Ultrazvočno polnjenje in kalitev
- Ultrazvočno temeljenje semen je uporabna tehnika pred setvijo za dopolnitev semen z vodo in hranili ter za spodbujanje kalivosti.
- Sonication je učinkovita tehnika za prekinitev mirovanja semen in izboljšanje lastnosti kalivosti.
- Hielscher ultrazvočno opremo je mogoče natančno nadzorovati za zanesljiv izid kalivosti semen in polnjenja.
Ultrazvočno polnjenje, kalitev in kalitev semen
Ultrazvočno polnjenje semen se nanaša na postopek obdelave semen z ultrazvočnimi valovi pri približno 20 kHz v vodi ali drugih primernih hranilnih raztopinah, da se poveča njihova kalivost in zgodnja rast. Hitra kalitev in nastanek sadik sta ključna dejavnika za uspešno vzpostavitev rastlin in pridelkov. Prekinitev mirovanja in stimulacija kalivosti sta pomembna za širjenje in zgodnjo proizvodnjo sadik rastlin. Ultrazvočna obdelava semen v vodi, hranilni raztopini ali osmotiku izboljša stopnjo in hitrost kalivosti ter kaže višji odstotek kalivosti kot neobdelana semena.
Sonikirana leča (40W/g w/ UP200St) v primerjavi z nesonikirano lečo: Sonikirana leča kaže višjo stopnjo geminacije in daljše poganjke.
Prednosti ultrazvočnega polnjenja semen
Intenziven ultrazvok približno 20kHz kaže pomemben vpliv na semenski plašč, pa tudi na prenos mase in znotrajcelične procese. Spodaj lahko najdete podrobnosti o glavnih učinkih ultrazvočnega razbijanja na semena in s tem povezanih koristih.
- Povečana stopnja kalivosti: Ultrazvočno polnjenje semen lahko izboljša stopnjo kalivosti semen z razgradnjo mirovanja semen, povečanjem vnosa vode in aktiviranjem encimov, ki spodbujajo rast semen. Ker lahko ultrazvočna razbijanja aktivira encime v semenu, ki so odgovorni za razgradnjo shranjenih hranil in začetek kalivosti.
- Povečanje vnosa vode: Sonication lahko perforira semenski plašč in celične stene, tako da lahko seme posledično poveča svojo prepustnost za vodo in izboljša vnos vode in hranil. To daje temeljnim semenom prednost, zlasti v suhih ali hranilnih tleh.
- Pospešen nastanek sadik: Ultrazvočna obdelava semen lahko skrajša čas, potreben za nastanek sadik iz tal, kar je lahko še posebej koristno v primerih, ko je zaželena hitra vzpostavitev pridelkov. Z razgradnjo semenskega plašča in izboljšanjem prepustnosti vode, spodbujanjem otekanja in kalivosti semen, lahko ultrazvok prekine mirovanje semen.
- Izboljšana rast sadik: Ultrazvočno polnjenje semen lahko spodbudi rast sadik s spodbujanjem razvoja korenin, stebel in listov. To lahko povzroči močnejše, bolj zdrave rastline z boljšimi pridelki.
- Izboljšana toleranca sadik na stres: Ultrazvočno polnjenje semen poveča sposobnost sadik, da prenesejo okoljske stresorje, kot so suša, slanost in visoke temperature.
- Zmanjšana umrljivost sadik: Ultrazvočno polnjenje semen lahko zmanjša stopnjo umrljivosti sadik s spodbujanjem enakomerne kalivosti in zgodnje rasti, kar lahko pomaga preprečiti izgubo sadik zaradi neenakomernega pojava ali slabe rasti.
Zaradi teh pozitivnih učinkov ultrazvočno povzročeno polnjenje in kalitev semen izboljša kakovost in količino pridelkov, kar vodi do uspešnejše kalivosti, zmanjšanja proizvodnih stroškov in povečanja trajnosti v kmetijstvu.
Ultrazvočni aparati, kot je industrijski UIP6000hdT se uporabljajo za inline ultrazvočno polnjenje semena, vključno s hidro-polnjenjem, osmo-polnjenjem in halo-polnjenjem.
- enakomerna in hitra kalitev
- višji indeks moči semen
- daljše korenine in poganjki
- povečana aktivnost α-amilaze
- večji upor
- povečana hidracija
- obogatitev s hranili
- krajši čas med setvo in vzpenjanjem sadik
Slike semen Arabidopsis z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM).
a–c Seme je 30 sekund izpostavljeno ultrazvočnemu razbijanju pri 24 ° C.
d, e suho seme, f, g seme, dano v vodo za 4 dni pri 4 °C,
h, jaz, kalitev semen.
Slike in študija: ©Lopez-Ribera et al. 2017
Ultrazvočno polnjenje
Temeljni premaz semen v osmotici, kot so manitol, polietilen glikol (osmopriming), fiziološke raztopine (npr. CaCl2, NaCl ali CaSO4) (halopriming) in v vodi (hidropriming) je mogoče zlahka izboljšati z uporabo ultrazvočnih valov. Ultrazvočno povzročena fragmentacija lupine, perforacija in povečanje velikosti por semen vodijo do večje sposobnosti zadrževanja vode in hranil v semenih in zrnih, kar ima za posledico izboljšano hidracijo. Sonikacija izboljša prenos mase med semenom in okoliško raztopino, kar povzroči povečan vnos raztopine (tj. Vode, hranil itd.) v seme. Ultrazvočno podprto polnjenje je ekonomična, preprosta in varna tehnika za povečanje zmogljivosti semen za osmotsko prilagoditev in izboljšanje kalivosti semen, ustanavljanja sadik in pridelave poljščin v stresnih pogojih.
