Ultraljud grundning och spiring

• Ultraljudsfröpriming är en användbar försåddsteknik för att fylla på frön med vatten och näringsämnen och för att stimulera groning.
• Ultraljudsbehandling är en effektiv teknik för att bryta frö viloläge och förbättra grobarhetsegenskaperna.
• Hielscher ultraljudsutrustning kan kontrolleras exakt för tillförlitligt resultat av frögroning och grundning.

Ultraljud frö grundning, groning och spiring

Ultraljudsfröpriming avser en process för att behandla frön med ultraljudsvågor vid ca 20 kHz i vatten eller andra lämpliga näringslösningar för att förbättra deras groning och tidiga tillväxt. En snabb groning och uppkomst av plantor är kritiska faktorer för en framgångsrik etablering av växter och grödor. Vilobrytning och groningsstimulering är viktiga för förökning och tidig produktion av växtplantor. Ultraljud av frön i vatten, näringslösning eller en osmoticum förbättrar groningshastigheten och hastigheten och visar en högre groningsprocent än obehandlade frön.

Ultraljudsbehandlade linser (40Ws/g w/ UP200St) i jämförelse med icke-ultraljudsbehandlade linser: De ultraljudsbehandlade linserna visar en högre geminationshastighet och längre skott.

Fördelar med ultraljud frö priming

Intensivt ultraljud på ca 20 kHz visar signifikant inverkan på fröskalet samt på massöverföring och intracellulära processer. Nedan kan du hitta information om de stora effekterna av ultraljudsbehandling på frön och deras relaterade fördelar.

• Ökad grobarhet: Ultraljudsfröpriming kan förbättra frögroningshastigheten genom att bryta ner frövilan, öka vattenupptaget och aktivera enzymer som främjar frötillväxt. Eftersom ultraljudsbehandling kan aktivera enzymer i fröet som är ansvariga för att bryta ner lagrade näringsämnen och initiera groning.
• Öka vattenupptaget: Ultraljudsbehandling kan perforera fröskalet och cellväggarna, så att fröet därefter kan öka sin permeabilitet för vatten och förbättra vatten- och näringsupptaget. Detta ger grundade frön en fördel, särskilt i torr eller näringsfattig jord.
• Accelererad uppkomst av plantor: Ultraljudsbehandling för fröpriming kan minska den tid det tar för plantor att komma upp ur jorden, vilket kan vara särskilt fördelaktigt i situationer där en snabb etablering av grödor önskas. Genom att bryta ner fröhöljet och förbättra vattenpermeabiliteten, främja svullnad och groning av frön, kan ultraljud avbryta frövilan.
• Förbättrad tillväxt av plantor: Ultraljudsfröpriming kan stimulera tillväxten av plantor genom att främja utvecklingen av rötter, stjälkar och blad. Detta kan resultera i starkare, friskare plantor med bättre avkastning.
• Förbättrad tolerans mot stress hos plantor: Ultraljudsfröpriming ökar plantornas förmåga att motstå miljöpåfrestningar som torka, salthalt och höga temperaturer.
• Minskad dödlighet bland plantor: Ultraljudsfröpriming kan minska plantdödligheten genom att främja enhetlig groning och tidig tillväxt, vilket kan bidra till att förhindra förlust av plantor på grund av ojämn uppkomst eller dålig tillväxt.

På grund av dessa positiva effekter förbättrar ultraljudsinducerad fröpriming och groning kvaliteten och kvantiteten av grödor, vilket leder till mer framgångsrik groning, minskade produktionskostnader och ökad hållbarhet inom jordbruket.

Svepelektronmikroskopi (SEM) bilder av Arabidopsis frön.
a–c Frö utsatt för ultraljudsbehandling vid 24°C i 30 sek.
d, e torrt frö, f, g frö placerat i vatten i 4 dagar vid 4 °C,
h, jag, grodda frön.
Bilder och studie: ©Lopez-Ribera et al. 2017

Ultraljud priming

Grundning av frön i osmotica såsom mannitol, polyetylenglykol (osmopriming), saltlösningar (t.ex. CaCl₂, NaCl eller CaSO₄) (halopriming) och i vatten (hydropriming) kan enkelt förbättras genom tillämpning av ultraljudsvågor. Ultraljudsinducerad skalfragmentering, perforering och förstoring av frönas porstorlek leder till en högre vatten- och näringsretentionskapacitet i frön och korn vilket resulterar i förbättrad hydrering. Ultraljudsbehandling förbättrar massöverföringen mellan fröet och den omgivande lösningen, vilket resulterar i ett ökat upptag av lösningen (dvs. vatten, näringsämnen etc.) i fröet uppnås. Ultraljudsassisterad priming är en ekonomisk, enkel och säker teknik för att öka frönas kapacitet till osmotisk justering och förbättra frögroning, plantetablering och grödproduktion under stressade förhållanden.
Dessutom orsakar ultraljud endosperm modifiering, såsom stärkelse nedbrytning genom ultraljudsbehandling, vilket ökar hastigheten på enzym-katalyserade hydrolysreaktioner i fröna. En ökad enzymaktivitet och hydrolys påskyndar groning och embryotillväxt som ett resultat av ultraljudsbehandlingen.
Läs mer om ultraljudspriming här!

Ultraljudsapparater för fröpriming och groning

Hielscher Ultrasonics levererar ultraljudsutrustning för förbättrad fröpriming, inklusive hydro-priming, osmo-priming och halo-priming. Kompakta ultraljudsapparater för FoU + D och laboratoriearbete gör det möjligt att testa och fastställa de optimala ultraljudsprocessparametrarna, medan industriell ultraljudsutrustning implementeras i storskalig behandling av kommersiellt handlade frön i en bekväm och mycket effektiv genomströmning ultraljud priming behandling.
För att förbättra groningen av frö genom ultraljudsbehandling krävs exakt kontrollerbara och justerbara ultraljudssystem. Eftersom ultraljudsvågor används för att stimulera fysiologiska aktiviteter hos vegetabiliska celler, måste intensiteten av ultraljudsbehandling anpassas till den specifika typen av frö och sort. Hielscher ultraljudssystem kan ställas in på milda amplituder som ger den kavitation och/eller svängning som krävs för att grunda frön för optimal groning och kraft. Fröbehandling kan appliceras i batchvis såväl som i kontinuerligt flödesläge. Det breda spektrumet av tillbehör gör det enkelt att integrera ultraljud i befintliga lokaler.
Hielscher ultraljudssystem ökar potentialen för hög plantprestanda efter sådd.

Litteratur/Referenser

• Yaldagard M.; Reza Mortazavi S.A.; Tabatabaie F. (2008): Tillämpning av ultraljudsvågor som en primingteknik för att påskynda och förbättra groningen av kornfrö: Optimering av metoden med Taguchi-metoden. Tidskrift för Institutet för Bryggning Vol. 114, Issue1, 2008. 14-21.
• Machikowa T.; Kulrattanarak T.; Wonprasaid S. (2013): Effekter av ultraljudsbehandling på groning av syntetiska solrosfrön. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering Vol:7, No:1, 2013.
• Nazari M.; Eteghadipour M. (2017): Effekter av ultraljudsvågor på frön: En minirecension. Agri Res & Tech Volym 6 Utgåva 3 – april 2017.