելով կենսաակտիվ միացություններ՝ բողբոջումը ուժեղացնելու և սթրեսային դիմադրություն ապահովելու համար: Վերջապես, ուլտրաձայնային պրիմինգը կամ ձայնագրումը սերմերը ենթարկում է ջրի ուլտրաձայնային ալիքների՝ առաջացնելով կավիտացիա և մեխանիկական ճնշում, որը մեծացնում է սերմերի ծածկույթի թափանցելիությունը և ուժեղացնում ջրի և թթվածնի կլանումը, ինչը հանգեցնում է բողբոջման բարելավմանը:
Նախամշակման յուրաքանչյուր մեթոդ առաջարկում է եզակի առավելություններ և ընտրվում է ելնելով սերմացուի տեսակից, մշակաբույսերի պահանջներից և շրջակա միջավայրի պայմաններից՝ դրանով իսկ զգալիորեն բարձրացնելով բողբոջման արագությունը, միատեսակությունը և սերմերի ընդհանուր արդյունավետությունը:
Գրականություն/Հղումներ
- Nazari, Meisam and Eteghadipour, Mohammad (2017): Impacts of Ultrasonic Waves on Seeds: A Mini-Review. Agricultural Research and Technology 6, 2017. 1-5.
- Yaldagard, Maryam and Mortazavi, Seyed & Tabatabaie, Farideh (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. Journal of the Institute of Brewing 114, 2008.
- 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 Science and Technology 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.
- 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.