종자의 초음파 프라이밍 : 초음파 처리가 발아를 향상시키는 방법

종자와 곡물의 초음파 프라이밍은보다 완전하고 빠른 발아와 더 높은 작물 수확량을 가져옵니다. 초음파는 종자 고환 (종자 코팅)을 천공하고 종자 곡물로의 물, 영양소 및 산소의 흡수를 증가시킵니다. 종자의 초음파 프라이밍은 묘목의 발아 속도와 속도를 향상시키는 간단하고 저렴한 방법입니다.

초 발아 씨앗 발아 개선

프라이밍은 모종의 발아 시간을 단축시키는 데 사용되는 전처리 방법입니다. 초기 발아 과정을 유도하기 위해 삼투 성 프라이밍, 하이드로 프림 핑 (hydroropriming) 및 초음파 프라이밍 (ultrasonic priming)과 같은 다양한 시드 프라이밍 공정이 개발되었다. 초음파 프라이밍은 초음파 처리가 빠르고, 에너지를 절약하고, 절수하므로 종자 준비에 매우 유리합니다.
첫 번째 발아 과정을 완료한 프라이밍 종자는 더 높은 발아율과 더 빠른 출현 시간(씨앗이 토양 표면 위로 올라오는 데 걸리는 시간), 더 높은 출현율(표면에 도달하는 씨앗의 수) 및 더 나은 성장을 보여주며, 이는 헤드 스타트가 좋은 뿌리 시스템을 조기에 내리고 더 빨리 성장하는 데 도움이 된다는 것을 시사합니다. 이 방법은 비료, 재파종 및 약한 식물에 소요되는 돈, 노동력 및 시간을 절약하기 때문에 농부에게 유용할 수 있습니다.
이 공정은 또한 처리 된 종자의보다 균일하고 심지어 발아를 허용 할 수있다. 또한 넓은 온도 범위에서 발아를 증가시키고 종자의 질병 발병률을 감소시킬 수 있습니다.

고출력 초음파를 사용한 효율적인 종자 프라이밍을 위한 MultiSonoReactor. 초음파 처리는 종자 코팅을 약하게 천공하여 종자로의 물, 영양소 및 산소 흡수를 향상시킵니다.

초음파를 사용하여 종자의 산업용 영양 프라이밍을위한 산업용 초음파 반응기.

초음파 프라이밍은 종자 발아율, 종자 활력 지수 (SVI), 묘목의 뿌리 및 싹 길이를 향상시킵니다. 초음파 처리 및 프라이밍 과정은 물 및 / 또는 기타 유익한 물질을 종자 곡물로 흡수하도록 강제합니다. 또한 초음파는 식물 세포에서 효소 및 기타 생물학적 반응을 활성화하여 더 빠르고 균일 한 발아를 초래합니다. 약한 종자/곡물도 활성화되어 파종의 전체 수확량이 향상될 수 있습니다.

흉터화(scarification)와 종자 발아(seed germination)

흉터화는 물과 가스 교환을 방해하여 발아를 지연시키는 거칠고 불침투성 코팅을 가진 종자에 매우 중요합니다. 전통적인 방법에는 기계적, 열적, 화학적 긁힘 화가 포함되며, 각각은 종자 코팅이 물과 가스에 더 잘 투과되도록 설계되었습니다. 혁신적인 흉터화 방법 인 초음파 처리는 초음파를 활용하여 우수하지는 않더라도 유사한 결과를 얻습니다.

Mechanisms of Power Ultrasound on Seeds and Seed Priming

  • 물에 있는 공동현상:
    – 물 속의 초음파는 마이크로 버블이 생성되는 현상인 캐비테이션을 유도합니다. 이러한 기포는 붕괴되어 국부적인 기계적 압력을 생성합니다.
    – 이 압력은 종피에 작용하여 기계적 파괴를 일으킵니다.
  • 미세 기공 및 미세 균열의 형성 :
    – 캐비테이션으로 인한 기계적 압력은 종피에 미세 기공과 미세 균열을 생성합니다.
    – 이러한 미세 기공과 균열은 종피의 투과성을 증가시켜 더 많은 물과 산소가 침투할 수 있도록 합니다.
  • 향상된 수분 흡수 및 산소 가용성

    1. 다공성 증가:
    – 연구에 따르면 초음파 처리는 녹두와 같은 씨앗의 다공성을 증가시켜 물과 산소를 더 잘 수용하게합니다.
    – 수분 흡수가 증가하면 종자 조직의 수분 공급이 향상되며, 이는 발아에 필요한 대사 과정을 활성화하는 데 필수적입니다.

