อัลตราโซนิกรองพื้นและการแตกหน่อ
- การรองพื้นเมล็ดอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคก่อนการหว่านเมล็ดที่มีประโยชน์ในการเติมน้ําและสารอาหารให้กับเมล็ดและกระตุ้นการงอก
- Sonication เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการทําลายการพักตัวของเมล็ดและปรับปรุงลักษณะการงอก
- อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําเพื่อผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ของการงอกของเมล็ดและการรองพื้น
Ultrasonic Seed Priming, การงอกและการแตกหน่อ
การรองพื้นเมล็ดอัลตราโซนิกหมายถึงกระบวนการบําบัดเมล็ดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ที่ประมาณ 20 kHz ในน้ําหรือสารละลายสารอาหารที่เหมาะสมอื่น ๆ เพื่อเพิ่มการงอกและการเจริญเติบโตในช่วงต้น การงอกอย่างรวดเร็วและการเกิดของต้นกล้าเป็นปัจจัยสําคัญสําหรับการสร้างพืชและพืชผลที่ประสบความสําเร็จ การหยุดพักตัวและการกระตุ้นการงอกมีความสําคัญต่อการแพร่กระจายและการผลิตต้นกล้าพืชในช่วงต้น อัลตราโซนิกของเมล็ดในน้ําสารละลายสารอาหารหรือออสโมติคัมช่วยเพิ่มอัตราการงอกและความเร็วและแสดงเปอร์เซ็นต์การงอกที่สูงกว่าเมล็ดที่ไม่ผ่านการบําบัด
ถั่วฝักยาวโซนิค (40Ws/g w/ UP200 เซนต์) เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วฝักยาวที่ไม่เป็นโซนิค: ถั่วเลนทิลที่โซนิคไนซ์แสดงอัตราการเกิดเจมีนที่สูงขึ้นและหน่อที่ยาวขึ้น
ข้อดีของ Ultrasonic Seed Priming
อัลตราซาวนด์ที่เข้มข้นประมาณ 20kHz แสดงผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญต่อเปลือกเมล็ดตลอดจนการถ่ายโอนมวลและกระบวนการภายในเซลล์ ด้านล่างนี้คุณสามารถค้นหารายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบที่สําคัญของ sonication ต่อเมล็ดและประโยชน์ที่เกี่ยวข้อง
- อัตราการงอกที่เพิ่มขึ้น: การรองพื้นเมล็ดอัลตราโซนิกสามารถปรับปรุงอัตราการงอกของเมล็ดได้โดยการสลายการพักตัวของเมล็ดเพิ่มการดูดซึมน้ําและกระตุ้นเอนไซม์ที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเมล็ด เนื่องจาก sonication สามารถกระตุ้นเอนไซม์ภายในเมล็ดที่มีหน้าที่ในการสลายสารอาหารที่เก็บไว้และเริ่มการงอก
- เพิ่มการดูดซึมน้ํา: Sonication สามารถเจาะเปลือกเมล็ดและผนังเซลล์เพื่อให้เมล็ดสามารถเพิ่มการซึมผ่านของน้ําและปรับปรุงการดูดซึมน้ําและสารอาหาร สิ่งนี้ทําให้เมล็ดรองพื้นได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินแห้งหรือขาดสารอาหาร
- การงอกของต้นกล้าที่เร่งขึ้น: การรักษาด้วยอัลตราซาวนด์สําหรับการรองพื้นเมล็ดสามารถลดเวลาที่ต้นกล้าจะโผล่ออกมาจากดินซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ต้องการปลูกพืชอย่างรวดเร็ว โดยการสลายเปลือกเมล็ดและปรับปรุงการซึมผ่านของน้ําส่งเสริมการบวมและการงอกของเมล็ดอัลตราซาวนด์สามารถขัดขวางการพักตัวของเมล็ดได้
- การเจริญเติบโตของต้นกล้าที่เพิ่มขึ้น: การรองพื้นเมล็ดอัลตราโซนิกสามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของต้นกล้าโดยส่งเสริมการพัฒนาของรากลําต้นและใบ สิ่งนี้สามารถส่งผลให้พืชแข็งแรงและมีสุขภาพดีขึ้นและให้ผลผลิตที่ดีขึ้น
