Ultrasone priming en kiemkracht
- Ultrasoon voorstrijken van zaden is een nuttige techniek om zaden vóór het zaaien te voorzien van water en voedingsstoffen en de kieming te stimuleren.
- Sonificatie is een efficiënte techniek voor het doorbreken van zaadrust en het verbeteren van de kiemkracht.
- Hielscher ultrasone apparatuur kan nauwkeurig worden geregeld voor een betrouwbaar resultaat van het ontkiemen en voorbewerken van het zaad.
Ultrasone zaadvoorbereiding, ontkieming en kieming
Ultrasoon zaadpriming is de behandeling van zaden met ultrasone golven van ongeveer 20 kHz in water of andere geschikte voedingsoplossingen om hun kieming en vroege groei te bevorderen. Een snelle kieming en opkomst van zaailingen zijn kritieke factoren voor een succesvolle vestiging van planten en gewassen. Ontworming en stimulering van de kieming zijn belangrijk voor de proliferatie en vroege productie van plantenzaailingen. Ultrasoonbehandeling van zaden in water, voedingsoplossing of een osmoticum verbetert de kiemkracht en -snelheid en laat een hoger kiempercentage zien dan onbehandelde zaden.
Sonicated linzen (40Ws/g met linzen) (40Ws/g w/ UP200St) in vergelijking met niet-gespeende linzen: De sonische linzen vertonen een hoger edelsteengehalte en langere scheuten.
Voordelen van ultrasone zaadvoorbereiding
Intens ultrageluid van ongeveer 20 kHz heeft een aanzienlijke invloed op de zaadhuid en op de massaoverdracht en intracellulaire processen. Hieronder vindt u details over de belangrijkste effecten van sonicatie op zaden en de daarmee samenhangende voordelen.
- Verhoogde kiemkracht: Ultrasoon zaadpriming kan de kiemkracht van zaden verbeteren door de zaadslapte af te breken, de wateropname te verhogen en enzymen te activeren die de zaadgroei bevorderen. Omdat sonicatie enzymen in het zaad kan activeren die verantwoordelijk zijn voor het afbreken van opgeslagen voedingsstoffen en het initiëren van ontkieming.
- Het verhogen van de wateropname: Sonicatie kan de zaadhuid en celwanden perforeren, zodat het zaad vervolgens zijn waterdoorlaatbaarheid kan vergroten en de opname van water en voedingsstoffen kan verbeteren. Dit geeft geprimede zaden een voordeel, vooral in droge of voedselarme grond.
- Versnelde opkomst van zaailingen: Ultrasone behandeling voor zaadvoorbereiding kan de tijd verkorten die zaailingen nodig hebben om uit de grond te komen, wat bijzonder gunstig kan zijn in situaties waarin een snelle vestiging van gewassen gewenst is. Door de zaadhuid af te breken en de waterdoorlaatbaarheid te verbeteren, waardoor het opzwellen en ontkiemen van zaden wordt bevorderd, kan ultrageluid de zaadslapte onderbreken.
- Verbeterde groei van zaailingen: Ultrasoon zaad voorstrijken kan de groei van zaailingen stimuleren door de ontwikkeling van wortels, stengels en bladeren te bevorderen. Dit kan resulteren in sterkere, gezondere planten met een betere opbrengst.
- Verbeterde tolerantie van zaailingen tegen stress: Ultrasoon zaadpriming verhoogt het vermogen van zaailingen om bestand te zijn tegen milieustressoren zoals droogte, zoutgehalte en hoge temperaturen.
- Minder sterfte van zaailingen: Ultrasoon zaadprimeren kan de sterfte van zaailingen verminderen door een uniforme kieming en vroege groei te bevorderen, wat kan helpen om het verlies van zaailingen door ongelijkmatige opkomst of slechte groei te voorkomen.
Door deze positieve effecten verbetert het ultrasoon geïnduceerde voorkiemen en ontkiemen van zaden de kwaliteit en kwantiteit van de gewassen, wat leidt tot een succesvollere kieming, lagere productiekosten en een duurzamere landbouw.
Ultrasone apparaten zoals de industriële UIP6000hdT worden gebruikt voor inline ultrasoon zaadpriming, waaronder hydro-priming, osmo-priming en halo-priming.
- uniforme en snelle ontkieming
- hogere zaadkracht-index
- langere wortels en scheuten
- verhoogde alfa-amylase activiteit
- hogere weerstand
- verhoogde hydratatie
- nutriëntenverrijking
- verkorting van de tijd tussen het zaaien en het opkomen van de zaailingen
Scannende elektronenmicroscopie (SEM) van Arabidopsis-zaden.
a-c Zaad dat gedurende 30 seconden bij 24°C wordt blootgesteld aan geluidssignalen.
d, e droog zaad, f, g zaad in water geplaatst gedurende 4 dagen bij 4°C,
h, i, ontkiemde zaden.
Beelden en studie: ©Lopez-Ribera et al. 2017.
Ultrasone Priming
Priming van zaden in osmotica zoals mannitol, polyethyleenglycol (osmopriming), zoutoplossingen (bijv. CaCl2, NaCl of CaSO....4) (halopriming) en in water (hydropriming) kan gemakkelijk worden verbeterd door de toepassing van ultrasone golven. Ultrasoon geïnduceerde versnippering van de schil, perforatie en vergroting van de poriegrootte van zaden leiden tot een hogere water- en nutriëntenretentiecapaciteit in zaden en korrels, wat resulteert in een betere hydratatie. Sonicatie verbetert de massaoverdracht tussen het zaad en de omringende oplossing, waardoor een verhoogde opname van de oplossing (d.w.z. water, voedingsstoffen enz.) in het zaad wordt bereikt. Ultrasoon ondersteund primen is een economische, eenvoudige en veilige techniek om de osmotische aanpassingscapaciteit van zaden te verhogen en de ontkieming van zaden, de vestiging van zaailingen en de productie van gewassen onder gestresste omstandigheden te verbeteren.
