• Ultradźwiękowe gruntowanie nasion jest przydatną techniką przedsiewną, która pozwala uzupełnić nasiona w wodę i składniki odżywcze oraz stymulować kiełkowanie.
• Sonizacja jest skuteczną techniką przełamywania spoczynku nasion i poprawy właściwości kiełkowania.
• Urządzenia ultradźwiękowe firmy Hielscher mogą być precyzyjnie kontrolowane w celu zapewnienia niezawodnego wyniku kiełkowania i gruntowania nasion.

Ultradźwiękowe zalewanie, kiełkowanie i rozsiewanie nasion

Ultradźwiękowe gruntowanie nasion odnosi się do procesu traktowania nasion falami ultradźwiękowymi o częstotliwości ok. 20 kHz w wodzie lub innych odpowiednich roztworach odżywczych w celu poprawy ich kiełkowania i wczesnego wzrostu. Szybkie kiełkowanie i pojawienie się siewek są czynnikami krytycznymi dla pomyślnego zasiedlenia roślin i upraw. Przerwanie spoczynku i stymulacja kiełkowania są ważne dla rozmnażania i wczesnej produkcji sadzonek roślin. Ultradźwiękowe traktowanie nasion w wodzie, roztworze odżywczym lub osmoticum poprawia szybkość i tempo kiełkowania oraz wykazuje wyższy procent kiełkowania niż nasiona nietraktowane.

 
 

Zalety ultradźwiękowego zalewania nasion

Intensywne ultradźwięki o częstotliwości ok. 20kHz wykazują znaczący wpływ na okrywę nasienną, jak również na transfer masy i procesy wewnątrzkomórkowe. Poniżej można znaleźć szczegóły dotyczące głównych efektów sonikacji na nasiona i związanych z nimi korzyści.

• Zwiększona szybkość kiełkowania: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion może poprawić szybkość kiełkowania nasion poprzez przerwanie ich spoczynku, zwiększenie poboru wody i aktywację enzymów, które wspierają wzrost nasion. Ponieważ sonikacja może aktywować enzymy w nasionach, które są odpowiedzialne za rozkładanie przechowywanych składników odżywczych i inicjowanie kiełkowania.
• Zwiększenie poboru wody: Sonikacja może perforować płaszcz nasienny i ściany komórkowe, dzięki czemu nasiona mogą następnie zwiększyć swoją przepuszczalność dla wody i poprawić pobieranie wody i składników odżywczych. To daje zalążkom nasion przewagę, zwłaszcza na glebie suchej lub ubogiej w składniki odżywcze.
• Przyspieszone wschody siewek: Zabiegi ultradźwiękowe do gruntowania nasion mogą skrócić czas potrzebny na wyłonienie się siewek z gleby, co może być szczególnie korzystne w sytuacjach, gdy pożądane jest szybkie założenie upraw. Poprzez rozbicie powłoki nasiennej i poprawę przepuszczalności wody, sprzyjając pęcznieniu i kiełkowaniu nasion, ultradźwięki mogą przerwać stan spoczynku nasion.
• Wzmocniony wzrost siewek: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion może stymulować wzrost siewek poprzez wspieranie rozwoju korzeni, łodyg i liści. Może to skutkować silniejszymi, zdrowszymi roślinami o lepszych plonach.
• Poprawa tolerancji siewek na stres: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion zwiększa zdolność siewek do wytrzymywania stresów środowiskowych, takich jak susza, zasolenie i wysokie temperatury.
• Zmniejszona śmiertelność siewek: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion może zmniejszyć śmiertelność siewek poprzez promowanie jednolitego kiełkowania i wczesnego wzrostu, co może pomóc w zapobieganiu utracie siewek z powodu nierównych wschodów lub słabego wzrostu.

