Ultrasonic Priming dan sprouting
- Ultrasonic seed priming adalah teknik pra-tanam yang berguna untuk mengisi benih dengan air dan nutrisi dan untuk merangsang perkecambahan.
- Sonikasi adalah teknik yang efisien untuk memecahkan dormansi benih dan meningkatkan karakteristik pengecamikan.
- Peralatan ultrasonik Hielscher dapat tepat dikontrol untuk hasil yang dapat diandalkan dari pengecamzat benih dan priming.
Ultrasonic Seed Priming, Perkecambahan dan Tunas
Ultrasonic seed priming mengacu pada proses merawat benih dengan gelombang ultrasound sekitar 20 kHz dalam air atau larutan nutrisi lain yang sesuai untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awal mereka. Perkecambahan yang cepat dan kemunculan bibit merupakan faktor penting untuk keberhasilan pembentukan tanaman dan tanaman. Istirahat dormansi dan stimulasi perkecambahan penting untuk proliferasi dan produksi awal bibit tanaman. Ultrasonication benih dalam air, larutan nutrisi atau osmoticum meningkatkan tingkat perkecambahan dan kecepatan dan menunjukkan persentase perkecambahan yang lebih tinggi daripada biji yang tidak diobati.
Sonicated lentil (40Ws/g w/ UP200St) dibandingkan dengan kacang lentil non-sonikasi: lentil disonikasi menunjukkan tingkat geminasi yang lebih tinggi dan tunas lagi.
Keuntungan dari Ultrasonic Seed Priming
Ultrasonografi intens sekitar 20kHz menunjukkan dampak signifikan pada kulit biji serta pada perpindahan massa dan proses intraseluler. Di bawah ini, Anda dapat menemukan rincian tentang efek utama sonikasi pada biji dan manfaat terkait.
- Peningkatan tingkat perkecambahan: Ultrasonic seed priming dapat meningkatkan tingkat perkecambahan benih dengan memecah dormansi benih, meningkatkan penyerapan air, dan mengaktifkan enzim yang mendorong pertumbuhan benih. Karena sonikasi dapat mengaktifkan enzim dalam benih yang bertanggung jawab untuk memecah nutrisi yang tersimpan dan memulai perkecambahan.
- Meningkatkan penyerapan air: Sonikasi dapat melubangi kulit biji dan dinding sel, sehingga benih selanjutnya dapat meningkatkan permeabilitasnya terhadap air dan meningkatkan penyerapan air dan nutrisi. Ini memberi benih prima keuntungan terutama di tanah kering atau kekurangan nutrisi.
- Kemunculan bibit yang dipercepat: Perawatan ultrasound untuk benih priming dapat mengurangi waktu yang dibutuhkan bibit untuk muncul dari tanah, yang dapat sangat bermanfaat dalam situasi di mana pembentukan tanaman yang cepat diinginkan. Dengan memecah kulit biji dan meningkatkan permeabilitas air, mempromosikan pembengkakan dan perkecambahan biji, USG dapat mengganggu dormansi benih.
- Peningkatan pertumbuhan bibit: Ultrasonic seed priming dapat merangsang pertumbuhan bibit dengan mempromosikan perkembangan akar, batang, dan daun. Ini dapat menghasilkan tanaman yang lebih kuat dan sehat dengan hasil yang lebih baik.
- Peningkatan toleransi bibit terhadap stres: Ultrasonic seed priming meningkatkan kemampuan bibit untuk menahan stresor lingkungan seperti kekeringan, salinitas, dan suhu tinggi.
- Mengurangi kematian bibit: Ultrasonic seed priming dapat mengurangi tingkat kematian bibit dengan mempromosikan perkecambahan seragam dan pertumbuhan awal, yang dapat membantu mencegah hilangnya bibit karena kemunculan yang tidak merata atau pertumbuhan yang buruk.
Karena efek positif ini, priming benih dan perkecambahan yang diinduksi secara ultrasonik meningkatkan kualitas dan kuantitas tanaman yang mengarah ke perkecambahan yang lebih sukses, mengurangi biaya produksi, dan meningkatkan keberlanjutan dalam pertanian.
Ultrasonicators seperti UIP6000hdT industri digunakan untuk inline benih ultrasonik priming, termasuk hydro-priming, osmo-priming, dan halo-priming.
- seragam dan cepat berkecambah
- Indeks kekuatan benih yang lebih tinggi
- akar lagi dan tunas
- peningkatan aktivitas α-amilase
- resistensi yang lebih tinggi
- peningkatan hidrasi
- pengayaan nutrien
- dikurangi waktu antara menabur dan bibit munculnya
Memindai mikroskop elektron (SEM) gambar biji Arabidopsis.
a-c Seed dikenakan sonikasi pada 24 ° c selama 30 detik.
d, e biji kering, f, g biji ditempatkan dalam air selama 4 hari pada 4 ° c,
H, I, biji berkecambah.
Gambar dan Studi: ©Lopez-Ribera et al. 2017
Ultrasonik priming
Priming biji di osmotica seperti mannitol, Polyethylene glikol (osmopriming), larutan Saline (misalnya, CaCl2, NaCl atau CaSO4) (halopriming) dan dalam air (hydropriming) dapat dengan mudah ditingkatkan dengan penerapan gelombang ultrasound. Ultrasonically induced fragmentasi shell, perforasi dan pembesaran ukuran pori biji menyebabkan kapasitas retensi air dan nutrisi yang lebih tinggi dalam biji dan biji-bijian menghasilkan peningkatan hidrasi. Sonikasi meningkatkan perpindahan massa antara benih dan larutan sekitarnya sehingga peningkatan penyerapan larutan (yaitu air, nutrisi dll) ke dalam benih tercapai. Ultrasonically dibantu priming adalah teknik ekonomis, sederhana dan aman untuk meningkatkan kapasitas benih untuk penyesuaian osmotik dan meningkatkan perkecambahan benih, pembentukan bibit dan produksi tanaman dalam kondisi stres.
