Ултразвучни прајминг семена: како соникација побољшава клијање

Ултразвучни прајминг семена и зрна доводи до потпунијег и бржег клијања и већих приноса усева. Ултразвучна обрада перфорира тесту семена (семењачу) и повећава усвајање воде, хранљивих материја и кисеоника у семена зрна. Ултразвучни прајминг семена је једноставна, јефтина метода за повећање стопе и брзине клијања.

Ултразвучно побољшано клијање семена

Прајминг је метода предтретмана која се користи за скраћивање времена клијања. Различити поступци прајминга семена, попут осмотског прајминга, хидропрајминга и ултразвучног прајминга, развијени су ради покретања раних процеса клијања. Ултразвучни прајминг је веома повољна метода припреме семена јер је третман соникацијом брз и штеди енергију и воду.
Семе подвргнуто прајмингу, код којег су завршени почетни процеси клијања, показује већи проценат клијања и краће време ницања (време потребно да клијанци избију изнад површине земљишта), већу стопу ницања (број клијанаца који стигну до површине) и бољи раст, што указује на то да им ова почетна предност помаже да рано развију добар коренов систем и брже расту. Ова метода може бити корисна пољопривредницима јер им штеди новац, рад и време које троше на ђубрива, поновну сетву и слабе биљке.
Поступак такође може омогућити уједначеније, равномерније клијање третираног семена. Такође може повећати клијање у ширем температурном опсегу и смањити учесталост болести семена.

Ултразвучни прајминг побољшава проценат клијања семена, индекс виталности семена (SVI) и дужину корена и изданака клијанаца. Поступак соникације и прајминга поспешује усвајање воде и/или других корисних супстанци у семено зрно. Поред тога, ултразвучни таласи активирају ензимске и друге биолошке реакције у биљној ћелији, што доводи до бржег и уједначенијег клијања. Чак и слабо семе/зрна могу се активирати, чиме се побољшава укупан принос сетве.

Скарификација и клијање семена

Скарификација је кључна за семе са чврстом, непропустљивом семењачом која омета размену воде и гасова и тиме одлаже клијање. Традиционалне методе обухватају механичку, термичку и хемијску скарификацију, од којих је свака намењена повећању пропустљивости семењаче за воду и гасове. Соникација, као иновативна метода скарификације, користи ултразвучне таласе за постизање сличних, ако не и бољих резултата.

Механизми деловања ултразвука велике снаге на семе и прајминг семена

• Кавитација у води:
  – Ултразвучни таласи у води изазивају кавитацију, појаву при којој настају микромехурићи. Ови мехурићи колабирају, стварајући локализован механички притисак.
  – Овај притисак делује на семењачу, изазивајући њено механичко нарушавање.
• Формирање микропора и микропукотина:
  – Механички притисак услед кавитације ствара микропоре и микропукотине на семењачи.
  – Ове микропоре и пукотине повећавају пропустљивост семењаче, омогућавајући продирање веће количине воде и кисеоника.
• Повећано усвајање воде и доступност кисеоника

  1. Повећана порозност:
  – Истраживања су показала да соникација повећава порозност семена, попут семена мунг пасуља, чиме олакшава усвајање воде и кисеоника.
  – Повећано усвајање воде доводи до боље хидратације ткива семена, што је неопходно за активирање метаболичких процеса потребних за клијање.

  2. Побољшано продирање кисеоника:
  – Повећана пропустљивост за гасове обезбеђује да ембрион у развоју добија довољно кисеоника, који је кључан за ћелијско дисање током клијања.

• Појачана ензимска активност

  1. Хидратација и активација ензима:
  – Побољшана хидратација услед повећаног усвајања воде активира различите ензиме укључене у клијање.
  – Конкретно, активност алфа-амилазе значајно се повећава, што је кључно за хидролизу скроба у шећере, који обезбеђују енергију за раст клијанца.

