Ultradźwiękowe zalewanie i kiełkowanie
- Ultradźwiękowe gruntowanie nasion jest przydatną techniką przedsiewną, która uzupełnia nasiona wodą i składnikami odżywczymi oraz stymuluje kiełkowanie.
- Sonikacja jest skuteczną techniką przełamywania spoczynku nasion i poprawy właściwości kiełkowania.
- Sprzęt ultradźwiękowy Hielscher może być precyzyjnie kontrolowany w celu uzyskania wiarygodnych wyników kiełkowania i gruntowania nasion.
Ultradźwiękowe gruntowanie, kiełkowanie i kiełkowanie 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 zwiększenia ich kiełkowania i wczesnego wzrostu. Szybkie kiełkowanie i wschody sadzonek są krytycznymi czynnikami dla pomyślnego ustanowienia roślin i upraw. Przerwanie spoczynku i stymulacja kiełkowania są ważne dla proliferacji i wczesnej produkcji sadzonek roślin. Ultradźwięki nasion w wodzie, roztworze odżywczym lub osmoticum poprawiają szybkość kiełkowania i szybkość oraz wykazują wyższy procent kiełkowania niż nasiona nieleczone.

Soczewica sonikowana (40Ws/g w/ UP200St) w porównaniu z soczewicą nie poddaną sonikacji: Soczewica sonikowana wykazuje wyższy wskaźnik geminacji i dłuższe pędy.
Zalety ultradźwiękowego gruntowania nasion
Intensywne ultradźwięki o częstotliwości ok. 20 kHz wykazują znaczący wpływ na okrywę nasienną, a także na przenoszenie masy i procesy wewnątrzkomórkowe. Poniżej znajdują się szczegółowe informacje na temat głównych efektów sonikacji nasion i związanych z nimi korzyści.
- Zwiększona szybkość kiełkowania: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion może poprawić szybkość kiełkowania nasion poprzez przełamanie spoczynku nasion, zwiększenie poboru wody i aktywację enzymów, które promują 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 spowodować perforację okrywy nasiennej i ścian komórkowych, dzięki czemu nasiona mogą zwiększyć swoją przepuszczalność dla wody i poprawić wchłanianie wody i składników odżywczych. Daje to zagruntowanym nasionom przewagę, szczególnie w suchej lub ubogiej w składniki odżywcze glebie.
- Przyspieszone wschody sadzonek: Zabiegi ultradźwiękowe do gruntowania nasion mogą skrócić czas potrzebny do pojawienia się sadzonek z gleby, co może być szczególnie korzystne w sytuacjach, w których pożądane jest szybkie założenie upraw. Rozbijając okrywę nasienną i poprawiając przepuszczalność wody, promując pęcznienie i kiełkowanie nasion, ultradźwięki mogą przerwać spoczynek nasion.
- Zwiększony wzrost sadzonek: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion może stymulować wzrost sadzonek poprzez promowanie rozwoju korzeni, łodyg i liści. Może to skutkować silniejszymi, zdrowszymi roślinami i lepszymi plonami.
- Zwiększona tolerancja sadzonek na stres: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion zwiększa zdolność sadzonek do wytrzymywania stresorów środowiskowych, takich jak susza, zasolenie i wysokie temperatury.
- Zmniejszona śmiertelność sadzonek: Ultradźwiękowe gruntowanie nasion może zmniejszyć śmiertelność sadzonek poprzez promowanie równomiernego kiełkowania i wczesnego wzrostu, co może pomóc w zapobieganiu utracie sadzonek z powodu nierównomiernego wschodu lub słabego wzrostu.
Ze względu na te pozytywne efekty, ultradźwiękowo indukowane gruntowanie i kiełkowanie nasion poprawia jakość i ilość upraw, prowadząc do bardziej udanego kiełkowania, zmniejszając koszty produkcji i zwiększając zrównoważony rozwój w rolnictwie.

Ultradźwięki, takie jak przemysłowy UIP6000hdT są używane do ultradźwiękowego zalewania nasion, w tym do zalewania wodnego, osmo-zalewania i halo-zalewania.
- równomierne i szybkie kiełkowanie
- wyższy wskaźnik wigoru nasion
- dłuższe korzenie i pędy
- zwiększona aktywność α-amylazy
- wyższa odporność
- zwiększone nawodnienie
- wzbogacanie składników odżywczych
- skrócony czas między siewem a wschodami siewek

