Versnelde ontkieming van graszaad voor de productie van rolgras
De productie van rolgras is een uitdaging. Snelle kieming, dicht gras en korte teeltcycli zijn essentieel voor een efficiënte omzet en winstgevendheid. Sonificatie is een zeer effectieve techniek om de teelt van gras te stimuleren. Gecontroleerde blootstelling aan ultrasoon geluid met een hoge intensiteit en lage frequentie vergemakkelijkt de opname van voedingsstoffen, kieming, ontkieming en groei van gazons en rolzoden.
Ultrasoon gestimuleerde ontkieming van zaden
Door gecontroleerde sonicatie ontstaan er minuscule scheurtjes en gaatjes in de zaadhuid (de zogenaamde testa), wat leidt tot een versnelde wateropname. De verhoogde wateropname verbetert de levensvatbaarheid van het zaad door metabolische enzymen te activeren. Wanneer de gesoniseerde zaden worden verrijkt met meststoffen, worden ze niet alleen geweekt, maar ook gevoed met essentiële voedingsstoffen voor een snelle en robuuste groei van gras en gewassen.
Hielscher sonicators zorgen voor een nauwkeurig gecontroleerde blootstelling van zaad aan de optimale intensiteit van ultrageluid. De doorstroombehandeling maakt een efficiënte en reproduceerbare sonicatie mogelijk, waardoor reproduceerbare effecten voor een consistente kwaliteit worden gegarandeerd.

Industriële sonicator UIP2000hdT voor het inline primen van zaden om de kiemkracht te verbeteren.

Schematische samenvatting van de ultrasone effecten op zaden en de werkingsmechanismen.
Studie en schema: ©Nogueira et al., 2023
Sonificatie en de effecten op graszaadontkieming
Onderzoek en opschalingsstudies hebben de doeltreffendheid aangetoond van ultrasone trillingen bij het bevorderen van de zaadkieming bij verschillende soorten, waaronder grassoorten van de Poaceae-familie zoals Lolium perenne (overblijvend raaigras) en Festuca arundinacea (lang zwenkgras), peulvruchten en andere gewassen.
Belangrijkste mechanismen van ultrasoon gestimuleerde kieming:
- Modificatie van de zaadhuid: Sonicatie van korte duur verhoogt de doorlaatbaarheid van de zaadhuid (testa), waardoor water en zuurstof efficiënter kunnen worden opgenomen. Beide zijn essentieel voor het starten van metabolische activiteit en ontkieming.
- Stimulatie van enzymatische activiteit: Sonificatie blijkt enzymen zoals α-amylase te stimuleren, waardoor de zetmeelreserves in het endosperm sneller worden gemobiliseerd.
- Verstoring van de rustperiode: Vooral relevant voor harde of half slapende zaadvariëteiten, helpt gecontroleerde sonicatie om de fysieke dormantie te overwinnen door de buitenste lagen micro te breken, waardoor mechanische barrières voor het uittreden van de radicula worden verwijderd.
Sonicatie met lage intensiteit bij een ultrasone frequentie van 20 kHz verbetert de kiemkracht en vroege wortelontwikkeling in graangewassen en voedergrassen aanzienlijk. Deze resultaten kunnen worden toegepast in het zaailingstadium onder hydrocultuur- en bodemcondities.

Ultrasone flowcel met koelmantel bij de industriële 6000 watt sonicator UIP6000hdT voor verwerking op grote schaal onder nauwkeurig gecontroleerde omstandigheden.
Ultrasone apparaten met hoge prestaties
Hielscher Ultrasonics ontwikkelt en produceert sonicators van het probe-type die bekend staan om hun ultrasone prestaties, precisie, robuustheid en schaalbaarheid. Hielscher sonicators werken met nauwkeurig afstembare ultrasone intensiteiten en genereren trillingen en cavitatie die de massaoverdracht en celpermeabiliteit bevorderen. In de context van zaadontkieming worden Hielscher sonicators gebruikt om zaden te ontkiemen door de zaadhuid te verstoren of enzymatische activiteit te stimuleren, waardoor slapende zaden worden doorbroken, de wateropname wordt versneld en uniforme kieming wordt bevorderd. Real-time procescontrole, programmeerbare sonicatie-instellingen en temperatuurregeling zijn essentiële functies voor reproduceerbaarheid in biologische toepassingen. Met deze voordelen bieden Hielscher ultrasone apparaten concurrerende vooruitgang in de landbouw en zaadwetenschap.
- hoog rendement
- ultramoderne technologie
- betrouwbaarheid & robuustheid
- instelbare, nauwkeurige procesregeling
- batch & inline
- voor elk volume
- intelligente software
- slimme functies (bijv. programmeerbaar, dataprotocollering, afstandsbediening)
- eenvoudig en veilig te bedienen
- gering onderhoud
- CIP (clean-in-place)
Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany
Hielscher ultrasone machines staan bekend om hun hoge kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze ultrasoonapparatuur in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.
Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
---|---|---|
1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
15 tot 150 liter | 3 tot 15 l/min | UIP6000hdT |
n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000hdT |
n.v.t. | groter | cluster van UIP16000hdT |
Literatuur / Referenties
- 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.
veelgestelde vragen
Wat is zaadvoorbereiding?
Zaadpriming is een gecontroleerde behandeling vóór het ontkiemen waarbij de zaden gedeeltelijk gehydrateerd worden om metabolische processen te activeren zonder het opkomen van de kiemwortels, wat de kiemkracht, uniformiteit en stresstolerantie verbetert.
Wat is het verschil tussen fysisch/mechanisch en chemisch voorstrijken?
Fysieke/mechanische priming maakt gebruik van fysische middelen (bv. temperatuur, magnetische velden, ultrageluid) om de zaadprestaties te verbeteren. Chemische priming maakt gebruik van bioactieve stoffen (bijv. zouten, hormonen of antioxidanten) die biochemische routes moduleren om de stressbestendigheid of kieming te verbeteren.
Wat is Osmo-Priming?
Osmo-priming houdt in dat zaden worden geweekt in osmotische oplossingen (bijvoorbeeld polyethyleenglycol of mannitol) met een laag waterpotentieel, waardoor een gecontroleerde wateropname en metabolische activering mogelijk is onder niet-kiemende omstandigheden.
Wat is Halo-Priming?
Halo-priming gebruikt anorganische zoutoplossingen (meestal NaCl, KNO₃, of CaCl₂) om zaden te behandelen, waardoor de aanpassing aan ionische en osmotische stress wordt bevorderd en de tolerantie voor zoutgehalte en droogte tijdens de vroege groei wordt verbeterd.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.