Ultrasoon voorstrijken en kiemen

• Ultrasoon zaad voorstrijken is een nuttige techniek vóór het zaaien om zaden te voorzien van water en voedingsstoffen en om de ontkieming te stimuleren.
• Sonificatie is een efficiënte techniek om zaadsluimte te doorbreken en de kiemkracht te verbeteren.
• Hielscher ultrasone apparatuur kan nauwkeurig worden geregeld voor een betrouwbaar resultaat bij het ontkiemen en primen van zaden.

Ultrasoon zaad voorkiemen, ontkiemen en kiemen

Ultrasoon primen van zaden verwijst naar een proces waarbij zaden worden behandeld 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. Het doorbreken van de slapeloosheid en het stimuleren 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.

Gezuiverde linzen (40W/g w/ UP200St) in vergelijking met niet-gesoneerde linzen: De gesoneerde linzen vertonen een hogere gemineergraad en langere scheuten.

Voordelen van ultrasoon zaad voorstrijken

Intens ultrageluid van ongeveer 20 kHz heeft een significante invloed op de zaadhuid en op de massaoverdracht en intracellulaire processen. Hieronder vind je meer informatie over de belangrijkste effecten van sonicatie op zaden en de bijbehorende voordelen.

• Verhoogde kiemkracht: Ultrasone zaadbehandeling kan de kiemkracht van zaden verbeteren door de zaadsluimte 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.
• Wateropname verhogen: 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 zaadbehandeling kan de tijd verkorten die nodig is voor zaailingen om uit de grond te komen, wat vooral gunstig kan zijn in situaties waar een snelle vestiging van gewassen gewenst is. Door de zaadhuid af te breken en de waterdoorlaatbaarheid te verbeteren, wat het opzwellen en ontkiemen van zaden bevordert, kan ultrageluid de zaadsluimte 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 zaad voorstrijken verhoogt het vermogen van zaailingen om weerstand te bieden aan omgevingsstressoren zoals droogte, zoutgehalte en hoge temperaturen.
• Verminderde zaailingsterfte: Ultrasoon zaad voorstrijken 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 voorstrijken en ontkiemen van zaden de kwaliteit en kwantiteit van gewassen, wat leidt tot een succesvollere ontkieming, lagere productiekosten en een duurzamere landbouw.

Foto's van rasterelektronenmicroscopie (SEM) van Arabidopsiszaden.a-c Zaad onderworpen aan sonicatie bij 24°C gedurende 30 sec.d, e droog zaad, f, g zaad geplaatst in water gedurende 4 dagen bij 4°C,h, i, ontkiemde zaden.
Afbeeldingen en studie: ©Lopez-Ribera et al. 2017

ultrasoon voorstrijken

Priming van zaden in osmotica zoals mannitol, polyethyleenglycol (osmopriming), zoutoplossingen (bijv. CaCl₂NaCl of CaSO₄) (halopriming) en in water (hydropriming) kan eenvoudig worden verbeterd door de toepassing van ultrasone golven. Ultrasoon geïnduceerde schilfragmentatie, perforatie en vergroting van de poriegrootte van zaden leiden tot een hogere water- en nutriëntenretentiecapaciteit in zaden en korrels, wat resulteert in een verbeterde hydratatie. Sonicatie verbetert de massaoverdracht tussen het zaadje en de omringende oplossing, wat resulteert in een verhoogde opname van de oplossing (d.w.z. water, voedingsstoffen etc.) in het zaadje. Ultrasoon ondersteund primen is een economische, eenvoudige en veilige techniek om het vermogen van zaden om zich osmotisch aan te passen te vergroten 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 zetmeelafbraak door sonicatie, waardoor de snelheid van enzymgekatalyseerde hydrolysereacties binnen de zaden toeneemt. Een verhoogde enzymactiviteit en hydrolyse versnelt de kieming en embryogroei als gevolg van de ultrasone behandeling.
Lees hier meer over ultrasoon primen!
Ontdek hoe sonicatie de productie van opgerolde graszoden verbetert!

Ultrasone apparaten voor zaadvoorbereiding en ontkieming

Hielscher Ultrasonics levert ultrasone apparatuur voor een betere zaadpriming, waaronder hydro-priming, osmo-priming en halo-priming. Compacte ultrasoonapparaten voor R+D en laboratoriumwerk maken het mogelijk om de optimale ultrasone procesparameters te testen en vast te stellen, terwijl ultrasone apparatuur van industriële kwaliteit wordt geïmplementeerd bij de grootschalige behandeling van commercieel verhandelde zaden in een handige en zeer efficiënte ultrasone primingbehandeling door middel van doorstroom.
Om de ontkieming van zaad door middel van sonicatie te verbeteren, zijn nauwkeurig regelbare en instelbare ultrasone systemen nodig. Omdat 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 is 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 installaties mogelijk.
Hielscher ultrasone systemen verhogen het potentieel voor hoge zaairesultaten na het zaaien.

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 kieming van gerstzaad: optimalisatie van de methode door de Taguchi-benadering. Tijdschrift van het Institute for Brewing Vol. 114, Issue 1, 2008. 14-21.
• Godlewska, K.; Biesiada, A.; Michalak, I.; Pacyga, P. (2020): Het effect van botanische extracten verkregen door middel van ultrasone extractie op witte kool (Brassica oleracea L. Var. capitata L.) Zaailingen gekweekt onder gecontroleerde omstandigheden. Duurzaamheid 2020, 12, 1871.
• Ranjbari, A. & Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Effect van ultrasone voorbehandeling op de wateropname-eigenschappen van kikkererwten (Cicer arietinum). Latijns-Amerikaans toegepast onderzoek 43, 2013. 153-159.
• Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Effecten van ultrasone golven op zaden: een mini-overzicht. Agri Res & Tech Deel 6, uitgave 3 – April 2017.