Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Priming e Sprouting ad ultrasuoni

  • Un trattamento ad ultrasuoni dei semi è un'utile tecnica di pre-semina per stimolare la germinazione.
  • La sonicazione è una tecnica efficace per rompere la dormienza dei semi e migliorare le caratteristiche di germinazione.
  • Le apparecchiature ad ultrasuoni Hielscher possono essere controllate con precisione per un risultato affidabile della germinazione dei semi e del priming.

 

Germinazione ad ultrasuoni

Un rapido germinazione e la comparsa di piantine sono fattori critici per il successo dell'insediamento di piante e colture. La rottura della dormienza e la stimolazione della germinazione sono importanti per la proliferazione e la produzione precoce di piantine. L'ultrasonicazione dei semi in acqua o un osmotico migliora il tasso di germinazione e la velocità di germinazione e mostra una percentuale di germinazione più alta rispetto ai semi non trattati. Leggera sonicazione stimola le cellule vegetali

La frammentazione del guscio indotta da ultrasuoni, la perforazione e l'allargamento della dimensione dei pori dei semi portano ad una maggiore capacità di ritenzione idrica nei semi e nei grani, con conseguente miglioramento dell'idratazione. La modificazione ultrasonica dell'endosperma, come la degradazione dell'amido per sonicazione, aumenta il tasso di reazioni di idrolisi catalizzata enzimatica all'interno dei semi. L'aumento dell'attività enzimatica e dell'idrolisi accelera la germinazione e la crescita embrionale come risultato del trattamento ad ultrasuoni.

Vantaggi della germinazione ad ultrasuoni

  • germinazione uniforme e rapida
  • indice di vigore dei semi più elevato
  • radici e germogli più lunghi
  • aumento dell'attività α-amilasi
  • maggiore resistenza
  • aumento dell'idratazione
  • arricchimento dei nutrienti
  • tempi ridotti tra la semina e la comparsa delle piantine
Lenticchie germinate ad ultrasuoni (40Ws/g w/UP200St) rispetto alle lenticchie non ionizzate.

Lenticchie sonicizzate (40Ws/g c/ UP200St) rispetto alle lenticchie non ionizzate: Le lenticchie sonicate mostrano un più alto tasso di gemmazione e germogli più lunghi.

Trattamento ad ultrasuoni con sistema 2kW UIP2000hdT

UIP2000hdT (2kW) per il trattamento discontinuo su larga scala

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SEM di semi germogliati ad ultrasuoni.

Microscopia elettronica a scansione (SEM) immagini di semi di Arabidopsis.
a-c Seme sottoposto a sonicazione a 24°C per 30 secondi.
d, e seme secco, f, g seme posto in acqua per 4 giorni a 4°C,
h, i, i, semi germinati. Fonte: Lopez-Ribera et al. 2017

Adescamento ad ultrasuoni

Adescamento di semi in osmotica come mannitolo, polietilenglicole (osmopriming), soluzioni saline (ad esempio, CaCl2NaCl o CaSO4) (halopriming) e in acqua (hydropriming) possono essere facilmente migliorati con l'applicazione di onde ultrasoniche. La sonicazione migliora il trasferimento di massa tra il seme e la soluzione circostante, con conseguente aumento dell'assorbimento di soluzione (acqua, sostanze nutritive, ecc.) nel seme. L'adescamento ad ultrasuoni è una tecnica economica, semplice e sicura per aumentare la capacità dei semi di adattamento osmotico e migliorare la germinazione dei semi, l'impianto delle piantine e la produzione delle colture in condizioni di stress.
Per saperne di più sull'adescamento ad ultrasuoni clicca qui!

Processori ad ultrasuoni per la germinazione e il priming

Per migliorare la germinazione dei semi mediante sonicazione, sono necessari sistemi a ultrasuoni regolabili e controllabili con precisione. Poiché le onde ultrasoniche vengono utilizzate per stimolare le attività fisiologiche delle cellule vegetali, l'intensità della sonicazione deve essere adattata al tipo specifico di seme e cultivar. I sistemi ad ultrasuoni Hielscher possono essere impostati su ampiezze lievi, fornendo la cavitazione e/o l'oscillazione necessaria per preparare i semi per una germinazione e un vigore ottimali. Il trattamento delle sementi può essere applicato sia in modalità batch che a flusso continuo. L'ampia gamma di accessori consente una facile integrazione degli ultrasuoni nei locali esistenti.
I sistemi ad ultrasuoni Hielscher aumentano il potenziale di elevate prestazioni della piantina dopo la semina.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Letteratura/riferimenti

  • Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Applicazione delle onde ultrasoniche come tecnica di priming per accelerare e migliorare la germinazione dei semi d'orzo: ottimizzazione del metodo con l'approccio Taguchi. Rivista dell'Istituto per la produzione di birra Vol. 114, numero 1, 2008. 14-21.
  • Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Effetti del trattamento ad ultrasuoni sulla germinazione dei semi sintetici di girasole. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering Vol:7, No:1, 2013.
  • Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Impatti delle onde ultrasoniche sui semi: Una mini-rivista. Agri Res & Tech Volume 6 Edizione 3 – Aprile 2017.


Particolarità / Cose da sapere

germinazione

La germinazione dei semi descrive lo sviluppo e la crescita di una pianta da un seme. Il processo di germinazione porta alla formazione di una piantina, che comporta processi metabolici e la comparsa di radichetta e plumule. Un seme completamente sviluppato contiene un embrione e le sostanze nutritive racchiuse in un manto di semi. In condizioni adeguate, il seme inizia a germogliare e i tessuti embrionali continuano a crescere, sviluppandosi verso una piantina. I fattori più importanti per la germinazione dei semi sono l'acqua, l'ossigeno, la temperatura e la luce.

Trattamento Pre-Semina

Seed tonificante è il termine tecnico che descrive i trattamenti benefici applicati ai semi dopo il raccolto, ma prima della semina per migliorare la germinazione e la crescita delle piantine. Per il trattamento di pre-semina delle sementi sono stati utilizzati vari metodi per aumentare la germinazione e l'uniformità della crescita delle piantine. Le applicazioni di pre-semina includono trattamenti meccanici (ad esempio, ultrasonicazione, martellamento, sfregamento, scarificazione), trattamento con acqua calda o bollente, trattamento termico a secco, trattamento chimico (ad esempio, acido gibberellina/gibberellina, acido solforico) o trattamento elettrico. Questi trattamenti dei semi sono applicati con l'obiettivo di migliorare il vigore dei semi. Il vigore dei semi è la valutazione della qualità della potenziale germinazione dei semi, dell'emergenza in campo e della capacità di stoccaggio dei semi in condizioni diverse dalla germinazione standard. Il vigore del seme viene misurato attraverso il test del vigore del seme.

Modifica dell'endosperma

L'endosperma è un tessuto prodotto all'interno dei semi della maggior parte delle piante da fiore dopo la fecondazione. Circonda l'embrione e fornisce nutrimento sotto forma di amido, ma può contenere anche oli e proteine. L'endosperma può essere modificato enzimaticamente, il che è un passo importante durante il processo di malto d'orzo. Durante il malto gli enzimi beta glucani e le endoproteasi sono per lo più utilizzati per modificare l'endosperma amidaceo di appena.