Pirmssējas sagatavošana un diedzēšana ar ultraskaņu

• Sēklu pirmssējas sagatavošana ar ultraskaņu ir noderīgs paņēmiens, lai pirms sējas bagātinātu sēklas ar ūdeni un barības vielām un stimulētu dīgšanu.
• Apstrāde ar ultraskaņu ir efektīvs paņēmiens sēklu miera perioda pārtraukšanai un dīgšanas īpašību uzlabošanai.
• Hielscher ultraskaņas iekārtas var precīzi vadīt, lai nodrošinātu uzticamus sēklu dīgšanas un pirmssējas sagatavošanas rezultātus.

Sēklu pirmssējas sagatavošana, dīgšana un diedzēšana ar ultraskaņu

Sēklu pirmssējas sagatavošana ar ultraskaņu ir process, kurā sēklas ūdenī vai citos piemērotos barības vielu šķīdumos apstrādā ar aptuveni 20 kHz ultraskaņas viļņiem, lai uzlabotu to dīgšanu un agrīno augšanu. Ātra dīgšana un dīgstu sadīgšana ir izšķiroši faktori veiksmīgai augu un kultūraugu ieaugšanai. Miera perioda pārtraukšana un dīgšanas stimulēšana ir svarīga augu pavairošanai un agrīnai dēstu ieguvei. Sēklu apstrāde ar ultraskaņu ūdenī, barības vielu šķīdumā vai osmotiskā vidē uzlabo dīgtspēju un dīgšanas ātrumu, nodrošinot lielāku izdīgušo sēklu īpatsvaru nekā neapstrādātām sēklām.

Ar ultraskaņu apstrādātas lēcas (40Ws/g ar UP200St) salīdzinājumā ar lēcām, kas nav apstrādātas ar ultraskaņu: ar ultraskaņu apstrādātajām lēcām ir augstāka dīgtspēja un garāki dzinumi.

Sēklu pirmssējas sagatavošanas ar ultraskaņu priekšrocības

Intensīva ultraskaņa ar aptuveni 20kHz frekvenci būtiski ietekmē sēklapvalku, kā arī masas pārnesi un procesus šūnu iekšienē. Tālāk sniegta detalizēta informācija par apstrādes ar ultraskaņu galveno ietekmi uz sēklām un ar to saistītajiem ieguvumiem.

• Paaugstināta dīgtspēja: Sēklu pirmssējas sagatavošana ar ultraskaņu var uzlabot sēklu dīgtspēju, pārtraucot sēklu miera periodu, palielinot ūdens uzņemšanu un aktivējot enzīmus, kas veicina sēklu augšanu. Tā kā apstrāde ar ultraskaņu var aktivēt sēklās esošos enzīmus, kas atbild par uzkrāto barības vielu noārdīšanu un dīgšanas uzsākšanu.
• Palielināta ūdens uzņemšana: Apstrāde ar ultraskaņu var perforēt sēklapvalku un šūnu sieniņas, tādējādi palielinot sēklas ūdens caurlaidību un uzlabojot ūdens un barības vielu uzņemšanu. Tas dod priekšrocības pirmssējas sagatavošanu izgājušām sēklām, īpaši sausā vai barības vielu ziņā noplicinātā augsnē.
• Paātrināta dīgstu sadīgšana: Sēklu pirmssējas apstrāde ar ultraskaņu var saīsināt laiku līdz dīgstu parādīšanās brīdim virs augsnes, kas var būt īpaši noderīgi situācijās, kad vēlama ātra kultūraugu ieaugšana. Noārdot sēklapvalku un uzlabojot ūdens caurlaidību, tādējādi veicinot sēklu uzbriešanu un dīgšanu, ultraskaņa var pārtraukt sēklu miera periodu.
• Uzlabota dīgstu augšana: Sēklu pirmssējas sagatavošana ar ultraskaņu var stimulēt dīgstu augšanu, veicinot sakņu, stublāju un lapu attīstību. Tā rezultātā var izaugt spēcīgāki, veselīgāki augi ar labāku ražu.
• Uzlabota dīgstu stresa panesība: Sēklu pirmssējas sagatavošana ar ultraskaņu palielina dīgstu spēju izturēt tādus vides stresa faktorus kā sausums, sāļums un augsta temperatūra.
• Samazināta dīgstu bojāeja: Sēklu pirmssējas sagatavošana ar ultraskaņu var samazināt dīgstu bojāejas īpatsvaru, veicinot vienmērīgu dīgšanu un agrīno augšanu, kas var palīdzēt novērst dīgstu zudumus nevienmērīgas sadīgšanas vai vājas augšanas dēļ.

Pateicoties šai pozitīvajai ietekmei, ar ultraskaņu ierosināta sēklu pirmssējas sagatavošana un dīgšana uzlabo ražas kvalitāti un daudzumu, nodrošinot sekmīgāku dīgšanu, samazinot ražošanas izmaksas un palielinot lauksaimniecības ilgtspēju.

