Zāles sēklu dīgšanas paātrināšana ruļļu zāliena ražošanai
Ruļļu zāliena ražošana ir sarežģīta. Ātra dīgšana, blīvs zelmenis un īsi audzēšanas cikli ir būtiski efektīvai apritei un rentabilitātei. Apstrāde ar ultraskaņu ir ļoti efektīvs paņēmiens zāliena audzēšanas veicināšanai. Kontrolēta augstas intensitātes zemfrekvences ultraskaņas iedarbība veicina barības vielu uzņemšanu, dīgšanu, asnu veidošanos un augšanu gan parastajos, gan ruļļu zālienos.
Ar ultraskaņu veicināta sēklu dīgšana
Kontrolēta apstrāde ar ultraskaņu sēklas apvalkā (tā sauktajā testā) rada sīkas plaisas un atveres, kas paātrina ūdens uzsūkšanos. Pastiprināta ūdens uzsūkšanās uzlabo sēklu dzīvotspēju, aktivizējot vielmaiņas enzīmus. Ja apstrādes vidi bagātina ar mēslojumu, ar ultraskaņu apstrādātās sēklas tiek ne tikai izmērcētas, bet arī apgādātas ar būtiskām barības vielām ātrai un spēcīgai zāles un kultūraugu augšanai.
Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas nodrošina precīzi kontrolētu optimālas intensitātes ultraskaņas iedarbību uz sēklām. Apstrāde caurplūdes režīmā nodrošina efektīvu un reproducējamu apstrādi ar ultraskaņu, panākot reproducējamu iedarbību un nemainīgu kvalitāti.
Rūpnieciskā ultraskaņas apstrādes iekārta UIP2000hdT sēklu pirmssējas aktivizēšanai plūsmā, lai uzlabotu dīgtspēju.
Shematisks pārskats par ultraskaņas ietekmi uz sēklām un tās darbības mehānismiem.
Pētījums un shēma: ©Nogueira et al., 2023
Apstrāde ar ultraskaņu un tās ietekme uz zāles sēklu dīgšanu
Pētījumi un mēroga palielināšanas izmēģinājumi ir pierādījuši ultraskaņas apstrādes efektivitāti dažādu sugu sēklu dīgšanas veicināšanā, tostarp tādām graudzāļu dzimtas (Poaceae) sugām kā Lolium perenne (daudzgadīgā airene) un Festuca arundinacea (niedru auzene), kā arī pākšaugiem un citiem kultūraugiem.
Galvenie ar ultraskaņu veicinātas dīgšanas mehānismi:
- Sēklapvalka pārveidošana: Īslaicīga apstrāde ar ultraskaņu palielina sēklapvalka (testas) caurlaidību, nodrošinot efektīvāku ūdens un skābekļa uzņemšanu. Abi ir būtiski vielmaiņas aktivitātes un asnu veidošanās uzsākšanai.
- Enzīmu aktivitātes stimulēšana: Ir pierādīts, ka apstrāde ar ultraskaņu pastiprina tādu enzīmu kā α-amilāze aktivitāti, paātrinot cietes rezervju mobilizāciju endospermā.
- Miera perioda pārtraukšana: Kontrolēta apstrāde ar ultraskaņu ir īpaši nozīmīga šķirnēm ar cietām sēklām vai daļēju miera stāvokli. Tā palīdz pārvarēt fizisko miera stāvokli, ārējos slāņos radot mikroplaisas un tādējādi novēršot mehāniskos šķēršļus dīgļsaknes izspraukšanai.
Zemas intensitātes apstrāde ar ultraskaņu pie 20 kHz ultraskaņas frekvences būtiski uzlabo labību un lopbarības graudzāļu sēklu dīgtspēju un sakņu agrīno attīstību. Šos rezultātus var attiecināt uz dīgstu stadiju hidroponiskos un augsnes apstākļos.
Ilgāka apstrāde ar ultraskaņu uzlabo Calanthe hibrīdu sēklu dīgšanu. Jo ilgāka bija apstrāde ar ultraskaņu, jo ātrāk veidojās asni. Tas liecina par ultraskaņas apstrādes pozitīvo ietekmi uz sēklu dīgšanu.
(pētījums un attēls: ©Shin et al. 2011)
Ultraskaņas plūsmas šūna ar dzesēšanas apvalku pie rūpnieciskās 6000 vatu ultraskaņas apstrādes iekārtas UIP6000hdT liela mēroga apstrādei precīzi kontrolētos apstākļos.
Augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes iekārtas
Hielscher Ultrasonics izstrādā un ražo zondes tipa ultraskaņas apstrādes iekārtas, kas ir pazīstamas ar savu ultraskaņas veiktspēju, precizitāti, izturību un mērogojamību. Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas darbojas ar precīzi regulējamu ultraskaņas intensitāti, radot vibrācijas un kavitāciju, kas veicina masas pārnesi un šūnu caurlaidību. Sēklu dīgšanas veicināšanai Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas izmanto sēklu pirmssējas aktivizēšanai, bojājot sēklapvalku vai stimulējot enzīmu aktivitāti, tādējādi pārtraucot miera periodu, paātrinot ūdens uzņemšanu un veicinot vienmērīgu asnu veidošanos. Procesa vadība reāllaikā, programmējami ultraskaņas apstrādes iestatījumi un temperatūras kontrole ir būtiskas funkcijas reproducējamības nodrošināšanai bioloģiskos lietojumos. Pateicoties šīm priekšrocībām, Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas nodrošina konkurences priekšrocības lauksaimniecībā un sēklzinātnē.