- ปรับปรุงความทนทานต่อความเครียดของต้นกล้า: การรองพื้นเมล็ดอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มความสามารถของต้นกล้าในการทนต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมเช่นความแห้งแล้งความเค็มและอุณหภูมิสูง
- ลดอัตราการตายของต้นกล้า: การรองพื้นเมล็ดอัลตราโซนิกสามารถลดอัตราการตายของต้นกล้าได้โดยการส่งเสริมการงอกที่สม่ําเสมอและการเจริญเติบโตในช่วงต้นซึ่งสามารถช่วยป้องกันการสูญเสียต้นกล้าเนื่องจากการเกิดขึ้นไม่สม่ําเสมอหรือการเจริญเติบโตที่ไม่ดี
เนื่องจากผลในเชิงบวกเหล่านี้การรองพื้นและการงอกของเมล็ดที่เกิดจากอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มคุณภาพและปริมาณของพืชซึ่งนําไปสู่การงอกที่ประสบความสําเร็จมากขึ้นลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มความยั่งยืนในการเกษตร
เครื่องอัลตราโซนิกเช่นอุตสาหกรรม UIP6000hdT ใช้สําหรับการรองพื้นเมล็ดพันธุ์อัลตราโซนิกแบบอินไลน์รวมถึง hydro-priming, osmo-priming และ halo-priming
- การงอกสม่ําเสมอและรวดเร็ว
- ดัชนีความแข็งแรงของเมล็ดที่สูงขึ้น
- รากและหน่อยาวขึ้น
- เพิ่มกิจกรรม α-amylase
- ความต้านทานที่สูงขึ้น
- เพิ่มความชุ่มชื้น
- การเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ
- ลดเวลาระหว่างการหว่านและการงอกของต้นกล้า
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ของเมล็ด Arabidopsis
a-c เมล็ดพันธุ์อยู่ภายใต้การ sonication ที่ 24 °C เป็นเวลา 30 วินาที
d, เมล็ดแห้ง, เมล็ด f, g ใส่ในน้ําเป็นเวลา 4 วันที่อุณหภูมิ 4°C,
h, i, เมล็ดงอก
ภาพและการศึกษา: ©Lopez-Ribera et al. 2017
รองพื้นอัลตราโซนิก
การรองพื้นเมล็ดใน osmotica เช่น แมนนิทอล, โพลีเอทิลีนไกลคอล (osmopriming), น้ําเกลือ (เช่น CaCl2, NaCl หรือ CaSO4) (halopriming) และในน้ํา (hydropriming) สามารถปรับปรุงได้อย่างง่ายดายโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ การแยกตัวของเปลือกที่เกิดจากอัลตราโซนิกการเจาะและการขยายขนาดรูขุมขนของเมล็ดนําไปสู่ความสามารถในการกักเก็บน้ําและสารอาหารที่สูงขึ้นในเมล็ดและธัญพืชส่งผลให้ความชุ่มชื้นดีขึ้น Sonication ช่วยเพิ่มการถ่ายโอนมวลระหว่างเมล็ดและสารละลายโดยรอบส่งผลให้การดูดซึมสารละลายเพิ่มขึ้น (เช่นน้ําสารอาหาร ฯลฯ ) เข้าสู่เมล็ด การรองพื้นด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่ประหยัดง่ายและปลอดภัยสําหรับการเพิ่มขีดความสามารถของเมล็ดในการปรับออสโมติกและเพิ่มการงอกของเมล็ดการสร้างต้นกล้าและการผลิตพืชภายใต้สภาวะที่เครียด
นอกจากนี้อัลตราโซนิกยังทําให้เกิดการดัดแปลงเอนโดสเปิร์มเช่นการย่อยสลายของแป้งโดยการโซนิเคชั่นซึ่งจะเพิ่มอัตราของปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ภายในเมล็ด กิจกรรมของเอนไซม์ที่เพิ่มขึ้นและการไฮโดรไลซิสช่วยเร่งการงอกและการเจริญเติบโตของตัวอ่อนอันเป็นผลมาจากการรักษาด้วยอัลตราโซนิก
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการรองพื้นอัลตราโซนิกที่นี่!