Poleg tega ultrazvočna obdelava povzroča modifikacijo endosperma, kot je razgradnja škroba z ultrazvočnim razbijanjem, kar poveča hitrost encimsko kataliziranih reakcij hidrolize v semenih. Povečana encimska aktivnost in hidroliza pospešuje kalitev in rast zarodkov kot rezultat ultrazvočnega zdravljenja.
Preberite več o ultrazvočnem polnjenju tukaj!
Ultrazvočni aparati za polnjenje semen in kalitev
Hielscher Ultrasonics dobavlja ultrazvočno opremo za izboljšano polnjenje semen, vključno s hidro-polnjenjem, osmo-polnjenjem in halo-polnjenjem. Kompaktni ultrazvočni aparati za R + D in laboratorijsko delo omogočajo testiranje in določanje optimalnih ultrazvočnih procesnih parametrov, medtem ko se industrijska ultrazvočna oprema izvaja v obsežni obdelavi komercialnih semen v priročnem in zelo učinkovitem pretočnem ultrazvočnem premazu.
Da bi izboljšali kalitev semena s ultrazvočnim razbijanjem, so potrebni natančno nadzorovani in nastavljivi ultrazvočni sistemi. Ker se ultrazvočni valovi uporabljajo za spodbujanje fizioloških aktivnosti rastlinskih celic, je treba intenzivnost ultrazvočnih valov prilagoditi specifični vrsti semena in sorte. Hielscher ultrazvočne sisteme lahko nastavite na blage amplitude, ki zagotavljajo kavitacijo in / ali nihanje, potrebno za pripravo semen za optimalno kalitev in moč. Obdelava semen se lahko uporablja tako v seriji kot tudi v načinu neprekinjenega pretoka. Širok spekter dodatkov omogoča enostavno integracijo ultrazvoka v obstoječe prostore.
Hielscher ultrazvočni sistemi povečajo potencial za visoko zmogljivost sadik po setvi.
Ultrazvočni aparat UP400St za temeljni premaz semena v manjših serijah pri R&D stopnja. Ultrazvočno zdravljenje ima za posledico hitrejše kaljenje, višji profil hranil in izboljšano moč sadik.
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura/Reference
- Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Uporaba ultrazvočnih valov kot tehnike polnjenja za pospeševanje in povečanje kalivosti semena ječmena: optimizacija metode s pristopom Taguchi. Revija Inštituta za pivovarstvo, zvezek 114, številka 1, 2008. 14-21.
- Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Učinki ultrazvočne obdelave na kalitev sintetičnih sončničnih semen. Svetovna akademija znanosti, inženirstva in tehnologije Mednarodna revija za kmetijstvo in biosistemsko inženirstvo Vol: 7, št. 1, 2013.
- Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Vplivi ultrazvočnih valov na semena: mini pregled. Agri Res & Tehnični letnik 6 Številka 3 – aprila 2017.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
kalitev
Kalivost semen opisuje razvoj in rast rastline iz semena. Proces kalivosti povzroči nastanek sadike, ki vključuje presnovne procese ter nastanek radikule in plumule. Popolnoma razvito seme vsebuje zarodek in hranila, zaprta v semenski plašč. V ustreznih pogojih seme začne kaliti in embrionalna tkiva še naprej rastejo in se razvijajo proti sadiki. Najpomembnejši dejavniki za kalitev semen so voda, kisik, temperatura in svetloba.
Obdelava pred setvijo
Oživitev semena je tehnični izraz, ki opisuje koristno obdelavo, ki se uporablja za semena po žetvi, vendar pred setvijo, da se izboljša kalitev in rast sadik. Za obdelavo semen pred setvijo so bile uporabljene različne metode, da bi povečali kalivost in enakomernost rasti sadik. Uporaba pred setvijo vključuje mehansko obdelavo (npr. ultrazvočno obdelavo, razbijanje, drgnjenje, skarifikacija), obdelavo z vročo ali vrelo vodo, suho toplotno obdelavo, kemično obdelavo (npr. giberelinska kislina/giberelin, žveplova kislina) ali električno obdelavo. Ti postopki semen se uporabljajo s ciljem izboljšanja moči semen. Moč semena je ocena kakovosti potencialne kalivosti semen, vzhajanja na polju in sposobnosti shranjevanja semen v drugačnih pogojih kot standardna kalivost. Moč semen se meri s testiranjem moči semena.
Modifikacija endosperma
Endosperm je tkivo, ki nastane v semenih večine cvetočih rastlin po oploditvi. Obdaja zarodek in zagotavlja prehrano v obliki škroba, čeprav lahko vsebuje tudi olja in beljakovine. Endosperm se lahko encimsko modificira, kar je pomemben korak med Pivovarstvo ječmena. Med sladom se encimi beta glukani in endoproteaze večinoma uporabljajo za spreminjanje škrobnega endosperma.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, disperzijo, emulgacijo in ekstrakcijo v laboratorijski, pilotni in industrijski ravni.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.