Priming dan Pertunas Ultrasonik

• Priming benih ultrasonik adalah teknik pra-penaburan yang berguna untuk mengisi kembali benih dengan air dan nutrisi dan untuk merangsang perkecambahan.
• Sonikasi adalah teknik yang efisien untuk memecahkan dormansi benih dan meningkatkan karakteristik perkecambahan.
• Peralatan ultrasonik Hielscher dapat dikontrol dengan tepat untuk hasil yang andal dari perkecambahan benih dan priming.

Priming Benih Ultrasonik, Perkecambahan dan Percambahan

Priming benih ultrasonik mengacu pada proses perlakuan benih dengan gelombang ultrasound pada sekitar 20 kHz dalam air atau larutan nutrisi lain yang sesuai untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awalnya. Perkecambahan yang cepat dan kemunculan bibit merupakan faktor penting untuk keberhasilan pembentukan tanaman dan tanaman. Pemutusan dormansi dan stimulasi perkecambahan penting untuk proliferasi dan produksi awal bibit tanaman. Ultrasonikasi benih dalam air, larutan nutrisi atau osmoticum meningkatkan laju dan kecepatan perkecambahan dan menunjukkan persentase perkecambahan yang lebih tinggi daripada benih yang tidak diolah.

Lentil bersonikasi (40Ws/g w/ UP200St) dibandingkan dengan lentil non-sonikasi: Lentil sonikasi menunjukkan tingkat geminasi yang lebih tinggi dan tunas yang lebih panjang.

Keuntungan dari Ultrasonic Seed Priming

Ultrasonografi intens sekitar 20kHz menunjukkan dampak yang signifikan pada kulit biji serta pada transfer massa dan proses intraseluler. Di bawah ini, Anda dapat menemukan detail tentang efek utama sonikasi pada benih dan manfaat terkaitnya.

• Peningkatan tingkat perkecambahan: Priming benih ultrasonik dapat meningkatkan tingkat perkecambahan benih dengan memecah dormansi benih, meningkatkan penyerapan air, dan mengaktifkan enzim yang mendorong pertumbuhan benih. Karena sonikasi dapat mengaktifkan enzim di 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 kelebihan pada benih prima terutama di tanah kering atau kekurangan nutrisi.
• Kemunculan bibit yang dipercepat: Perawatan ultrasonografi untuk priming benih 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, meningkatkan pembengkakan dan perkecambahan benih, ultrasound dapat mengganggu dormansi benih.
• Peningkatan pertumbuhan bibit: Priming benih ultrasonik dapat merangsang pertumbuhan bibit dengan mendorong perkembangan akar, batang, dan daun. Hal ini dapat menghasilkan tanaman yang lebih kuat dan lebih sehat dengan hasil yang lebih baik.
• Peningkatan toleransi bibit terhadap stres: Priming benih ultrasonik meningkatkan kemampuan bibit untuk menahan stres lingkungan seperti kekeringan, salinitas, dan suhu tinggi.
• Mengurangi kematian bibit: Priming benih ultrasonik dapat mengurangi tingkat kematian bibit dengan mendorong perkecambahan yang seragam dan pertumbuhan awal, yang dapat membantu mencegah hilangnya bibit karena kemunculan yang tidak merata atau pertumbuhan yang buruk.

Karena efek positif ini, priming dan perkecambahan benih yang diinduksi secara ultrasonik meningkatkan kualitas dan kuantitas tanaman yang mengarah pada perkecambahan yang lebih berhasil, mengurangi biaya produksi, dan meningkatkan keberlanjutan di bidang pertanian.

Gambar pemindaian mikroskop elektron (SEM) biji Arabidopsis.
a–c Benih mengalami sonikasi pada 24 °C selama 30 detik.
d, e benih kering, biji f, g ditempatkan dalam air selama 4 hari pada suhu 4°C,
h, i, benih berkecambah.
Gambar dan Studi: ©Lopez-Ribera et al. 2017

priming ultrasonik

Priming biji dalam osmotica seperti manitol, polietilen glikol (osmopriming), larutan garam (misalnya, CaCl₂, NaCl atau CaSO₄) (halopriming) dan dalam air (hydropriming) dapat dengan mudah ditingkatkan dengan penerapan gelombang ultrasound. Fragmentasi cangkang, perforasi, dan pembesaran ukuran pori benih yang diinduksi secara ultrasonik menyebabkan kapasitas retensi air dan nutrisi yang lebih tinggi pada biji dan biji-bijian yang menghasilkan peningkatan hidrasi. Sonikasi meningkatkan perpindahan massa antara benih dan larutan di sekitarnya yang menghasilkan peningkatan penyerapan larutan (yaitu air, nutrisi dll.) ke dalam benih tercapai. Priming yang dibantu ultrasonik adalah teknik yang ekonomis, sederhana dan aman untuk meningkatkan kapasitas benih untuk penyesuaian osmotik dan meningkatkan perkecambahan benih, pembentukan bibit dan produksi tanaman dalam kondisi stres.
Selain itu, ultrasonikasi menyebabkan modifikasi endosperma, seperti degradasi pati dengan sonikasi, yang meningkatkan laju reaksi hidrolisis yang dikatalisis enzim di dalam biji. Peningkatan aktivitas enzim dan hidrolisis mempercepat perkecambahan dan pertumbuhan embrio sebagai hasil dari perawatan ultrasonik.
Baca lebih lanjut tentang priming ultrasonik di sini!

Ultrasonicators untuk Priming dan Perkecambahan Benih

Hielscher Ultrasonics memasok peralatan ultrasonik untuk priming benih yang ditingkatkan termasuk hydro-priming, osmo-priming, dan halo-priming. Ultrasonicators 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 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 yang memberikan kavitasi dan/atau osilasi yang diperlukan untuk benih perdana untuk perkecambahan dan kekuatan yang optimal. Perlakuan benih dapat diterapkan dalam batch serta dalam mode aliran kontinu. Spektrum aksesori yang luas memungkinkan integrasi ultrasound yang mudah ke tempat yang ada.
Sistem ultrasonik Hielscher meningkatkan potensi kinerja bibit yang tinggi setelah disemai.

Literatur / Referensi

• Yaldagard M.; Reza Mortazavi SA; Tabatabaie F. (2008): Penerapan Gelombang Ultrasonik sebagai Teknik Priming untuk Mempercepat dan Meningkatkan Perkecambahan Biji Jelai: Optimalisasi Metode dengan Pendekatan Taguchi. Jurnal Institut Pembuatan Bir Vol. 114, Edisi 1, 2008. 14-21.
• Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Pengaruh Perlakuan Ultrasonik pada Perkecambahan Biji Bunga Matahari Sintetis. Akademi Sains, Teknik dan Teknologi Dunia Jurnal Internasional Teknik Pertanian dan Biosistem Vol: 7, No: 1, 2013.
• Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Dampak Gelombang Ultrasonik pada Benih: Tinjauan Mini. Agri Res & Tech Volume 6 Edisi 3 – bulan April 2017.