ค้นหาว่าการโซนิเคชันช่วยปรับปรุงการผลิตหญ้าที่ม้วนได้อย่างไร!
Ultrasonicators สําหรับการรองพื้นเมล็ดและการงอก
Hielscher Ultrasonics จัดหาอุปกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับการปรับปรุงการเตรียมเมล็ดพันธุ์ รวมถึงการเตรียมเมล็ดพันธุ์ด้วยน้ำ (hydro-priming), การเตรียมเมล็ดพันธุ์ด้วยออสโมซิส (osmo-priming), และการเตรียมเมล็ดพันธุ์ด้วยฮาโล (halo-priming) เครื่องอัลตราโซนิกขนาดกะทัดรัดสำหรับการวิจัยและพัฒนา (R+D) และงานในห้องปฏิบัติการช่วยให้สามารถทดสอบและกำหนดพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดได้ ในขณะที่อุปกรณ์อัลตราโซนิกเกรดอุตสาหกรรมถูกนำไปใช้ในกระบวนการเตรียมเมล็ดพันธุ์ด้วยอัลตราโซนิกขนาดใหญ่สำหรับการค้าเมล็ดพันธุ์เชิงพาณิชย์ในระบบการเตรียมเมล็ดพันธุ์แบบไหลผ่าน (flow-through) ที่สะดวกและมีประสิทธิภาพสูง
เพื่อปรับปรุงการงอกของเมล็ดพันธุ์โดยการ sonication จําเป็นต้องมีระบบอัลตราโซนิกที่ควบคุมและปรับได้อย่างแม่นยํา เนื่องจากคลื่นอัลตราซาวนด์ใช้เพื่อกระตุ้นกิจกรรมทางสรีรวิทยาของเซลล์พืชความเข้มของการ sonication จึงต้องปรับให้เข้ากับเมล็ดพันธุ์และพันธุ์เฉพาะ ระบบอัลตราโซนิก Hielscher สามารถตั้งค่าเป็นแอมพลิจูดอ่อน ๆ ที่ให้โพรงอากาศและ / หรือการสั่นที่จําเป็นในการรองเมล็ดเพื่อการงอกและความมีชีวิตชีวาที่เหมาะสมที่สุด การบําบัดเมล็ดพันธุ์สามารถนําไปใช้เป็นชุดและในโหมดการไหลต่อเนื่อง อุปกรณ์เสริมที่หลากหลายช่วยให้สามารถรวมอัลตราซาวนด์เข้ากับสถานที่ที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
ระบบอัลตราโซนิก Hielscher เพิ่มศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพการเพาะกล้าสูงหลังการหว่าน
เครื่องอัลตราโซนิก UP400St สําหรับการรองพื้นเมล็ดในชุดเล็กที่ R&D เวที การบําบัดด้วยอัลตราโซนิกส่งผลให้แตกหน่อเร็วขึ้นโปรไฟล์สารอาหารที่สูงขึ้นและความแข็งแรงของต้นกล้าที่ดีขึ้น
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15 ลิตร / นาที | UIP6000hdT |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม/อ้างอิง
- ยัลดาการ์ด เอ็ม.; เรซา มอร์ตาซาวี เอส.เอ.; ทาบาตาบาอี เอฟ. (2008): การประยุกต์ใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคการรองพื้นเพื่อเร่งและเพิ่มการงอกของเมล็ดข้าวบาร์เลย์: การเพิ่มประสิทธิภาพวิธีการโดยแนวทาง Taguchi วารสารสถาบันการหมักเบียร์ ปีที่ 114, ฉบับที่ 1, 2008. 14-21.
- โกเดิลสกา, เค.; เบียซิดา, เอ.; มิชาลัก, อี.; ปาซีกา, พี. (2020): ผลของสารสกัดจากพืชที่ได้จากการสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงต่อต้นกล้าของกะหล่ำปลีขาว (Brassica Oleracea L. Var. Capitata L.) ที่ปลูกภายใต้สภาวะควบคุม ความยั่งยืน 2020, 12, 1871.
