Ultrazvukový základný náter semien: Ako sonikácia zlepšuje klíčenie

Ultrazvukové základný náter semien a zŕn vedie k úplnejšiemu a rýchlejšiemu klíčeniu a vyšším výnosom plodín. Ultrazvuk perforuje semenný testa (obal semien) a zvyšuje príjem vody, živín a kyslíka do zŕn semien. Ultrazvukový základný náter semien je jednoduchá lacná metóda na zvýšenie klíčivosti a rýchlosti sadeníc.

Ultrazvukom vylepšené klíčenie semien

Základný náter je metóda predbežnej úpravy používaná na skrátenie doby klíčenia sadeníc. Na vyvolanie skorých procesov klíčenia boli vyvinuté rôzne procesy základného náteru semien, ako je osmotický základný náter, hydropriming a ultrazvukový základný náter. Ultrazvukový základný náter je veľmi výhodná metóda prípravy semien, pretože sonikácia je rýchla, energeticky úsporná a šetrí vodu.
Semená so základným náterom, ktoré dokončili prvé procesy klíčenia, vykazujú vyššie percento klíčivosti a rýchlejší čas vzchádzania (čas potrebný na to, aby semená vystúpili nad povrch pôdy), vyššiu rýchlosť vzchádzania (počet semien, ktoré sa dostanú na povrch) a lepší rast, čo naznačuje, že náskok im pomáha získať dobrý koreňový systém skoro a rýchlejšie rásť. Táto metóda môže byť užitočná pre poľnohospodárov, pretože im šetrí peniaze, prácu a čas strávený hnojivami, opätovným výsevom a slabými rastlinami.
Tento proces môže tiež umožniť rovnomernejšie a rovnomernejšie klíčenie ošetrených semien. Môže tiež zvýšiť klíčivosť v širšom teplotnom rozmedzí a znížiť výskyt chorôb semien.

Ultrazvukový základný náter zlepšuje percento klíčivosti semien, index vitality semien (SVI), dĺžku koreňov a výhonkov sadeníc. Proces sonikácie a základného náteru vynucuje absorpciu vody a/alebo iných prospešných látok do semenného zrna. Okrem toho ultrazvukové vlny aktivujú enzymatické a iné biologické reakcie v rastlinnej bunke, čo vedie k rýchlejšiemu a rovnomernejšiemu klíčeniu. Dokonca aj slabé semená/zrná sa dajú aktivovať, aby sa zlepšil celkový výnos výsevu.

Vertikutácia a klíčenie semien

Vertikutácia je rozhodujúca pre semená s tvrdými, nepriepustnými plášťami, ktoré bránia výmene vody a plynov, čím odďaľujú klíčenie. Tradičné metódy zahŕňajú mechanickú, tepelnú a chemickú vertikutáciu, z ktorých každá je navrhnutá tak, aby bol obal semena priepustnejší pre vodu a plyny. Sonikácia ako inovatívna metóda vertikutácie využíva ultrazvukové vlny na dosiahnutie podobných, ak nie lepších výsledkov.

Mechanizmy výkonového ultrazvuku na semenách a základnom nátere semien

• Kavitácia vo vode:
  – Ultrazvukové vlny vo vode vyvolávajú kavitáciu, jav, pri ktorom sa vytvárajú mikrobubliny. Tieto bubliny sa zrútia a vytvoria lokalizovaný mechanický tlak.
  – Tento tlak pôsobí na plášť semena a spôsobuje mechanické narušenie.
• Tvorba mikropórov a mikrotrhlín:
  – Mechanický tlak z kavitácie vytvára mikropóry a mikrotrhliny na obale semena.
  – Tieto mikropóry a praskliny zvyšujú priepustnosť plášťa semien a umožňujú prenikanie väčšieho množstva vody a kyslíka.
• Zvýšený príjem vody a dostupnosť kyslíka

  1. Zvýšená pórovitosť:
  – Štúdie ukázali, že sonikacia zvyšuje pórovitosť semien, ako sú fazule mungo, vďaka čomu sú vnímavejšie na vodu a kyslík.
  – Zvýšený príjem vody vedie k lepšej hydratácii tkanív semien, čo je nevyhnutné pre aktiváciu metabolických procesov potrebných na klíčenie.

  2. Vylepšený vstup kyslíka:
  – Zvýšená priepustnosť pre plyny zaisťuje, že vyvíjajúce sa embryo dostáva dostatok kyslíka, ktorý je rozhodujúci pre bunkové dýchanie počas klíčenia.

• Zvýšená enzymatická aktivita

  1. Hydratácia a aktivácia enzýmov:
  – Zvýšená hydratácia v dôsledku zvýšeného príjmu vody aktivuje rôzne enzýmy, ktoré sa podieľajú na klíčení.
  – Konkrétne sa výrazne zvyšuje aktivita alfa-amylázy, ktorá je kľúčová pre hydrolýzu škrobu na cukry a poskytuje energiu pre rastúcu sadenicu.

