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Adescamento e germinazione a ultrasuoni

  • L'adescamento dei semi a ultrasuoni è un'utile tecnica di pre-semina per rifornire i semi di acqua e sostanze nutritive e stimolare la germinazione.
  • La sonicazione è una tecnica efficace per rompere la dormienza dei semi e migliorare le caratteristiche di germinazione.
  • Le apparecchiature a ultrasuoni Hielscher possono essere controllate con precisione per ottenere risultati affidabili nella germinazione e nell'adescamento dei semi.

Priming, germinazione e germinazione dei semi a ultrasuoni

L'adescamento dei semi a ultrasuoni si riferisce a un processo di trattamento dei semi con onde a ultrasuoni a circa 20 kHz in acqua o in altre soluzioni nutritive adatte per aumentarne la germinazione e la crescita precoce. Una rapida germinazione e l'emergenza delle 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, soluzione nutritiva o osmotica migliora il tasso e la velocità di germinazione e mostra una percentuale di germinazione più elevata rispetto ai semi non trattati.

Adescamento e germinazione dei semi con ultrasuoni: Le lenticchie germinate con ultrasuoni (40Ws/g con UP200St) sono state confrontate con lenticchie non sonicate.

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

 
 

Vantaggi dell'adescamento dei semi a ultrasuoni

Gli ultrasuoni intensi di circa 20kHz hanno un impatto significativo sul mantello del seme, sul trasferimento di massa e sui processi intracellulari. Di seguito sono riportati i dettagli dei principali effetti della sonicazione sui semi e i relativi benefici.

  • Aumento del tasso di germinazione: L'adescamento dei semi con ultrasuoni può migliorare i tassi di germinazione dei semi rompendo la dormienza, aumentando l'assorbimento dell'acqua e attivando gli enzimi che promuovono la crescita dei semi. Poiché la sonicazione può attivare gli enzimi all'interno del seme che sono responsabili della rottura dei nutrienti immagazzinati e dell'avvio della germinazione.
  • Aumentare l'assorbimento dell'acqua: La sonicazione può perforare il rivestimento del seme e le pareti cellulari, in modo che il seme possa aumentare la sua permeabilità all'acqua e migliorare l'assorbimento di acqua e nutrienti. Ciò conferisce ai semi innescati un vantaggio, soprattutto in terreni secchi o poveri di sostanze nutritive.
  • Emersione accelerata delle piantine: Il trattamento a ultrasuoni per l'adescamento dei semi può ridurre il tempo necessario alle piantine per emergere dal terreno, il che può essere particolarmente vantaggioso in situazioni in cui si desidera un rapido insediamento delle colture. Rompendo il rivestimento del seme e migliorando la permeabilità all'acqua, favorendo il rigonfiamento e la germinazione dei semi, gli ultrasuoni possono interrompere la dormienza dei semi.
  • Miglioramento della crescita delle piantine: L'adescamento dei semi a ultrasuoni può stimolare la crescita delle piantine promuovendo lo sviluppo di radici, steli e foglie. In questo modo si possono ottenere piante più forti e sane, con rese migliori.
  • Miglioramento della tolleranza delle piantine agli stress: L'adescamento dei semi con ultrasuoni aumenta la capacità delle piantine di resistere a fattori di stress ambientale come la siccità, la salinità e le alte temperature.
  • Riduzione della mortalità delle piantine: L'adescamento dei semi a ultrasuoni può ridurre il tasso di mortalità delle piantine promuovendo una germinazione uniforme e una crescita precoce, il che può aiutare a prevenire la perdita di piantine a causa di un'emergenza non uniforme o di una crescita insufficiente.

Grazie a questi effetti positivi, l'adescamento e la germinazione dei semi indotti dagli ultrasuoni migliorano la qualità e la quantità dei raccolti, portando a una germinazione più riuscita, riducendo i costi di produzione e aumentando la sostenibilità dell'agricoltura.

Gli omogeneizzatori a ultrasuoni, come il modello industriale UIP6000hdT, sono utilizzati per il priming dei semi a ultrasuoni, compresi l'hydro-priming, l'osmo-priming e l'halo-priming.

Ultrasuonatori come il modello industriale UIP6000hdT sono utilizzati per l'adescamento in linea dei semi a ultrasuoni, compresi l'idroadescamento, l'osmoadescamento e l'aloadescamento.

Effetti della germinazione a ultrasuoni

  • germinazione uniforme e rapida
  • indice di vigore dei semi più elevato
  • radici e germogli più lunghi
  • aumento dell'attività dell'α-amilasi
  • maggiore resistenza
  • maggiore idratazione
  • arricchimento dei nutrienti
  • tempo ridotto tra la semina e l'emergenza delle piantine
SEM di semi germogliati ad ultrasuoni.

Immagini al microscopio elettronico a scansione (SEM) di semi di Arabidopsis.
a-c Seme sottoposto a sonicazione a 24°C per 30sec.
d, e seme secco, f, g seme posto in acqua per 4 giorni a 4°C,
h, i, semi germinati.
Immagini e studio: ©Lopez-Ribera et al. 2017