Bovendien veroorzaakt ultrasone behandeling modificatie van het endosperm, zoals afbraak van zetmeel door sonicatie, waardoor de snelheid van de enzym-gekatalyseerde hydrolysereacties binnen de zaden toeneemt. Een verhoogde enzymactiviteit en hydrolyse versnelt de kieming en de groei van het embryo als gevolg van de ultrasone behandeling.
Lees hier meer over ultrasone priming!
Ultrasone apparaten voor zaadvoorbereiding en -ontkieming
Hielscher Ultrasonics levert ultrasone apparatuur voor verbeterde zaadpriming, waaronder hydro-priming, osmo-priming en halo-priming. Compacte ultrasone apparaten voor R+D en laboratoriumwerk maken het mogelijk de optimale ultrasone procesparameters te testen en vast te stellen, terwijl ultrasone apparatuur van industriële kwaliteit wordt toegepast bij de grootschalige behandeling van commercieel verhandelde zaden in een handige en zeer efficiënte flow-through ultrasone voorstrijkbehandeling.
Om de kieming van zaad door middel van sonicatie te verbeteren, zijn nauwkeurig regelbare en instelbare ultrasone systemen nodig. Aangezien ultrasone golven worden gebruikt om fysiologische activiteiten van vegetale cellen te stimuleren, moet de intensiteit van de sonicatie worden aangepast aan het specifieke type zaad en cultivar. Hielscher ultrasone systemen kunnen worden ingesteld op milde amplitudes die de cavitatie en/of oscillatie leveren die nodig zijn om zaden voor te bereiden op optimale ontkieming en groeikracht. Zaadbehandeling kan zowel in batch als in continue modus worden toegepast. Het brede spectrum aan accessoires maakt een eenvoudige integratie van ultrasoon geluid in bestaande gebouwen mogelijk.
Hielscher ultrasone systemen verhogen het potentieel voor hoge zaairesultaten na het zaaien.
ultrasonicator UP400St voor het zaaien in kleinere partijen bij R&D stadium. Ultrasone behandeling leidt tot snellere kieming, een hoger voedingsprofiel en een betere groeikracht van de zaailingen.
| batch Volume | Stroomsnelheid | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml / min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150L | 3 tot 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 tot 100 l / min | UIP16000 |
| na | grotere | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag ons!
Literatuur / Referenties
- Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Toepassing van ultrasone golven als een primingtechniek voor het versnellen en verbeteren van de ontkieming van gerstzaad: optimalisatie van de methode door de Taguchi-benadering. Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
- Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Effecten van ultrasone behandeling op het ontkiemen van synthetische zonnebloempitten. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering Vol:7, No:1, 2013.
- Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Invloeden van ultrasone golven op zaden: Een Mini-Review. Agri Res & Technisch deel 6, uitgave 3 – April 2017.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
Ontkieming
Zaadkieming beschrijft de ontwikkeling en groei van een plant uit een zaadje. Het ontkiemingsproces resulteert in de vorming van een zaailing, waarbij zowel metabole processen als de opkomst van kiemwortels en pruimels een rol spelen. Een volledig ontwikkeld zaadje bevat een embryo en voedingsstoffen, ingesloten in een zaadhuid. Onder de juiste omstandigheden begint het zaad te ontkiemen en de embryonale weefsels blijven groeien en ontwikkelen zich tot een zaailing. De belangrijkste factoren voor het ontkiemen van zaden zijn water, zuurstof, temperatuur en licht.
Voorafgaande aan de zaaibehandeling
Zaadversterking is de technische term die de nuttige behandelingen beschrijft die worden toegepast op zaden na de oogst, maar vóór het zaaien om de kiemkracht en de groei van de zaailingen te verbeteren. Er zijn verschillende methoden gebruikt voor het voorzaaien van het zaad om de kiemkracht en uniformiteit van de zaailingen te verhogen. Voor het zaaien worden onder meer mechanische behandelingen (bv. ultrasoon, stampen, wrijven, verticuteren), behandeling met heet of kokend water, droge warmtebehandeling, chemische behandeling (bv. gibberellinezuur/gibberelline, zwavelzuur) of elektrische behandeling toegepast. Deze behandelingen van de zaden worden toegepast met het doel om de kracht van de zaden te verbeteren. Zaadkracht is de kwaliteitsbeoordeling van potentiële zaadkieming, veldopkomst en zaadopslagcapaciteit onder andere omstandigheden dan de standaard kiemkracht. De zaadkracht wordt gemeten door middel van zaadkrachttesten.
Endosperm Modificatie
Het endosperm is een weefsel dat na de bevruchting in de zaden van de meeste bloeiende planten wordt geproduceerd. Het omringt het embryo en levert voeding in de vorm van zetmeel, maar het kan ook oliën en eiwitten bevatten. Het endosperm kan enzymatisch worden gemodificeerd, wat een belangrijke stap is tijdens mouten van gerst. Tijdens het mouten worden de enzymen bèta-glucanen en de endoproteasen meestal gebruikt om het zetmeelrijke endosperm van nauwelijks te wijzigen.
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.
Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.