- augsta efektivitāte
- modernākās tehnoloģijas
- uzticamība un izturība
- regulējama, precīza procesa vadība
- apstrāde partijās un plūsmā
- jebkuram tilpumam
- vieda programmatūra
- viedās funkcijas (piemēram, programmējamība, datu protokolēšana, tālvadība)
- vienkārša un droša lietošana
- nelielas apkopes prasības
- CIP (tīrīšana uz vietas)
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte
Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas ir plaši pazīstamas ar visaugstākajiem kvalitātes un konstrukcijas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas apstrādes iekārtas viegli integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes iekārtām ar modernākajām tehnoloģijām un ērtu lietošanu. Protams, Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas atbilst CE prasībām un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.
Tālāk redzamajā tabulā sniegts priekšstats par mūsu ultraskaņas apstrādes iekārtu aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās iekārtas |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| nav piemērojams | 10 līdz 100L/min | UIP16000hdT |
| nav piemērojams | lielāks | iekārtu grupa: UIP16000hdT |
Sēklu dīgšanas veicināšana ar ultraskaņu: uzlabota ūdens uzsūkšana, ātrāka dīgšana
Literatūra / atsauces
- Yaldagard, Maryam; Mortazavi, Seyed; Tabatabaie, Farideh (2008): Influence of ultrasonic stimulation on the germination of barley seed and its alpha-amylase activity. African Journal of Biotechnology 7(14), 2008. 2465-2471.
- Yaldagard, M., Mortazavi, S.A. and Tabatabaie, F. (2008): Application of Ultrasonic Waves as a Priming Technique for Accelerating and Enhancing the Germination of Barley Seed: Optimization of Method by the Taguchi Approach. Journal of the Institute of Brewing, 114: 14-21.
- Godlewska, K.; Biesiada, A.; Michalak, I.; Pacyga, P. (2020): The Effect of Botanical Extracts Obtained through Ultrasound-Assisted Extraction on White Head Cabbage (Brassica Oleracea L. Var. Capitata L.) Seedlings Grown under Controlled Conditions. Sustainability 2020, 12, 1871.
- Ranjbari, A. & Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Effect of ultrasonic pre-treatment on water absorption characteristics of chickpeas (Cicer arietinum). Latin American applied research 43, 2013. 153-159.
- Nogueira, António; Puga, Hélder; Gerós, Hernâni; Teixeira, António (2023): Seed germination and seedling development assisted by ultrasound: gaps and future research directions. Journal of the Science of Food and Agriculture 104, 2023.
Biežāk uzdotie jautājumi
Kas ir sēklu pirmssējas aktivizēšana?
Sēklu pirmssējas aktivizēšana ir kontrolēta apstrāde pirms dīgšanas, kas ietver sēklu daļēju hidratāciju, lai aktivizētu vielmaiņas procesus, neizraisot dīgļsaknes parādīšanos, un uzlabotu dīgšanas ātrumu, vienmērīgumu un izturību pret stresu.
Kāda ir atšķirība starp sēklu fizikālu/mehānisku un ķīmisku pirmssējas aktivizēšanu?
Fizikālā/mehāniskā pirmssējas aktivizēšanā izmanto fizikālus faktorus (piemēram, temperatūru, magnētiskos laukus, ultraskaņu), lai uzlabotu sēklu īpašības. Ķīmiskā pirmssējas aktivizēšanā izmanto bioaktīvus savienojumus (piemēram, sāļus, hormonus vai antioksidantus), kas modulē bioķīmiskos ceļus, lai uzlabotu izturību pret stresu vai dīgšanu.
Kas ir osmotiskā pirmssējas aktivizēšana?
Osmotiskā pirmssējas aktivizēšana ietver sēklu mērcēšanu osmotiskos šķīdumos (piemēram, polietilēnglikola vai mannīta šķīdumos) ar zemu ūdens potenciālu, nodrošinot kontrolētu ūdens uzņemšanu un vielmaiņas aktivizēšanu apstākļos, kuros dīgšana nenotiek.
Kas ir pirmssējas aktivizēšana ar sāļiem?
Pirmssējas aktivizēšanā ar sāļiem sēklu apstrādei izmanto neorganisko sāļu šķīdumus (parasti NaCl, KNO₃ vai CaCl₂), veicinot pielāgošanos jonu un osmotiskajam stresam un uzlabojot izturību pret sāļumu un sausumu agrīnās augšanas laikā.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus, sākot ar laboratorijas iekārtām un beidzot ar rūpnieciskā mēroga iekārtām.