    2. 개선된 산소 유입:
    – 가스에 대한 투과성이 증가하면 발달 중인 배아가 발아 중 세포 호흡에 중요한 적절한 산소를 받을 수 있습니다.

  • 효소 활성 증진

    1. 수분 공급과 효소 활성화:
    – 수분 섭취 증가로 인한 수분 공급이 향상되면 발아에 관여하는 다양한 효소가 활성화됩니다.
    – 특히, 알파 아밀라아제 활성이 크게 증가하여 전분을 설탕으로 가수분해하는 데 중추적인 역할을 하여 성장하는 묘목에 에너지를 제공합니다.

    개선된 발아 결과

    1. 더 높은 발아 비율:
    – 증가된 물과 산소 가용성의 결합 효과와 증가된 효소 활성은 종자의 성공적인 발아 비율을 높입니다.
    – 연구에 따르면 초음파 처리는 다양한 식물 종에서 발아율을 향상시킵니다.
    2. 더 빠른 발아 속도:
    – 초음파 처리는 발아 된 종자의 비율을 증가시킬뿐만 아니라 발아 과정을 가속화합니다.
    – 더 빠른 수화 및 효소 활성화는 종자에서 묘목으로의 더 빠른 전환을 촉진합니다.

UP400St는 종자 프라이밍, 발아 및 발아를위한 400W 강력한 초음파 균질화입니다.

초음파 검사기 UP400St R의 시드 프라이밍용&D 및 프로세스 최적화. 초음파 처리는 더 빠른 싹이 트고 영양분이 더 높으며 묘목 활력이 향상됩니다.

Ultrasonic Seed Priming의 장점 한 눈에 보기 :

  1. 기계적인 압력: 초음파 유도 캐비테이션은 기계적 압력을 가하여 종자 코팅 투과성을 향상시킵니다.
  2. 다공성 증가: 미세 구멍과 균열을 생성하면 물과 산소가 더 잘 침투할 수 있습니다.
  3. 수분 공급 강화: 개선된 수분 흡수는 더 나은 효소 활성화로 이어집니다.
  4. 효소 활성 증진: 증가된 알파-아밀라아제 활성은 전분 가수분해를 가속화합니다.
  5. 더 높은 발아율: 더 많은 씨앗이 성공적으로 발아합니다.
  6. 더 빠른 발아: 씨앗은 더 빨리 발아합니다.

초음파 처리는 물, 산소 및 영양소 흡수를 향상시키고 효소 활성을 촉진하며 결과적으로 종자 발아의 속도와 성공률을 모두 향상시킴으로써 종자 프라이밍에 큰 도움이됩니다.

음파가 길어지면 칼란테 하이브리드가 더 잘 발아합니다. (신 외. 2011)

더 긴 sonication는 Calanthe 잡종의 더 나은 발아를 초래합니다. 초음파 처리 시간이 길수록 싹이 더 빨리 틔워집니다. 이것은 종자 발아에 대한 초음파의 긍정적 인 효과를 나타냅니다.
(연구 및 사진: ©Shin et al. 2011)

장점 :

  • 저렴한 비용
  • 물 절약
  • 빠른 처리
  • 에너지 부족
  • 쉬운 & 안전한 작동

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초음파 시드 프라이밍은 어떻게 작동합니까?

씨앗과 곡물의 초음파 프라이밍은보다 완벽하고 빠른 발아를 가져옵니다. 이러한 결과는 다음 초음파 효과에 의해 달성됩니다.