Arabidopsis sēklu skenējošās elektronu mikroskopijas (SEM) attēli.
a–c Sēkla, kas apstrādāta ar ultraskaņu 24°C temperatūrā 30sec.
d, e sausa sēkla, f, g sēkla, kas ievietota ūdenī uz 4 dienām 4°C temperatūrā,
h, i, izdīgušas sēklas.
Attēli un pētījums: ©Lopez-Ribera et al. 2017

Pirmssējas sagatavošana ar ultraskaņu

Sēklu aktivēšanu osmotiskās vidēs, piemēram, mannītā, polietilēnglikolā (osmotiskā aktivēšana), sāļu šķīdumos (piemēram, CaCl₂, NaCl vai CaSO₄) (aktivēšana sāļu šķīdumos) un ūdenī (hidroaktivēšana) var viegli uzlabot, izmantojot ultraskaņas viļņus. Ultraskaņas izraisīta sēklu apvalka fragmentācija, perforācija un poru izmēra palielināšanās uzlabo sēklu un graudu spēju aizturēt ūdeni un barības vielas, tādējādi uzlabojot hidratāciju. Apstrāde ar ultraskaņu uzlabo masas pārnesi starp sēklu un apkārtējo šķīdumu, tādējādi palielinot šķīduma (t. i., ūdens, barības vielu utt.) uzņemšanu sēklā. Aktivēšana ar ultraskaņas palīdzību ir ekonomiska, vienkārša un droša metode, lai palielinātu sēklu spēju osmotiski pielāgoties un uzlabotu sēklu dīgšanu, dīgstu ieaugšanos un kultūraugu ražošanu stresa apstākļos.
Turklāt apstrāde ar ultraskaņu izraisa endospermas modifikāciju, piemēram, cietes noārdīšanos ultraskaņas ietekmē, kas palielina enzīmu katalizēto hidrolīzes reakciju ātrumu sēklās. Ultraskaņas apstrādes izraisītā enzīmu aktivitātes un hidrolīzes palielināšanās paātrina dīgšanu un dīgļa augšanu.
Vairāk par aktivēšanu ar ultraskaņu lasiet šeit!
Uzziniet, kā apstrāde ar ultraskaņu uzlabo ruļļu zāliena ražošanu!

Ultraskaņas apstrādes iekārtas sēklu aktivēšanai un diedzēšanai

Hielscher Ultrasonics piegādā ultraskaņas iekārtas uzlabotai sēklu aktivēšanai, tostarp hidroaktivēšanai, osmotiskajai aktivēšanai un aktivēšanai sāļu šķīdumos. Kompaktas ultraskaņas apstrādes iekārtas pētniecībai un izstrādei un laboratorijas darbam ļauj pārbaudīt un noteikt optimālos ultraskaņas procesa parametrus, savukārt rūpnieciskās ultraskaņas iekārtas izmanto tirdzniecībā pieejamu sēklu apstrādei lielā mērogā, veicot ērtu un ļoti efektīvu aktivēšanu ar ultraskaņu caurplūdes režīmā.
Lai uzlabotu sēklu dīgšanu ar ultraskaņas palīdzību, ir nepieciešamas precīzi vadāmas un regulējamas ultraskaņas sistēmas. Tā kā ultraskaņas viļņus izmanto augu šūnu fizioloģiskās aktivitātes stimulēšanai, ultraskaņas apstrādes intensitāte ir jāpielāgo konkrētajam sēklu veidam un šķirnei. Hielscher ultraskaņas sistēmām var iestatīt nelielas amplitūdas, nodrošinot kavitāciju un/vai svārstības, kas nepieciešamas sēklu aktivēšanai, lai panāktu optimālu dīgšanu un augšanas sparu. Sēklas var apstrādāt gan pa partijām, gan nepārtrauktas plūsmas režīmā. Plašais piederumu klāsts ļauj viegli integrēt ultraskaņas iekārtas esošajās telpās.
Hielscher ultraskaņas sistēmas palielina dīgstu labas attīstības potenciālu pēc sējas.

Literatūra/atsauces

• Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Ultraskaņas viļņu izmantošana kā aktivēšanas metode miežu sēklu dīgšanas paātrināšanai un uzlabošanai: metodes optimizācija, izmantojot Taguči pieeju. Journal of The Institute for Brewing, 114. sēj., 1. nr., 2008. 14–21.
• Godlewska, K.; Biesiada, A.; Michalak, I.; Pacyga, P. (2020): Ar ultraskaņas palīdzību iegūtu augu ekstraktu ietekme uz kontrolētos apstākļos audzētiem balto galviņkāpostu (Brassica Oleracea L. Var. Capitata L.) dīgstiem. Sustainability 2020, 12, 1871.
• Ranjbari, A. & Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Iepriekšējas apstrādes ar ultraskaņu ietekme uz aunazirņu (Cicer arietinum) ūdens uzsūkšanas īpašībām. Latin American applied research 43, 2013. 153–159.
• Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Ultraskaņas viļņu ietekme uz sēklām: īss pārskats. Agri Res & Tech Volume 6 Issue 3 – April 2017.