Ултразвучни прајминг и проклијавање
- Ултразвучни прајминг семена је корисна предсетвена техника за снабдевање семена водом и хранљивим материјама и подстицање клијања.
- Соникација је ефикасна техника за прекидање мировања семена и побољшање карактеристика клијања.
- Ултразвучна опрема Hielscher може се прецизно контролисати ради постизања поузданих резултата клијања и прајминга семена.
Ултразвучни прајминг, клијање и проклијавање семена
Ултразвучни прајминг семена означава поступак третирања семена ултразвучним таласима на приближно 20 kHz у води или другим погодним хранљивим растворима ради побољшања клијања и раног раста. Брзо клијање и ницање клијанаца кључни су фактори за успешно успостављање биљака и усева. Прекидање мировања и подстицање клијања важни су за размножавање и рану производњу биљних расада. Ултразвучни третман семена у води, хранљивом раствору или осмотском средству побољшава стопу и брзину клијања и даје већи проценат клијања него код нетретираног семена.
Сочиво третирано соникацијом (40Ws/g помоћу UP200St) у поређењу са сочивом које није третирано соникацијом: сочиво третирано соникацијом показује већу стопу клијања и дуже изданке.
Предности ултразвучног прајминга семена
Интензивни ултразвук на приближно 20kHz значајно утиче на семењачу, као и на пренос масе и унутарћелијске процесе. У наставку можете пронаћи детаље о главним ефектима соникације на семе и користима које из њих произлазе.
- Повећана стопа клијања: Ултразвучни прајминг семена може побољшати стопу клијања семена прекидањем мировања семена, повећањем усвајања воде и активирањем ензима који подстичу раст семена. То је зато што соникација може активирати ензиме унутар семена који су одговорни за разградњу ускладиштених хранљивих материја и покретање клијања.
- Повећање усвајања воде: Соникација може перфорирати семењачу и ћелијске зидове, чиме се накнадно може повећати пропустљивост семена за воду и побољшати усвајање воде и хранљивих материја. То семену подвргнутом прајмингу даје предност, нарочито у сувом земљишту или земљишту осиромашеном хранљивим материјама.
- Убрзано ницање клијанаца: Ултразвучни третман за прајминг семена може скратити време потребно да клијанци никну из земљишта, што може бити посебно корисно у ситуацијама када је пожељно брзо успостављање усева. Разграђујући семењачу и побољшавајући пропустљивост за воду, уз подстицање бубрења и клијања семена, ултразвук може прекинути мировање семена.
- Побољшан раст клијанаца: Ултразвучни прајминг семена може подстаћи раст клијанаца поспешивањем развоја корена, стабљика и листова. То може резултирати снажнијим, здравијим биљкама са бољим приносима.
- Побољшана толеранција клијанаца на стрес: Ултразвучни прајминг семена повећава способност клијанаца да издрже стресне факторе средине, као што су суша, заслањеност и високе температуре.
- Смањено угинуће клијанаца: Ултразвучни прајминг семена може смањити стопу угинућа клијанаца подстицањем уједначеног клијања и раног раста, што може помоћи у спречавању губитка клијанаца услед неуједначеног ницања или слабог раста.
Захваљујући овим позитивним ефектима, ултразвучно изазвани прајминг и клијање семена побољшавају квалитет и количину усева, доводећи до успешнијег клијања, смањења трошкова производње и повећања одрживости у пољопривреди.
Ултразвучни уређаји као што је индустријски UIP6000hdT користе се за ултразвучни прајминг семена у проточној линији, укључујући хидропрајминг, осмопрајминг и халопрајминг.
- уједначено и брзо клијање
- виши индекс вигорa семена
- дужи коренови и изданци
- повећана активност α-амилазе
- већа отпорност
- повећана хидратација
- обогаћивање хранљивим материјама
- скраћено време између сетве и ницања клијанаца
Снимци семена Arabidopsis добијени скенирајућом електронском микроскопијом (SEM).
a–c Семе подвргнуто соникацији на 24°C током 30sec.
d, e суво семе, f, g семе стављено у воду на 4 дана на 4°C,
h, i, проклијало семе.
Снимци и студија: ©Lopez-Ribera et al. 2017
Ултразвучни прајминг
Прајминг семена у осмотским средствима као што су манитол, полиетилен-гликол (осмопрајминг), растворима соли (нпр. CaCl2, NaCl или CaSO4) (халопрајминг) и у води (хидропрајминг) може се лако побољшати применом ултразвучних таласа. Ултразвучно изазвана фрагментација семењаче, њена перфорација и повећање величине пора семена доводе до већег капацитета задржавања воде и хранљивих материја у семену и зрну, што резултира побољшаном хидратацијом. Соникација побољшава пренос масе између семена и околног раствора, чиме се постиже повећано усвајање раствора (тј. воде, хранљивих материја итд.) у семе. Прајминг потпомогнут ултразвуком је економична, једноставна и безбедна техника за повећање способности семена за осмотско прилагођавање и побољшање клијања семена, успостављања клијанаца и производње усева у условима стреса.