adescamento a ultrasuoni

L'adescamento a ultrasuoni dei semi in una soluzione nutritiva per migliorare la germinazione dei semi e il vigore delle piantine.L'adescamento dei semi in osmotici come mannitolo, polietilenglicole (osmopriming), soluzioni saline (ad esempio, CaCl2, NaCl o CaSO4) (halopriming) e in acqua (hydropriming) possono essere facilmente migliorati con l'applicazione di onde ultrasoniche. La frammentazione del guscio, la perforazione e l'allargamento della dimensione dei pori dei semi indotti dagli ultrasuoni portano a una maggiore capacità di trattenere l'acqua e i nutrienti nei semi e nei grani, migliorando l'idratazione. La sonicazione migliora il trasferimento di massa tra il seme e la soluzione circostante, con conseguente aumento dell'assorbimento della soluzione (acqua, nutrienti, ecc.) nel seme. L'adescamento assistito da ultrasuoni è una tecnica economica, semplice e sicura per aumentare la capacità di regolazione osmotica dei semi e migliorare la germinazione dei semi, l'insediamento delle piantine e la produzione di colture in condizioni di stress.
Inoltre, l'ultrasuonizzazione provoca una modificazione dell'endosperma, come la degradazione dell'amido, che aumenta la velocità delle reazioni di idrolisi catalizzate dagli enzimi all'interno dei semi. L'aumento dell'attività enzimatica e dell'idrolisi accelera la germinazione e la crescita dell'embrione come risultato del trattamento a ultrasuoni.
Per saperne di più sulla primerizzazione a ultrasuoni, leggete qui!

Ultrasuonatori per l'adescamento e la germinazione delle sementi

Gli ultrasuonatori Hielscher possono essere controllati a distanza tramite browser. I parametri di sonicazione possono essere monitorati e regolati con precisione in base ai requisiti del processo.Hielscher Ultrasonics fornisce apparecchiature a ultrasuoni per il miglioramento del priming delle sementi, tra cui l'idro-priming, l'osmo-priming e l'halo-priming. Gli ultrasonici compatti per la ricerca e lo sviluppo e per il lavoro di laboratorio consentono di testare e stabilire i parametri ottimali del processo a ultrasuoni, mentre le apparecchiature a ultrasuoni di livello industriale sono utilizzate per il trattamento su larga scala di sementi commercializzate con un trattamento di adescamento a ultrasuoni a flusso continuo conveniente e altamente efficiente.
Per migliorare la germinazione dei semi mediante sonicazione, sono necessari sistemi a ultrasuoni regolabili e controllabili con precisione. Poiché gli ultrasuoni vengono utilizzati per stimolare le attività fisiologiche delle cellule vegetali, l'intensità della sonicazione deve essere adattata al tipo specifico di seme e di cultivar. I sistemi a ultrasuoni Hielscher possono essere impostati su ampiezze lievi che forniscono la cavitazione e/o l'oscillazione necessarie per preparare i semi a una germinazione e a un vigore ottimali. Il trattamento delle sementi può essere applicato sia in modalità batch che a flusso continuo. L'ampia gamma di accessori consente di integrare facilmente gli ultrasuoni negli impianti esistenti.
I sistemi a ultrasuoni Hielscher aumentano il potenziale di elevate prestazioni delle piantine dopo la semina.

UP400St è un potente omogeneizzatore a ultrasuoni da 400 W per la preparazione, la germinazione e la germinazione dei semi.

ultrasuonatore UP400St per l'adescamento dei semi in lotti più piccoli a R&Fase D. Il trattamento a ultrasuoni determina una germinazione più rapida, un profilo nutritivo più elevato e un migliore vigore delle piantine.

Richiesta informazioni







La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:

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
Da 15 a 150L Da 3 a 15L/min UIP6000hdT
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 di onde ultrasoniche come tecnica di adescamento per accelerare e migliorare la germinazione dei semi d'orzo: ottimizzazione del metodo mediante l'approccio Taguchi. Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
  • Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Effetti del trattamento a ultrasuoni sulla germinazione dei semi di girasole sintetici. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering Vol:7, No:1, 2013.
  • Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Impatto delle onde ultrasoniche sui semi: A Mini-Review. Agri Res & Tech Volume 6 Numero 3 – Aprile 2017.

Particolarità / Cose da sapere

germinazione

La germinazione dei semi descrive lo sviluppo e la crescita di una pianta a partire da un seme. Il processo di germinazione porta alla formazione di una piantina, che comporta processi metabolici e l'emergere di radichette e plumuli. Un seme completamente sviluppato contiene un embrione e sostanze nutritive racchiuse in uno strato di semi. In condizioni adeguate, il seme inizia a germinare e i tessuti embrionali continuano a crescere, trasformandosi in una piantina. I fattori più importanti per la germinazione dei semi sono acqua, ossigeno, temperatura e luce.

trattamento pre-semina

Il termine "rinvigorimento delle sementi" è un termine tecnico che descrive i trattamenti benefici applicati alle sementi dopo il raccolto, ma prima della semina, al fine di migliorare la germinazione e la crescita delle piantine. Sono stati utilizzati diversi metodi per il trattamento delle sementi prima della semina, al fine di aumentare la germinazione e l'uniformità della crescita delle piantine. Le applicazioni pre-semina includono trattamenti meccanici (ad esempio, ultrasuoni, pestatura, sfregamento, scarificazione), trattamento con acqua calda o bollente, trattamento termico a secco, trattamento chimico (ad esempio, acido gibberellico/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 conservazione dei semi in condizioni diverse dalla germinazione standard. La vigoria dei semi viene misurata attraverso test di vigoria dei semi.

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, anche se può contenere oli e proteine. L'endosperma può essere modificato enzimaticamente, un'operazione importante durante la fase di maltaggio dell'orzo. Durante la maltazione gli enzimi beta glucani e le endoproteasi vengono utilizzati soprattutto per modificare l'endosperma amidaceo di malto.

Gli omogeneizzatori a ultrasuoni ad alto taglio sono utilizzati in laboratorio, su banco, in processi pilota e industriali.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsione ed estrazione su scala di laboratorio, pilota e industriale.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensioni industriali.

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