  • 초음파는 음향 캐비테이션 (cavitation)을 통해 수분 흡수 및 산소 이용 가능성 (초음파 수문 / 침투)을 향상시켜 씨앗의 다공성을 증가시킵니다.
  • 초음파는 영양소와 비료의 섭취를 증가시킵니다.
  • 초음파 프라이밍은 물질 전달을 향상시킵니다. 여분의 흡수 된 물은 자유롭게 세포 배아와 쉽게 반응합니다. 따라서, gibberellic acid가 방출되어 aleurone 세포에서 대사 과정의 속도가 증가합니다.
  • Sonication은 세포막 파괴에 의한 배젖 영양소의 동원을 돕습니다. (Miano 외 2015)
  • 초음파는 효소 및 기타 생물학적 반응을 활성화시킵니다.

Sonication은 곡물 / 종자 발아를 촉진하고 작물 수확량을 증가시킵니다. 작물과 과일 파종 외에도, 초음파 종자 프라이밍은 꽃 종자 (난초, 연꽃, calanthe)에 대해서도 성공적으로 테스트되었습니다. Ultrasonication은 세포벽의 침투성을 향상시켜 씨앗이 물과 영양소 (예 : 비료)를 상당히 많이 섭취하도록합니다.
chickpeas, 수수 및 해군을 침지하는 시간이 sonication의 사용에 의해 상당히 감소되었음을 보여 주었다.

초음파 종자 프라이밍 및 발아

초음파 처리 된 렌즈 콩 (40Ws / g w / UP200St)에 비해 비 초음파 렌즈콩 : 초음파 렌즈콩은 더 높은 gemination 속도와 긴 촬영을 보여줍니다.

초음파 시드 프라이밍 시스템

향상된 종자 프라이밍을 위해 Hielscher 초음파 발생기를 활용하십시오! Hielscher 초음파는 종자 및 곡물 프라이밍을위한 다양한 벤치 탑 및 산업용 초음파를 공급합니다. 종자 프라이밍을 위해 Hielscher 초음파 발생기를 사용하는 이점은 다양합니다. 첫째, 진폭, 강도 및 지속 시간과 같은 초음파 매개 변수에 대한 정확한 제어는 특정 종자 유형 및 조건에 맞는 최적화 된 치료를 가능하게합니다. 둘째, 달성된 모든 프로세스 결과를 더 큰 처리량으로 선형적으로 확장할 수 있습니다.
실험실에서 초음파 프라이밍 공정을 테스트하고 최적화하는 데 관심이 있거나 연속 처리량으로 대규모 종자 로트를 처리하려는 경우 Hielscher는 종자 처리 요구 사항에 이상적인 초음파 발생기를 보유하고 있습니다. Hielscher 초음파 발생기는 확장 성을 위해 설계되었으며 많은 양의 종자를 효율적으로 처리 할 수 있으므로 연구 및 상업적 응용 프로그램 모두에 적합합니다. 이 장비는 직관적인 제어와 견고한 구조로 사용자 친화적이어서 장기적인 내구성과 낮은 유지 보수 요구 사항을 보장합니다. 또한, 초음파 처리는 비 화학적 방법이므로 종자 처리를위한 환경 친화적 인 옵션입니다. 화학 물질 찌그러짐제의 필요성을 줄여 지속 가능한 농업 관행에 기여합니다. 물론 모든 초음파 발생기는 24/7 실행할 수 있습니다.

종자 프라이밍을위한 Hielscher Sonicators의 장점 :

  • 저렴한 비용
  • 물 절약
  • 빠른 처리
  • 낮은 에너지 소비
  • 쉬운 & 안전한 작동

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알만한 가치가있는 사실

종자 프라이밍이란 무엇입니까?