Поред тога, ултразвучна обрада изазива модификацију ендосперма, попут разградње скроба соникацијом, што повећава брзину реакција хидролизе катализованих ензимима унутар семена. Повећана активност ензима и хидролиза убрзавају клијање и раст ембриона као резултат ултразвучне обраде.
Овде прочитајте више о ултразвучном прајмингу!
Сазнајте како соникација побољшава производњу травњака у ролнама!
Ултразвучни уређаји за прајминг и клијање семена
Hielscher Ultrasonics испоручује ултразвучну опрему за побољшани прајминг семена, укључујући хидропрајминг, осмопрајминг и халопрајминг. Компактни ултразвучни уређаји за истраживање и развој и лабораторијски рад омогућавају испитивање и утврђивање оптималних параметара ултразвучног процеса, док се ултразвучна опрема индустријске класе примењује за обраду семена намењеног тржишту у великим размерама, практичним и високо ефикасним ултразвучним прајмингом у проточном режиму.
Да би се клијање семена побољшало соникацијом, потребни су ултразвучни системи који се могу прецизно контролисати и подешавати. Пошто се ултразвучни таласи користе за стимулисање физиолошких активности биљних ћелија, интензитет соникације мора се прилагодити конкретној врсти семена и сорти. Ултразвучни системи Hielscher могу се подесити на ниске амплитуде које обезбеђују кавитацију и/или осциловање потребно за прајминг семена ради оптималног клијања и виталности. Обрада семена може се спроводити у шаржном режиму, као и у режиму континуираног протока. Широк спектар додатне опреме омогућава лаку интеграцију ултразвука у постојеће погоне.
Ултразвучни системи Hielscher повећавају потенцијал за добар раст и развој клијанаца након сетве.
Ултразвучни уређај UP400St за прајминг семена у мањим шаржама у фази истраживања и развоја. Ултразвучна обрада доводи до бржег ницања, већег садржаја хранљивих материја и побољшане виталности клијанаца.
| 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 | UIP16000 |
| n.a. | већи | група уређаја UIP16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Литература/Референце
- Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Примена ултразвучних таласа као технике прајминга за убрзавање и побољшање клијања семена јечма: оптимизација методе Тагучијевим приступом. Journal of The Institute for Brewing, том 114, број 1, 2008. 14–21.
- Godlewska, K.; Biesiada, A.; Michalak, I.; Pacyga, P. (2020): Утицај биљних екстраката добијених екстракцијом потпомогнутом ултразвуком на расад белог главичастог купуса (Brassica Oleracea L. Var. Capitata L.) гајен у контролисаним условима. Sustainability 2020, 12, 1871.
- Ranjbari, A. & Kashaninejad, Mahdi; Aalami, Mehran; Khomeiri, Morteza; Gharekhani, Mehdi (2013): Утицај ултразвучне предобраде на карактеристике апсорпције воде код леблебије (Cicer arietinum). Latin American applied research 43, 2013. 153–159.
- Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Утицаји ултразвучних таласа на семе: кратак преглед. Agri Res & Tech, том 6, број 3 – April 2017.
Корисне чињенице
Клијање
Клијање семена описује развој и раст биљке из семена. Процес клијања доводи до формирања клијанца и обухвата метаболичке процесе, као и појаву коренка и пупољчића. Потпуно развијено семе садржи ембрион и хранљиве материје затворене у семењачи. У одговарајућим условима семе почиње да клија, а ембрионална ткива настављају да расту, развијајући се у клијанац. Најважнији фактори за клијање семена су вода, кисеоник, температура и светлост.
Предсетвени третман
Повећање виталности семена је стручни израз који описује корисне третмане који се примењују на семе након жетве, али пре сетве, ради побољшања клијања и раста клијанаца. Различите методе користе се за предсетвени третман семена ради повећања клијавости и уједначености раста клијанаца. Предсетвени поступци обухватају механичке третмане (нпр. ултразвучни третман, ударање, трљање, скарификацију), третман топлом или кључалом водом, третман сувом топлотом, хемијски третман (нпр. гиберелинском киселином/гиберелином, сумпорном киселином) или електрични третман. Ови третмани семена примењују се ради побољшања виталности семена. Виталност семена представља оцену квалитета потенцијалног клијања семена, ницања у пољу и способности семена да се чува у условима који се разликују од услова стандардног клијања. Виталност семена мери се испитивањем виталности семена.
Модификација ендосперма
Ендосперм је ткиво које настаје унутар семена већине цветница након оплођења. Окружује ембрион и обезбеђује му хранљиве материје у облику скроба, мада може садржати и уља и протеине. Ендосперм се може ензимски модификовати, што је важан корак током сладовања јечма. Током сладовања, ензими бета-глуканазе и ендопротеазе углавном се користе за модификацију скробног ендосперма јечма.
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за мешање, дисперговање, емулговање и екстракцију у лабораторијским, пилотским и индустријским размерама.
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лабораторијских до индустријских размера.