Ze względu na te pozytywne efekty, ultradźwiękowe gruntowanie i kiełkowanie nasion poprawia jakość i ilość upraw, prowadząc do bardziej udanego kiełkowania, zmniejszenia kosztów produkcji i zwiększenia zrównoważonego rozwoju w rolnictwie.

Gruntowanie ultradźwiękowe

Gruntowanie nasion w osmotica, takich jak mannitol, glikol polietylenowy (osmopriming), roztwory soli (np. CaCl₂NaCl lub CaSO₄) (halopriming) i w wodzie (hydropriming) można łatwo poprawić poprzez zastosowanie fal ultradźwiękowych. Wywołana ultradźwiękami fragmentacja łupiny, perforacja i zwiększenie wielkości porów nasion prowadzi do zwiększenia zdolności zatrzymywania wody i składników odżywczych w nasionach i ziarnach, co skutkuje lepszym uwodnieniem. Sonikacja poprawia transfer masy pomiędzy nasionami a otaczającym je roztworem, co skutkuje zwiększonym poborem roztworu (tj. wody, składników odżywczych itp.) do nasion. Ultradźwiękowo wspomagane gruntowanie jest ekonomiczną, prostą i bezpieczną techniką zwiększającą zdolność nasion do regulacji osmotycznej i poprawiającą kiełkowanie nasion, zawiązywanie się siewek i produkcję roślinną w warunkach stresowych.
Ponadto ultradźwięki powodują modyfikację bielma, np. degradację skrobi przez sonikację, co zwiększa szybkość reakcji hydrolizy katalizowanej enzymami w obrębie nasion. Zwiększona aktywność enzymów i hydroliza przyspiesza kiełkowanie i wzrost zarodków w wyniku działania ultradźwięków.
Więcej informacji na temat gruntowania ultradźwiękowego można znaleźć tutaj!

Ultradźwięki do przygotowania i kiełkowania nasion

Hielscher Ultrasonics dostarcza urządzenia ultradźwiękowe do ulepszonego gruntowania nasion, w tym hydro-primingu, osmo-primingu i halo-primingu. Kompaktowe ultradźwiękowe urządzenia do prac badawczo-rozwojowych i laboratoryjnych umożliwiają testowanie i ustalanie optymalnych parametrów procesu ultradźwiękowego, podczas gdy urządzenia ultradźwiękowe klasy przemysłowej są wdrażane w obróbce na dużą skalę nasion znajdujących się w obrocie handlowym w wygodnej i wysoce wydajnej przepływowej obróbce ultradźwiękowej.
W celu poprawy kiełkowania nasion za pomocą sonikacji wymagane są precyzyjnie sterowane i regulowane systemy ultradźwiękowe. Ponieważ fale ultradźwiękowe są wykorzystywane do stymulowania fizjologicznych czynności komórek wegetatywnych, intensywność sonikacji musi być dostosowana do konkretnego typu nasion i odmiany. Systemy ultradźwiękowe firmy Hielscher mogą być ustawione na łagodne amplitudy zapewniające kawitację i/lub oscylację wymaganą do przygotowania nasion do optymalnego kiełkowania i wigoru. Obróbka nasion może odbywać się zarówno w trybie wsadowym, jak i ciągłym. Szeroka gama akcesoriów pozwala na łatwą integrację ultradźwięków w istniejących pomieszczeniach.
Systemy ultradźwiękowe Hielscher zwiększają potencjał wysokiej wydajności siewek po siewie.

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

---

---

Literatura / Referencje

• Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Zastosowanie fal ultradźwiękowych jako techniki gruntowania w celu przyspieszenia i poprawy kiełkowania nasion jęczmienia: optymalizacja metody przy zastosowaniu podejścia Taguchi. Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
• Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Wpływ zabiegu ultradźwiękowego na kiełkowanie syntetycznych nasion słonecznika. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering Vol:7, No:1, 2013.
• Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Wpływ fal ultradźwiękowych na nasiona: Mini-Review. Agri Res & Tom techniczny, tom 6, wyd. 3. – Kwiecień 2017.