Zdjęcia nasion Arabidopsis wykonane metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM).
a-c Nasiona poddane sonikacji w temperaturze 24°C przez 30 sekund.
d, e suche nasiona, f, g nasiona umieszczone w wodzie przez 4 dni w temperaturze 4°C,
h, i, kiełkujące nasiona.
Zdjęcia i opracowanie: ©Lopez-Ribera et al. 2017
zalewanie ultradźwiękowe
Gruntowanie nasion w roztworach osmotycznych takich jak mannitol, glikol polietylenowy (osmopriming), roztwory soli (np. CaCl2NaCl lub CaSO4) (halopriming) i w wodzie (hydropriming) można łatwo poprawić poprzez zastosowanie fal ultradźwiękowych. Indukowana ultradźwiękami fragmentacja skorupy, perforacja i powiększenie wielkości porów nasion prowadzą do większej zdolności zatrzymywania wody i składników odżywczych w nasionach i ziarnach, co skutkuje lepszym nawodnieniem. Sonikacja poprawia transfer masy między nasionami a otaczającym je roztworem, co skutkuje zwiększonym wchłanianiem roztworu (tj. wody, składników odżywczych itp.) do nasion. Ultradźwiękowo wspomagane gruntowanie jest ekonomiczną, prostą i bezpieczną techniką zwiększania zdolności nasion do regulacji osmotycznej i zwiększania kiełkowania nasion, sadzonek i produkcji roślinnej w stresujących warunkach.
Ponadto ultradźwięki powodują modyfikację bielma, taką jak degradacja skrobi przez sonikację, co zwiększa szybkość reakcji hydrolizy katalizowanej enzymatycznie w nasionach. Zwiększona aktywność enzymów i hydroliza przyspiesza kiełkowanie i wzrost zarodków w wyniku obróbki ultradźwiękowej.
Przeczytaj więcej o gruntowaniu ultradźwiękowym tutaj!
Find out how sonication improves the production of rolled turf!
Ultradźwięki do zalewania i kiełkowania nasion
Hielscher Ultrasonics supplies ultrasonic equipment for improved seed priming including hydro-priming, osmo-priming, and halo-priming. Compact ultrasonicators for R+D and lab work allow for testing and establishing the optimum ultrasonic process parameters, whilst industrial-grade ultrasonic equipment is implemented in the large-scale treatment of commercially traded seeds in a convenient and highly efficient flow-through ultrasonic priming treatment.
Aby poprawić kiełkowanie nasion za pomocą sonikacji, wymagane są precyzyjnie kontrolowane i regulowane systemy ultradźwiękowe. Ponieważ fale ultradźwiękowe są wykorzystywane do stymulowania aktywności fizjologicznej komórek roślinnych, intensywność sonikacji musi być dostosowana do konkretnego rodzaju nasion i odmiany. Systemy ultradźwiękowe Hielscher można ustawić na łagodne amplitudy dostarczające kawitację i? lub oscylację wymaganą do przygotowania nasion do optymalnego kiełkowania i wigoru. Obróbka nasion może być stosowana w trybie wsadowym, jak również w trybie ciągłego przepływu. Szerokie spektrum akcesoriów pozwala na łatwą integrację ultradźwięków z istniejącymi obiektami.
Systemy ultradźwiękowe Hielscher zwiększają potencjał wysokiej wydajności siewu po wysiewie.

Ultrasonicator UP400St do zalewania nasion w mniejszych partiach przy R&Etap D. Obróbka ultradźwiękowa powoduje szybsze kiełkowanie, wyższy profil składników odżywczych i lepszy wigor sadzonek.
Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
---|---|---|
1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
15 do 150 l | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami!? Zapytaj nas!
Literatura/Referencje
- Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Zastosowanie fal ultradźwiękowych jako techniki gruntowania w celu przyspieszenia i zwiększenia kiełkowania nasion jęczmienia: Optymalizacja metody metodą Taguchi. Journal of The Institute for Brewing Vol. 114, Issue1, 2008. 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.
- Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Impacts of Ultrasonic Waves on Seeds: A Mini-Review. Agri Res & Tech Tom 6 Wydanie 3 – Kwiecień 2017 r.
Fakty, które warto znać
kiełkowanie
Kiełkowanie nasion opisuje rozwój i wzrost rośliny z nasion. Proces kiełkowania prowadzi do powstania siewki, co wiąże się z procesami metabolicznymi, a także pojawieniem się korzonka i plamki. W pełni rozwinięte nasiono zawiera zarodek i składniki odżywcze zamknięte w okrywie nasiennej. W odpowiednich warunkach nasiona zaczynają kiełkować, a tkanki zarodkowe kontynuują wzrost, rozwijając się w kierunku siewki. Najważniejszymi czynnikami dla kiełkowania nasion są woda, tlen, temperatura i światło.
obróbka przedsiewna
Ożywianie nasion to termin techniczny opisujący korzystne zabiegi stosowane na nasionach po zbiorach, ale przed siewem w celu poprawy kiełkowania i wzrostu siewek. W celu zwiększenia zdolności kiełkowania i równomiernego wzrostu siewek zastosowano różne metody obróbki przedsiewnej nasion. Zabiegi przedsiewne obejmują obróbkę mechaniczną (np. ultradźwięki, ubijanie, tarcie, spulchnianie), obróbkę gorącą lub wrzącą wodą, obróbkę termiczną na sucho, obróbkę chemiczną (np. kwas giberelinowy/giberelina, kwas siarkowy) lub obróbkę elektryczną. Zabiegi te są stosowane w celu poprawy wigoru nasion. Wigor nasion to ocena jakości potencjalnego kiełkowania nasion, wschodów polowych i zdolności przechowywania nasion w warunkach innych niż standardowe kiełkowanie. Wigor nasion jest mierzony za pomocą testów wigoru nasion.
modyfikacja bielma
Bielmo to tkanka wytwarzana wewnątrz nasion większości roślin kwitnących po zapłodnieniu. Otacza ono zarodek i zapewnia pożywienie w postaci skrobi, choć może również zawierać oleje i białka. Bielmo może być modyfikowane enzymatycznie, co jest ważnym etapem w procesie produkcji. słodowanie jęczmienia. Podczas słodowania enzymy beta glukany i endoproteazy są najczęściej wykorzystywane do modyfikacji bielma skrobiowego.

Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.