- รันจ์บารี, เอ. & คาชานีนญะอัด, มาห์ดี; อาลามี, เมห์ราน; โคมัยรี, มอร์เตซา; กาเรคานี, เมห์ดี (2013): ผลของการเตรียมก่อนด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงต่อลักษณะการดูดน้ำของถั่วลูกไก่ (Cicer arietinum) วารสารวิจัยประยุกต์ละตินอเมริกา 43, 2013. 153-159.
- นาซารี เอ็ม.; เอเตฆาดีปูร์ เอ็ม. (2017): ผลกระทบของคลื่นอัลตราโซนิกต่อเมล็ดพันธุ์: บทวิจารณ์ขนาดเล็ก Agri Res & Tech เล่ม 6 ฉบับที่ 3 – เมษายน 2017
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
การงอก
การงอกของเมล็ดอธิบายถึงการพัฒนาและการเจริญเติบโตของพืชจากเมล็ด กระบวนการงอกส่งผลให้เกิดการก่อตัวของต้นกล้าซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการเผาผลาญเช่นเดียวกับการเกิดขึ้นของ radicle และ plumule เมล็ดพันธุ์ที่พัฒนาเต็มที่ประกอบด้วยตัวอ่อนและสารอาหารที่ห่อหุ้มอยู่ในเปลือกเมล็ด ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเมล็ดจะเริ่มงอกและเนื้อเยื่อตัวอ่อนยังคงเติบโตต่อไปพัฒนาไปสู่ต้นกล้า ปัจจัยที่สําคัญที่สุดสําหรับการงอกของเมล็ดคือน้ําออกซิเจนอุณหภูมิและแสง
การรักษาก่อนหว่าน
การเติมพลังเมล็ดพันธุ์เป็นคําศัพท์ทางเทคนิคที่อธิบายถึงการรักษาที่เป็นประโยชน์ที่ใช้กับเมล็ดหลังการเก็บเกี่ยว แต่ก่อนหว่านเพื่อปรับปรุงการงอกและการเจริญเติบโตของต้นกล้า มีการใช้วิธีการต่างๆ ในการบําบัดก่อนการหว่านเมล็ดเพื่อเพิ่มการงอกและความสม่ําเสมอของการเจริญเติบโตของต้นกล้า การใช้งานก่อนการหว่านรวมถึงการรักษาทางกล (เช่นอัลตราโซนิกการทุบการถูการทําให้เป็นแผลเป็น) การรักษาด้วยน้ําร้อนหรือน้ําเดือดการอบชุบด้วยความร้อนแห้งการบําบัดด้วยสารเคมี (เช่นกรดกิบเบอเรลลิก / กิบเบอเรลลินกรดซัลฟิวริก) หรือการบําบัดด้วยไฟฟ้า การรักษาเมล็ดเหล่านั้นถูกนําไปใช้โดยมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของเมล็ด ความแข็งแรงของเมล็ดคือการประเมินคุณภาพของการงอกของเมล็ดพันธุ์ที่อาจเกิดขึ้นการเกิดในสนามและความสามารถในการจัดเก็บเมล็ดภายใต้สภาวะที่แตกต่างจากการงอกมาตรฐาน ความแข็งแรงของเมล็ดวัดผ่านการทดสอบความแข็งแรงของเมล็ด
การดัดแปลงเอนโดสเปิร์ม
เอนโดสเปิร์มเป็นเนื้อเยื่อที่ผลิตขึ้นภายในเมล็ดของไม้ดอกส่วนใหญ่หลังการปฏิสนธิ มันล้อมรอบตัวอ่อนและให้สารอาหารในรูปของแป้ง แม้ว่าจะมีน้ํามันและโปรตีนได้เช่นกัน เอนโดสเปิร์มสามารถปรับเปลี่ยนเอนไซม์ได้ ซึ่งเป็นขั้นตอนสําคัญในระหว่าง มอลต์ข้าวบาร์เลย์. ในระหว่างการมอลต์เอนไซม์เบต้ากลูแคนและเอนโดโปรตีเอสส่วนใหญ่จะใช้เพื่อปรับเปลี่ยนเอนโดสเปิร์มที่เป็นแป้งแทบไม่
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม