Ультразвуковое грунтование семян: как ультразвуковая обработка улучшает всхожесть

Ультразвуковое грунтование семян и зерновых культур приводит к более полному и быстрому прорастанию и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Ультразвук перфорирует семенной теста (семенную оболочку) и увеличивает поглощение воды, питательных веществ и кислорода семенными зернами. Ультразвуковая грунтовка семян является простым и недорогим методом повышения скорости прорастания и скорости прорастания рассады.

Ультразвуковое улучшение всхожести семян

Грунтовка – это метод предварительной обработки, используемый для сокращения времени прорастания рассады. Различные процессы прайминга семян, такие как осмотический прайминг, гидропрайминг и ультразвуковой прайминг, были разработаны для стимулирования ранних процессов прорастания. Ультразвуковое грунтование является очень выгодным методом подготовки семян, так как обработка ультразвуком является быстрой, энергосберегающей и водосберегающей.
Подготовленные семена, которые завершили первые процессы прорастания, демонстрируют более высокий процент всхожести и более быстрое время появления всходов (время, необходимое семенам для того, чтобы подняться над поверхностью почвы), более высокую скорость появления всходов (количество семян, которые достигают поверхности) и лучший рост, что говорит о том, что фора помогает им рано запустить хорошую корневую систему и расти быстрее. Этот метод может быть полезен фермерам, потому что экономит их деньги, труд и время, затрачиваемое на удобрения, повторный посев и слабые растения.
Этот процесс также может обеспечить более равномерное и равномерное прорастание обработанных семян. Он также может повысить всхожесть в более широком диапазоне температур и снизить заболеваемость семян.

Ультразвуковое грунтование улучшает процент всхожести семян, индекс силы прорастания семян (SVI), длину корней и побегов рассады. Процесс обработки ультразвуком и праймирования способствует усвоению воды и/или других полезных веществ семенным зерном. Кроме того, ультразвуковые волны активируют ферментативные и другие биологические реакции в растительной клетке, что приводит к более быстрому и равномерному прорастанию. Даже слабые семена/зерна могут быть активированы, что повышает общую урожайность посева.

Скарификация и проращивание семян

Скарификация имеет решающее значение для семян с жесткой, непроницаемой оболочкой, которая препятствует водо- и газообмену, тем самым задерживая прорастание. Традиционные методы включают механическую, термическую и химическую скарификацию, каждый из которых предназначен для того, чтобы сделать семенную оболочку более проницаемой для воды и газов. Ультразвуковая обработка, как инновационный метод скарификации, использует ультразвуковые волны для достижения аналогичных, если не превосходных, результатов.

Механизмы силового ультразвука на семенах и прайминга семян

• Кавитация в воде:
  – Ультразвуковые волны в воде вызывают кавитацию, явление, при котором образуются микропузырьки. Эти пузырьки схлопываются, создавая локализованное механическое давление.
  – Это давление действует на оболочку семян, вызывая механические разрушения.
• Образование микропор и микротрещин:
  – Механическое давление от кавитации создает микропоры и микротрещины на семенной оболочке.
  – Эти микропоры и трещины увеличивают проницаемость семенной оболочки, позволяя проникать большему количеству воды и кислорода.
• Улучшенное поглощение воды и доступность кислорода

  1. Повышенная пористость:
  – Исследования показали, что ультразвук увеличивает пористость семян, таких как маш, делая их более восприимчивыми к воде и кислороду.
  – Усиленное поглощение воды приводит к лучшему увлажнению тканей семян, что необходимо для активации метаболических процессов, необходимых для прорастания.

  2. Улучшенное поступление кислорода:
  – Повышенная проницаемость для газов гарантирует, что развивающийся эмбрион получает достаточное количество кислорода, что имеет решающее значение для клеточного дыхания во время прорастания.

• Повышенная ферментативная активность

  1. Гидратация и активация ферментов:
  – Повышенная гидратация за счет повышенного потребления воды активирует различные ферменты, участвующие в прорастании.
  – В частности, значительно повышается активность альфа-амилазы, которая имеет решающее значение для гидролиза крахмала в сахара, обеспечивая энергией растущий саженец.

  Улучшенные результаты проращивания

  1. Более высокий процент всхожести:
  – Комбинированный эффект повышенной доступности воды и кислорода, наряду с повышенной ферментативной активностью, приводит к более высокому проценту успешно прорастающих семян.
  – Исследования показывают, что ультразвук улучшает скорость прорастания у различных видов растений.
  2. Более высокая скорость прорастания:
  – Ультразвук не только увеличивает процент пророщенных семян, но и ускоряет процесс прорастания.
  – Более быстрая гидратация и активация ферментов способствуют более быстрому переходу от семян к рассаде.

Ультразвуковая обработка значительно улучшает посевную подготовку, улучшая усвоение воды, кислорода и питательных веществ, повышая ферментативную активность и, следовательно, повышая скорость и успешность прорастания семян.

Более длительная ультразвуковая обработка приводит к лучшей всхожести гибридов Calanthe. Чем дольше была обработка ультразвуком, тем быстрее происходило проращивание. Это свидетельствует о положительном влиянии ультразвука на всхожесть семян.
(исследование и фото: ©Shin et al. 2011)

Как работает ультразвуковое грунтование семян?

Ультразвуковое грунтование семян и зерен приводит к более полному и быстрому прорастанию. Такие результаты достигаются за счет следующих ультразвуковых воздействий:

• Ультразвук увеличивает пористость семян за счет акустической кавитации, улучшая поглощение воды и доступность кислорода (ультразвуковое гидропраймирование / замачивание).
• Ультразвук увеличивает усвоение питательных веществ и удобрений семенами.
• Ультразвуковое грунтование улучшает массообмен: дополнительно поглощенная вода свободно и легко вступает в реакцию с клеточным эмбрионом. За счет этого выделяется гибберелловая кислота, которая вызывает увеличение скорости метаболических процессов в алейроновых клетках.
• Ультразвуковая обработка помогает мобилизовать питательные вещества эндосперма за счет разрушения клеточной мембраны. (Миано и др. 2015)
• Ультразвук активирует ферментативные и другие биологические реакции.

Ультразвуковая обработка способствует прорастанию зерна/семян и повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Помимо посевов сельскохозяйственных культур и фруктов, ультразвуковая грунтовка семян была успешно протестирована и для семян цветов (орхидей, лотоса, каланте). Ультразвук повышает проницаемость клеточных стенок, так что семена значительно больше поглощают воду и питательные вещества (например, удобрения).
Показано, что время замачивания нута, сорго и морской фасоли значительно сокращается за счет использования ультразвуковой обработки.

Чечевица с ультразвуком (40 Вт/г с УП200Ст) по сравнению с чечевицей без ультразвука: Чечевица с ультразвуком демонстрирует более высокую скорость геминирования и более длинные побеги.

Ультразвуковые системы протравливания семян

Воспользуйтесь преимуществами ультразвуковых аппаратов Hielscher для улучшенной подготовки семян! Hielscher Ultrasonics поставляет различные настольные и промышленные ультразвуковые аппараты для посева семян и зерновых. Преимущества использования ультразвуковых аппаратов Hielscher для грунтовки семян многогранны. Во-первых, точный контроль над ультразвуковыми параметрами, такими как амплитуда, интенсивность и продолжительность, позволяет оптимизировать обработку с учетом конкретных типов семян и условий. Во-вторых, все достигнутые результаты процесса могут быть линейно масштабированы для увеличения производительности.
Независимо от того, заинтересованы ли вы в тестировании и оптимизации процесса ультразвукового праймирования в лаборатории или хотите обрабатывать большие партии семян с непрерывной производительностью, у Hielscher есть идеальный ультразвуковой аппарат для ваших требований к обработке семян. Ультразвуковые аппараты Hielscher разработаны для обеспечения масштабируемости и могут эффективно обрабатывать большие объемы семян, что делает их пригодными как для исследовательских, так и для коммерческих применений. Оборудование удобно в использовании, имеет интуитивно понятное управление и прочную конструкцию, что обеспечивает долгосрочную долговечность и низкие требования к техническому обслуживанию. Кроме того, ультразвук является нехимическим методом, что делает его экологически чистым вариантом обработки семян. Это снижает потребность в химических скарификаторах, способствуя устойчивым методам ведения сельского хозяйства. Конечно, все ультразвуковые аппараты могут работать в режиме 24/7.

Преимущества соникаторов Hielscher для праймирования семян:

• Низкие затраты
• Экономия воды
• Быстрая обработка
• Низкое энергопотребление
• Лёгкий & безопасная эксплуатация

Свяжитесь с нами сегодня! Мы будем рады обсудить с вами ваши технологические требования!