프라이밍 (priming)은 종자의 전처리로 곡물의 사전 발아 (pre-germinative) 신진 대사를 유발합니다.
종자에서 이용 가능한 물을 조절함으로써 종자 발아율, 발아율 및 모종 출현의 균일 성을 향상 시키는데 적용될 수있는 다양한 프라이밍 방법 (예컨대, 하이드로 프라이밍, 삼투 프라이밍, 고체 매트릭스 프라이밍)이 공지되어있다. 전처리는 발아의 초기 단계를 시작하지만, 뿌리 털의 돌출을 허용하지 않으며, 그 다음 씨앗이 필요할 때까지 건조됩니다.
초음파 프라이밍은 높은 결과, 더 빠른 출현 및보다 균일 한 발아를 가져 오는 데 성공한 것으로 나타났습니다.
특히 반 건조 및 건조한 기후와 같은 까다로운 조건 하에서는 초벌구이 묘목을 사용하는 것이 큰 장점이 있습니다. 프라이밍은 자라지 않는 기후에서도 씨앗이 자라면서 자라날 수 있도록합니다.

종자 프라이밍의 다른 방법은 무엇입니까?

종자 프라이밍은 종자 발아와 묘목 성장을 향상시키는 것을 목표로 하는 파종 전 처리입니다. 다양한 방법이 사용되며 각각 고유한 프로세스와 이점이 있습니다. 하이드로프라이밍은 씨앗을 원래의 수분 함량으로 건조시키기 전에 특정 기간 동안 물에 담그는 것을 포함하여 발아 속도와 균일성을 향상시킵니다. Osmopriming은 폴리에틸렌 글리콜과 같은 삼투압 용액을 사용하여 수분 흡수를 제어하고 과도한 흡수를 방지하여 최적이 아닌 조건에서 발아를 개선하고 묘목의 응력 내성을 높입니다. 이러한 프라이밍 기술은 초음파가 종자 코팅을 천공하고 물, 영양소 또는 삼투성 용액의 흡수를 촉진 할 수 있기 때문에 초음파 처리에 의해 크게 강화 될 수 있습니다.

할로프라이밍은 염화나트륨 또는 질산칼륨과 같은 무기염 용액에 씨앗을 담그는 것을 포함하며, 이는 염분 및 기타 비생물적 스트레스에 대한 내성을 향상시키고 묘목의 활력을 향상시킵니다. 호르몬 프라이밍은 지베렐린 및 사이토키닌과 같은 식물 호르몬으로 씨앗을 처리하여 특정 생리적 과정을 자극하여 발아와 묘목 발달을 향상시킵니다. 뉴트리프라이밍은 필수 미네랄을 함유한 영양 용액을 사용하여 영양소 흡수 효율을 높이고 묘목 성장을 촉진합니다. 영양 프라이밍은 종자의 프라이밍 과정이 초음파 처리에 의해 보조 될 때 특히 효율적인 것으로 나타났습니다.

바이오프라이밍은 박테리아나 곰팡이와 같은 유익한 미생물로 씨앗을 처리하여 질병 저항성을 높이고 성장과 스트레스 내성을 촉진합니다. 열 프라이밍은 다른 온도에서 물을 담그거나 건조한 열을 통해 종자를 제어된 온도 처리에 노출시키는 것을 포함하며, 이는 휴면 문제가 있는 종자의 발아를 향상시키고 극한의 온도에 대한 내성을 증가시킵니다. 열수 프라이밍은 수분 공급과 온도 처리를 결합하여 종자의 활력을 향상시키고 휴면 상태를 깨뜨립니다.

SMP(Solid matrix priming)는 종자를 질석 또는 퇴비와 같은 촉촉한 고체 매트릭스 물질과 혼합하여 수분 흡수를 제어하고 묘목 출현을 개선합니다. 천연 추출물로 프라이밍하는 것은 식물이나 해조류 추출물에 씨앗을 담그는 것을 포함하며, 발아를 강화하고 스트레스 저항성을 제공하기 위해 생체 활성 화합물을 사용합니다. 마지막으로, 초음파 프라이밍 (초음파 처리) 또는 초음파 처리는 씨앗을 물의 초음파에 노출시켜 캐비테이션 및 기계적 압력을 일으켜 종자 코팅 투과성을 증가시키고 물과 산소 흡수를 향상시켜 발아를 향상시킵니다.

각 프라이밍 방법은 고유한 이점을 제공하며 종자 유형, 작물 요구 사항 및 환경 조건에 따라 선택되므로 발아율, 균일성 및 전반적인 종자 성능이 크게 향상됩니다.

문학 / 참고 문헌

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