Selanjutnya, ultrasonikasi menyebabkan modifikasi endosperma, seperti degradasi pati dengan sonikasi, yang meningkatkan laju reaksi hidrolisis yang dikatalisis enzim dalam biji. Peningkatan aktivitas enzim dan hidrolisis mempercepat perkecambahan dan pertumbuhan embrio sebagai hasil dari pengobatan ultrasonik.
Baca lebih lanjut tentang ultrasonik priming di sini!
Ultrasonicators untuk Seed Priming dan Perkecambahan
Hielscher Ultrasonics memasok peralatan ultrasonik untuk meningkatkan benih priming termasuk hydro-priming, osmo-priming, dan halo-priming. Ultrasonikator kompak untuk R + D dan pekerjaan laboratorium memungkinkan untuk menguji dan menetapkan parameter proses ultrasonik yang optimal, sementara peralatan ultrasonik kelas industri diimplementasikan dalam perawatan skala besar benih yang diperdagangkan secara komersial dalam perawatan priming ultrasonik aliran-melalui yang nyaman dan sangat efisien.
Untuk meningkatkan perkecambahan benih dengan sonikasi, diperlukan sistem ultrasonik yang dapat dikontrol dan disesuaikan secara tepat. Karena gelombang ultrasound digunakan untuk merangsang aktivitas fisiologis sel vegetal, intensitas sonikasi harus disesuaikan dengan jenis benih dan kultivar tertentu. Sistem ultrasonik Hielscher dapat diatur ke amplitudo ringan memberikan kavitasi dan / atau osilasi yang diperlukan untuk benih utama untuk perkecambahan optimal dan kekuatan. Perawatan benih dapat diterapkan dalam batch maupun dalam mode aliran kontinu. Spektrum aksesori yang luas memungkinkan integrasi ultrasound yang mudah ke tempat yang ada.
Sistem ultrasonik Hielscher meningkatkan potensi kinerja bibit tinggi setelah disemai.
ultrasonikator UP400St untuk benih priming dalam batch yang lebih kecil di R&Tahap D. Perawatan ultrasonik menghasilkan tunas yang lebih cepat, profil nutrisi yang lebih tinggi dan peningkatan kekuatan bibit.
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| 15 hingga 150L | 3 hingga 15L / menit | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Literatur / Referensi
- Oleh yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A. Tabatabaie F. (2008): penerapan Gelombang ultrasonik sebagai teknik priming untuk mempercepat dan meningkatkan Pengecamak dari barley Seed: optimalisasi metode oleh pendekatan Taguchi. Jurnal Institut pembuatan bir Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
- Dari machikowa T.; ... Wonprasaid S. (2013): efek dari Ultrasonic Treatment pada Pengecamakan bibit bunga matahari sintetis. World Academy of Science, teknik dan teknologi International Journal of pertanian dan Biosystems Engineering Vol: 7, No: 1, 2013.
- Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): dampak dari gelombang ultrasonik pada benih: mini-review. Sinar & Tech volume 6 edisi 3 – Bulan April 2017.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Pengecambahan
Perkecamakan benih menggambarkan perkembangan dan pertumbuhan tanaman dari benih. Proses pengecamak hasil dalam pembentukan bibit, yang melibatkan proses metabolisme serta munculnya radikal dan plumule. Benih yang dikembangkan sepenuhnya mengandung embrio dan nutrisi yang diapit dalam mantel benih. Dalam kondisi yang tepat, benih mulai berkecambah dan jaringan embrionik terus tumbuh, berkembang menuju bibit. Faktor yang paling penting untuk pengecamakan benih adalah air, oksigen, suhu dan cahaya.
Perawatan pra-menabur
Benih menyegarkan adalah istilah teknis yang menggambarkan perawatan bermanfaat yang diterapkan pada benih setelah panen, tapi sebelum menabur untuk meningkatkan pertumbuhan pengecamak dan bibit. Berbagai metode telah digunakan untuk perawatan pra-menabur benih dalam rangka meningkatkan pengecamakan dan keseragaman pertumbuhan bibit. Aplikasi pra-menabur termasuk perawatan mekanik (misalnya, ultrasonication, berdebar, menggosok, scarification), pengobatan dengan air panas atau mendidih, perlakuan panas kering, pengobatan kimia (misalnya, asam gibberellic/gibberellin, asam sulfat) atau perawatan listrik. Mereka perawatan benih diterapkan dengan tujuan untuk meningkatkan semangat benih. Semangat benih adalah penilaian kualitas potensi perkecamakan benih, bidang munculnya dan benih penyimpanan kemampuan dalam kondisi yang berbeda dari standar pengecamlahan. Kekuatan benih diukur melalui pengujian kekuatan benih.
Modifikasi endosperma
Endosperma adalah jaringan yang diproduksi di dalam biji-bijian dari sebagian besar tanaman berbunga setelah pemupukan. Ini mengelilingi embrio dan menyediakan nutrisi dalam bentuk Pati, meskipun juga dapat mengandung minyak dan protein. Endosperma dapat dimodifikasi secara enzimatik, yang merupakan langkah penting selama malting jelai. Selama malting enzim beta glucanses dan endoprotease sebagian besar digunakan untuk memodifikasi endosperma Starki hampir tidak.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.