Ускорение прорастания семян трав для производства рулонного газона
Производство рулонного газона – сложная задача. Быстрое прорастание, густой травостой и короткие циклы выращивания необходимы для эффективного оборота продукции и рентабельности. Обработка ультразвуком – высокоэффективный метод интенсификации выращивания газонных трав. Контролируемое воздействие высокоинтенсивного низкочастотного ультразвука способствует усвоению питательных веществ, прорастанию семян, появлению всходов и росту травы на газонах и при выращивании рулонного газона.
Стимуляция прорастания семян ультразвуком
Контролируемая обработка ультразвуком создаёт мельчайшие трещины и отверстия в семенной оболочке (так называемой тесте), что приводит к ускоренному поглощению воды. Усиленное поглощение воды повышает жизнеспособность семян за счёт активации ферментов обмена веществ. При обогащении удобрением семена, обработанные ультразвуком, не только замачиваются, но и получают необходимые питательные вещества для быстрого и активного роста трав и сельскохозяйственных культур.
Ультразвуковые аппараты Hielscher позволяют с высокой точностью контролировать воздействие ультразвука оптимальной интенсивности на семена. Обработка в проточном режиме обеспечивает эффективную и воспроизводимую обработку ультразвуком с воспроизводимыми эффектами для стабильного качества.
Промышленный ультразвуковой аппарат UIP2000hdT для прайминга семян в потоке с целью улучшения показателей прорастания.
Схематическое обобщение воздействия ультразвука на семена и механизмов его действия.
Исследование и схема: ©Nogueira et al., 2023
Обработка ультразвуком и её влияние на прорастание семян трав
Исследования и работы по масштабированию продемонстрировали эффективность обработки ультразвуком для стимуляции прорастания семян различных видов, включая травы семейства Poaceae, такие как Lolium perenne (райграс многолетний) и Festuca arundinacea (овсяница тростниковая), зернобобовые и другие сельскохозяйственные культуры.
Основные механизмы стимуляции прорастания ультразвуком:
- Изменение семенной оболочки: Кратковременная обработка ультразвуком повышает проницаемость семенной оболочки (тесты), обеспечивая более эффективное поглощение воды и кислорода. И вода, и кислород необходимы для запуска метаболической активности и появления всходов.
- Стимуляция ферментативной активности: Показано, что обработка ультразвуком повышает активность таких ферментов, как α-амилаза, ускоряя мобилизацию запасов крахмала в эндосперме.
- Прерывание состояния покоя: Контролируемая обработка ультразвуком, особенно актуальная для разновидностей с твёрдыми семенами или семенами в состоянии частичного покоя, помогает преодолеть физический покой за счёт образования микротрещин во внешних слоях, устраняя механические препятствия для выхода зародышевого корешка.
Низкоинтенсивная обработка ультразвуком с частотой 20 kHz значительно повышает показатели прорастания и улучшает раннее развитие корней у зерновых и кормовых злаков. Эти результаты могут быть применены на стадии проростков в гидропонных и почвенных условиях.
Более длительная обработка ультразвуком улучшает прорастание гибридов Calanthe. Чем дольше длилась обработка ультразвуком, тем быстрее появлялись всходы. Это указывает на положительное влияние обработки ультразвуком на прорастание семян.
(исследование и изображение: ©Shin et al. 2011)
Ультразвуковая проточная ячейка с охлаждающей рубашкой промышленного ультразвукового аппарата UIP6000hdT мощностью 6000 ватт для крупномасштабной обработки в точно контролируемых условиях.
Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты
Hielscher Ultrasonics разрабатывает и производит ультразвуковые аппараты зондового типа, известные своей эффективностью ультразвукового воздействия, точностью, прочностью и масштабируемостью. Ультразвуковые аппараты Hielscher работают с точно регулируемой интенсивностью ультразвука, создавая колебания и кавитацию, которые способствуют массопереносу и повышению проницаемости клеток. Для прорастания семян ультразвуковые аппараты Hielscher применяют при прайминге семян, разрушая семенную оболочку или стимулируя ферментативную активность, тем самым прерывая состояние покоя, ускоряя поглощение воды и способствуя равномерному появлению всходов. Управление процессом в реальном времени, программируемые настройки обработки ультразвуком и контроль температуры – важнейшие функции для обеспечения воспроизводимости в биологических применениях. Благодаря этим преимуществам ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают конкурентные преимущества в сельском хозяйстве и науке о семенах.
- высокая эффективность
- самые современные технологии
- надёжность и прочность
- регулируемое, точное управление процессом
- периодическая обработка и обработка в потоке
- для любого объёма
- интеллектуальное программное обеспечение
- интеллектуальные функции (например, программирование, протоколирование данных, дистанционное управление)
- простота и безопасность эксплуатации
- минимальное техническое обслуживание
- CIP (безразборная мойка)
Проектирование, производство и консультирование – качество из Германии
Ультразвуковые аппараты Hielscher известны высочайшими стандартами качества и проектирования. Прочность и простота эксплуатации позволяют без затруднений интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные установки. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с тяжёлыми условиями и требовательной производственной средой.
Hielscher Ultrasonics – компания, сертифицированная по ISO, которая уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, сочетающим самые современные технологии и удобство использования. Разумеется, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют нормам CE и требованиям UL, CSA и RoHs.
В таблице ниже приведены ориентировочные значения производительности наших ультразвуковых аппаратов:
| Объём партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500mL | от 10 до 200mL/min | UP100H |
| от 10 до 2000mL | от 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| от 0,1 до 20L | от 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| от 10 до 100L | от 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| от 15 до 150L | от 3 до 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | от 10 до 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | более высокий | группа аппаратов UIP16000hdT |
Прорастание семян под воздействием ультразвука: улучшенное набухание, более быстрое прорастание
Литература / ссылки
- 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.
Часто задаваемые вопросы
Что такое прайминг семян?
Прайминг семян – это контролируемая обработка перед прорастанием, включающая частичное увлажнение семян для активации метаболических процессов без запуска выхода зародышевого корешка и повышающая скорость и равномерность прорастания, а также устойчивость к стрессу.
В чём разница между физическим/механическим и химическим праймингом семян?
Физический/механический прайминг использует физические факторы (например, температуру, магнитные поля, ультразвук) для улучшения характеристик семян. Химический прайминг использует биологически активные соединения (например, соли, гормоны или антиоксиданты), которые регулируют биохимические пути для повышения устойчивости к стрессу или улучшения прорастания.
Что такое осмопрайминг?
Осмопрайминг включает замачивание семян в осмотических растворах (например, полиэтиленгликоля или маннитола) с низким водным потенциалом, что позволяет контролировать поглощение воды и активировать метаболизм в условиях, не допускающих прорастания.
Что такое галопрайминг?
Галопрайминг использует растворы неорганических солей (обычно NaCl, KNO₃ или CaCl₂) для обработки семян, способствуя адаптации к ионному и осмотическому стрессу и повышая устойчивость к засолению и засухе на ранних этапах роста.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лабораторных до промышленных размеров.