Убрзавање клијања семена траве за производњу травног бусена у ролнама
Производња травног бусена у ролнама је захтевна. Брзо клијање, густа трава и кратки циклуси узгоја неопходни су за ефикасан обрт и профитабилност. Соникација је веома ефикасна техника за унапређење узгоја траве за травњаке. Контролисано излагање ултразвуку високог интензитета и ниске фреквенције олакшава усвајање хранљивих материја, клијање, ницање и раст травњака и травног бусена у ролнама.
Клијање семена подстакнуто ултразвуком
Контролисана соникација ствара ситне пукотине и отворе у семењачи (такозваној тести), што доводи до убрзаног упијања воде. Повећано упијање воде побољшава виталност семена активирањем метаболичких ензима. Када се обогати ђубривом, сонирано семе се не само натапа већ и снабдева неопходним хранљивим материјама за брз и снажан раст траве и усева.
Hielscher соникатори омогућавају прецизно контролисано излагање семена оптималном интензитету ултразвука. Проточна обрада омогућава ефикасну и поновљиву соникацију, обезбеђујући поновљиве ефекте за уједначен квалитет.
Индустријски соникатор UIP2000hdT за предтретман семена у линији ради побољшања стопе клијања.
Шематски преглед ефеката ултразвука на семе и механизама деловања.
Студија и шема: ©Nogueira et al., 2023
Соникација и њени ефекти на клијање семена траве
Истраживања и студије повећања размера процеса показали су ефикасност ултразвучне обраде у подстицању клијања семена различитих врста, укључујући врсте трава из породице Poaceae, као што су Lolium perenne (енглески љуљ) и Festuca arundinacea (високи вијук), зрнене махунарке и друге усеве.
Кључни механизми клијања подстакнутог ултразвуком:
- Промена семењаче: Краткотрајна соникација повећава пропустљивост семењаче (тесте), омогућавајући ефикасније усвајање воде и кисеоника. Оба су неопходна за покретање метаболичке активности и ницања.
- Стимулација ензимске активности: Показано је да соникација повећава активност ензима као што је α-амилаза, убрзавајући мобилизацију резерви скроба у ендосперму.
- Прекидање мировања: Контролисана соникација, посебно значајна за сорте са тврдим или делимично мирујућим семеном, помаже у превазилажењу физичког мировања стварањем микропукотина у спољашњим слојевима, чиме се уклањају механичке препреке за избијање коренка.
Соникација ниског интензитета при фреквенцији ултразвука од 20 kHz значајно побољшава стопу клијања и рани развој корена код житарица и крмних трава. Ови резултати могу се пренети на фазу клијанаца у хидропонским условима и у земљишту.
Дужа соникација доводи до бољег клијања хибрида рода Calanthe. Што је соникација била дужа, ницање је било брже. То указује на позитивне ефекте ултразвучне обраде на клијање семена.
(студија и слика: ©Shin et al. 2011)
Ултразвучна проточна ћелија са расхладним плаштом на индустријском соникатору UIP6000hdT снаге 6000 вати за обраду у великим размерама под прецизно контролисаним условима.
Ултразвучни уређаји високих перформанси
Hielscher Ultrasonics развија и производи соникаторе са сондом, познате по својим ултразвучним перформансама, прецизности, робусности и могућности повећања размера процеса. Hielscher соникатори раде при прецизно подесивим интензитетима ултразвука, стварајући вибрације и кавитацију које олакшавају пренос масе и повећавају пропустљивост ћелија. У контексту клијања семена, Hielscher соникатори се користе за предтретман семена нарушавањем семењаче или стимулацијом ензимске активности, чиме се прекида мировање, убрзава усвајање воде и подстиче уједначено ницање. Контрола процеса у реалном времену, програмабилна подешавања соникације и контрола температуре неопходне су функције за поновљивост у биолошким применама. Захваљујући овим предностима, Hielscher ултразвучни уређаји пружају конкурентске предности у пољопривреди и науци о семену.
- висока ефикасност
- најсавременија технологија
- поузданост и робусност
- подесива, прецизна контрола процеса
- шаржна обрада и обрада у линији
- за било коју запремину
- интелигентан софтвер
- паметне функције (нпр. програмабилност, бележење података, даљинско управљање)
- једноставно и безбедно руковање
- мали захтеви за одржавањем
- CIP (чишћење на месту)
Пројектовање, производња и консалтинг – квалитет произведен у Немачкој
Hielscher ултразвучни уређаји познати су по највишим стандардима квалитета и пројектовања. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних уређаја у индустријска постројења. Hielscher ултразвучни уређаји лако подносе тешке услове и захтевна радна окружења.
Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом и посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси који се одликују најсавременијом технологијом и лакоћом употребе. Наравно, Hielscher ултразвучни уређаји су усаглашени са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 до 150L | 3 до 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | већи | група уређаја UIP16000hdT |
Клијање семена уз помоћ ултразвука: побољшана имбибиција, брже клијање
Литература / Референце
- 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.
Често постављана питања
Шта је предтретман семена?
Предтретман семена је контролисан третман пре клијања који обухвата делимичну хидратацију семена ради активирања метаболичких процеса без покретања избијања коренка, чиме се побољшавају брзина и уједначеност клијања и толеранција на стрес.
Која је разлика између физичког/механичког и хемијског предтретмана семена?
Физички/механички предтретман користи физичке чиниоце (нпр. температуру, магнетна поља, ултразвук) за побољшање својстава семена. Хемијски предтретман користи биоактивна једињења (нпр. соли, хормоне или антиоксидансе) која модулишу биохемијске путеве ради повећања отпорности на стрес или побољшања клијања.
Шта је осмотски предтретман?
Осмотски предтретман обухвата натапање семена у осмотским растворима (нпр. полиетиленгликола или манитола) са ниским водним потенцијалом, што омогућава контролисано усвајање воде и метаболичку активацију у условима у којима не долази до клијања.
Шта је предтретман солима?
Предтретман солима користи растворе неорганских соли (обично NaCl, KNO₃ или CaCl₂) за третирање семена, подстичући прилагођавање јонском и осмотском стресу и побољшавајући толеранцију на заслањеност и сушу током раног раста.
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси у величинама од лабораторијске до индустријске.