  Побољшани резултати клијања

  1. Већи проценат клијавости:
  – Заједничко дејство повећане доступности воде и кисеоника, уз појачану ензимску активност, доводи до већег процента семена које успешно клија.
  – Истраживања указују на то да соникација побољшава клијавост код различитих биљних врста.
  2. Брже клијање:
  – Соникација не само да повећава проценат проклијалог семена већ и убрзава процес клијања.
  – Бржа хидратација и активација ензима олакшавају бржи прелазак од семена до клијанца.

Соникација значајно доприноси прајмингу семена тако што побољшава усвајање воде, кисеоника и хранљивих материја, појачава ензимску активност и тиме побољшава и брзину и успешност клијања семена.

Дужа соникација доводи до бољег клијања хибрида Calanthe. Што је соникација била дужа, ницање је било брже. То указује на позитивне ефекте ултразвучног третмана на клијање семена.
(студија и слика: ©Shin et al. 2011)

Како делује ултразвучни прајминг семена?

Ултразвучни прајминг семена и зрна доводи до потпунијег и бржег клијања. Ови резултати постижу се следећим ефектима ултразвука:

• Ултразвук повећава порозност семена акустичном кавитацијом, чиме побољшава усвајање воде и доступност кисеоника (ултразвучни хидропрајминг / потапање).
• Ултразвук повећава усвајање хранљивих материја и ђубрива у семе.
• Ултразвучни прајминг побољшава пренос масе: додатно апсорбована вода слободно и лако реагује са ћелијским ембрионом. Притом се ослобађа гиберелинска киселина, која доводи до повећања брзине метаболичких процеса у ћелијама алеурона.
• Соникација помаже мобилизацију хранљивих материја ендосперма нарушавањем ћелијске мембране. (Miano et al. 2015)
• Ултразвук активира ензимске и друге биолошке реакције.

Соникација подстиче клијање зрна/семена и повећава принос усева. Поред пољопривредних култура и воћних сејанаца, ултразвучни прајминг семена успешно је испитан и на семену цвећа (орхидеје, лотос, каланте). Ултразвучни третман повећава пропустљивост ћелијских зидова, тако да семе показује значајно веће усвајање воде и хранљивих материја (нпр. ђубрива).
Показано је да је применом соникације значајно скраћено време потапања леблебије, сирка и ситног белог пасуља.

Сочиво третирано ултразвуком (40Ws/g уз UP200St) у поређењу са сочивом које није третирано ултразвуком: сочиво третирано ултразвуком показује већу клијавост и дуже изданке.

Системи за ултразвучни прајминг семена

Искористите Hielscher соникаторе за побољшани прајминг семена! Hielscher Ultrasonics испоручује различите стоне и индустријске ултразвучне уређаје за прајминг семена и зрна. Предности употребе Hielscher соникатора за прајминг семена су бројне. Прво, прецизна контрола ултразвучних параметара као што су амплитуда, интензитет и трајање омогућава оптимизован третман прилагођен одређеним типовима семена и условима. Друго, сви постигнути резултати процеса могу се линеарно пренети на веће капацитете обраде.
Без обзира на то да ли сте заинтересовани за испитивање и оптимизацију процеса ултразвучног прајминга у лабораторији или желите да континуирано обрађујете велике партије семена, Hielscher има идеалан соникатор за ваше захтеве у погледу обраде семена. Hielscher соникатори су пројектовани за повећање капацитета обраде и могу ефикасно да обрађују велике количине семена, што их чини погодним и за истраживачке и за комерцијалне примене. Опрема је једноставна за употребу, са интуитивним командама и робусном конструкцијом, што обезбеђује дуг век трајања и мале захтеве за одржавањем. Поред тога, соникација је нехемијска метода, што је чини еколошки прихватљивом опцијом за третман семена. Она смањује потребу за хемијским средствима за скарификацију, доприносећи одрживим пољопривредним праксама. Наравно, сви соникатори могу да раде 24/7.

Предности Hielscher соникатора за прајминг семена:

• Ниски трошкови
• Уштеда воде
• Брза обрада
• Мала потрошња енергије
• Једноставно и безбедно руковање

Контактирајте нас већ данас! Радо ћемо са вама размотрити захтеве вашег процеса!