  Zlepšené výsledky klíčenia

  1. Vyššie percento klíčivosti:
  – Kombinovaný účinok zvýšenej dostupnosti vody a kyslíka spolu so zvýšenou enzymatickou aktivitou vedie k vyššiemu percentu úspešne klíčiacich semien.
  – Výskum naznačuje, že sonikacia zlepšuje rýchlosť klíčenia rôznych druhov rastlín.
  2. Vyššia rýchlosť klíčenia:
  – Sonikacia nielen zvyšuje percento klíčiacich semien, ale tiež urýchľuje proces klíčenia.
  – Rýchlejšia hydratácia a aktivácia enzýmov uľahčujú rýchlejší prechod zo semena na sadenicu.

Sonikácia významne prospieva základnému náteru semien tým, že zvyšuje príjem vody, kyslíka a živín, zvyšuje enzymatické aktivity a následne zlepšuje rýchlosť a úspešnosť klíčenia semien.

Dlhšia sonikácia má za následok lepšie klíčenie hybridov Calanthe. Čím dlhšia bola sonikácia, tým rýchlejšie bolo klíčenie. To naznačuje pozitívne účinky ultrazvuku na klíčenie semien.
(štúdia a obrázok: ©Shin et al. 2011)

Ako funguje ultrazvukový základný náter?

Ultrazvukový základný náter semien a zŕn má za následok úplnejšie a rýchlejšie klíčenie. Tieto výsledky sa dosahujú nasledujúcimi ultrazvukovými účinkami:

• Ultrazvuk zvyšuje pórovitosť semien akustickou kavitáciou, ktorá zlepšuje príjem vody a dostupnosť kyslíka (ultrazvukové hydroprimovanie / máčanie).
• Ultrazvuk zvyšuje príjem živín a hnojív do semien.
• Ultrazvukové plnenie zvyšuje prenos hmoty: extra absorbovaná voda voľne a ľahko reaguje s bunkovým embryom. Tým sa uvoľňuje kyselina giberelová a spôsobuje zvýšenie rýchlosti metabolických procesov v aleuronových bunkách.
• Sonikácia pomáha mobilizácii živín endospermu narušením bunkovej membrány. (Miano a kol. 2015)
• Ultrazvuk aktivuje enzymatické a iné biologické reakcie.

Sonikácia podporuje klíčenie zrna/semien a zvyšuje výnos plodín. Okrem plodín a výsevu ovocia bol ultrazvukový základný náter úspešne testovaný aj na semená kvetov (orchidey, lotos, kalanthe). Ultrazvuk zvyšuje priepustnosť bunkových stien, takže semeno vykazuje výrazne vyšší príjem vody a živín (napr. hnojiva).
Ukázalo sa, že doba namáčania cíceru, ciroku a námorníckych bôbov sa výrazne skrátila použitím sonikácie.

Sonikovaná šošovica (40 W/g w/ UP200St) v porovnaní s nesonikovanou šošovicou: Sonikovaná šošovica vykazuje vyššiu mieru geminácie a dlhšie výhonky.

Ultrazvukové systémy na základný náter semien

Využite sonikátory Hielscher na zlepšenie základného náteru semien! Spoločnosť Hielscher Ultrasonics dodáva rôzne stolové a priemyselné ultrazvukové prístroje na základný náter semien a zŕn. Výhody použitia sonikátorov Hielscher na základný náter semien sú rôzne. Po prvé, presná kontrola ultrazvukových parametrov, ako je amplitúda, intenzita a trvanie, umožňuje optimalizované ošetrenie prispôsobené konkrétnym typom a podmienkam osiva. Po druhé, všetky dosiahnuté výsledky procesov je možné lineárne škálovať na väčšie výkony.
Či už máte záujem o testovanie a optimalizáciu procesu ultrazvukového základného náteru v laboratóriu alebo chcete spracovávať veľké dávky osiva v nepretržitej priepustnosti, spoločnosť Hielscher má ideálny sonikátor pre vaše požiadavky na spracovanie osiva. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú navrhnuté pre škálovateľnosť a dokážu efektívne spracovať veľké objemy semien, vďaka čomu sú vhodné pre výskumné aj komerčné aplikácie. Zariadenie je užívateľsky prívetivé, s intuitívnym ovládaním a robustnou konštrukciou, čo zaisťuje dlhodobú životnosť a nízke nároky na údržbu. Sonikácia je navyše nechemická metóda, čo z nej robí ekologickú možnosť ošetrenia semien. Znižuje potrebu chemických vertikutačných činidiel a prispieva k udržateľným poľnohospodárskym postupom. Všetky sonikátory je samozrejme možné spustiť 24 hodín denne, 7 dní v týždni.

Výhody Hielscher Sonicators na základný náter semien:

• Nízke náklady
• Úspora vody
• Rýchle spracovanie
• Nízka spotreba energie
• Ľahký & bezpečná prevádzka

Kontaktujte nás ešte dnes! Radi s vami prediskutujeme vaše procesné požiadavky!