• 12-636-18-51
  • wydawnictwo@plantpress.pl
ogrodinfo.pl
sad24.pl
warzywa.pl
Numer 02/2007

SPOSOBY USZLACHETNIANIA NASION

Nasiona to jeden z najważniejszych środków produkcji, a ich jakość ma wpływ na agrotechnikę oraz decyduje w dużym stopniu o opłacalności każdej uprawy. Przemiany gospodarcze w Polsce zainicjowane w roku 1989 spowodowały powstanie wolnego rynku, a tym samym pojawienie się konkurencji również w branży nasiennej. Konkurencja ta zaostrzyła się w ostatnich latach, bowiem polskie firmy starają się odzyskać, utracony w znacznej mierze na rzecz firm zagranicznych, rynek profesjonalnych nasion ogrodniczych. Zjawisko to prawdopodobnie będzie się nasilać, m.in. z powodu ekspansji w naszym kraju kolejnych zagranicznych firm nasiennych. Sytuacja ta zmusza przedsiębiorstwa m.in. do wprowadzania dodatkowych zabiegów poprawiających jakość biologiczną nasion.

Fizyczne metody uszlachetniania nasion

Polegają one głównie na odseparowaniu z partii nasion tych najbardziej wartościowych.

Rozdział na podstawie wielkości. Jednym z prostszych sposobów segregowania nasion jest frakcjonowanie (kalibrowanie), polegające na rozdzieleniu ich na różne partie (frakcje) na podstawie wielkości (średnicy) na sitach lub ciężaru na stole pneumatycznym. Kalibrowanie wykorzystywane jest przede wszystkim w przygotowaniu nasion warzyw, których większe nasiona zwykle lepiej kiełkują, np. w przypadku gatunków z rodziny selerowatych (Apiaceae) m.in. selera, marchwi, pietruszki i kopru, oraz astrowatych (Asteraceae), np. sałaty. Coraz częściej firmy frakcjonują także nasiona innych gatunków, np. buraka ćwikłowego. Wyrównanie wielkości nasion ma także wpływ na agrotechnikę — między innymi ułatwia wysiew siewnikami precyzyjnymi. Poszczególne frakcje nasion sprzedawane są przez firmy nasienne w różnych cenach — im większe nasiona, tym są one droższe.

Rozdział na podstawie barwy okrywy nasiennej. Do tego celu wykorzystuje się urządzenia wyposażone w fotokomórki, tzw. fotosorteksy lub fotoseparatory. Pojawiły się one w latach 60. ub. wieku i używane były początkowo do sortowania nasion kawy, a dopiero później do rozdziału materiału siewnego warzyw. Fotosorteksy oddzielają z partii te nasiona, które odbiegają barwą od pożądanego wzorca. Najnowocześniejsze urządzenia tego typu "oglądają" każde nasienie z kilku stron z dużą precyzją i jednocześnie mogą sortować materiał przemieszczający się w kilkuset kanałach, osiągają wydajność do 500 kg nasion na godzinę. Sortowanie nasion odbywa się z wykorzystaniem sprężonego powietrza lub elektrod — po uprzednim naładowaniu materiału ładunkami elektrycznymi. Fotosorteksy wykorzystywane są głównie do oddzielania nasion z plamami powodowanymi przez patogeny, głównie przez Ascochyta spp. u grochu i Colletotrichum lindemuthianum u fasoli (fot. 1). Służą one również do oddzielania tych, które mają uszkodzoną okrywę nasienną (np. u rzodkiewki, kapusty, cebuli czy pora). Urządzenia wyposażone w fotokomórki mogą być wykorzystywane także do innych celów. Umożliwiają na przykład oddzielenie nasion niedojrzałych, które zawierają chlorofil. Sortowanie w tym przypadku odbywa się w świetle lasera, który powoduje świecenie chlorofilu i podział nasion. Metoda ta stosowana jest z powodzeniem w przypadku materiału siewnego pomidora, papryki, ogórka, pora i kapusty.

a)

b)
Nasiona fasoli (a) i grochu (b) zdrowe oraz z plamami chorobowymi oddzielone w fotosorteksie

W USA opracowano metodę umożliwiającą wykorzystanie różnic w zabarwieniu nasion kapusty do wyizolowania partii słabo kiełkujących i martwych. Wykorzystuje się w niej fakt, że w czasie pęcznienia nasion kapust wydzielany jest związek o nazwie synapina. Dotyczy to zwłaszcza nasion uszkodzonych i martwych. Nasiona pokrywa się otoczką celulozową wiążącą synapinę, której obecność sprawdza się w świetle UV wykorzystując jej fluorescencję. Metoda ta, mimo wielu zalet, jest jednak zawodna w przypadku nasion silnie pokrytych kutyną, z których wydzielanie synapiny jest utrudnione.

Rozdział na podstawie właściwości elektrycznych. Do tego rodzaju sortowania nasion używa się urządzeń wyposażonych w elektrody — dodatnią i ujemną — i wykorzystuje się naturalne właściwości elektryczne nasion — przewodnictwo elektryczne, możliwość przyjmowania i oddawania ładunków elektrycznych oraz zdolność do polaryzacji. Cechy te związane są z wilgotnością nasion i ich budową.

Rozdział na podstawie budowy okrywy nasiennej. Do systemów umożliwiających odsortowanie z partii nasion o minimalnie uszkodzonej okrywie lub porażonych przez grzyby należy system MVS (machine vision system). System ten wyposażony jest w komputer, który analizuje powiększony obraz powierzchni nasion pochodzący z kamery i porównuje go z wprowadzonym wzorcem. Przeanalizowane dane są przekazywane do mikrokomputera robota, który oddziela nietypowe nasiona.

Do podziału nasion na podstawie ich różnej przyczepności od ponad 100 lat w nasiennictwie stosuje się tzw. płótniarki. Obecnie możliwe jest także sortowanie nasion na podstawie niewielkich różnic w budowie ich okrywy nasiennej. Nasiona przed przerobem pokrywa się metalicznym proszkiem, który pozostaje na ich powierzchni w stopniu zależnym od jej gładkości. Następnie rozdział masy nasiennej odbywa się za pomocą elektromagnesu.

Chemiczne metody uszlachetniania nasion

Bardzo ważnym i coraz powszechniej stosowanym zabiegiem uszlachetniającym nasiona jest ich tzw. kondycjonowanie. Niektóre firmy wykonują je we własnym zakresie lub zlecają je innym, wyspecjalizowanym jednostkom.

Hydrokondycjonowanie (ang. priming) polega na nawilżeniu nasion w stopniu umożliwiającym zwiększenie ich aktywności życiowej, lecz niewystarczającym do rozpoczęcia kiełkowania rozumianego w praktyce jako przebicie okrywy przez korzonek zarodkowy. Nasiona zwykle nawilżane są w pojemnikach lub specjalnych kolumnach wypełnionych napowietrzaną wodą. Zabieg ten sprawia, że wschody w polu czy w szklarni następują szybciej i są bardziej wyrównane. Dla niektórych gatunków (np. pomidora) zwiększa się też zakres wartości temperatury, w której w ogóle możliwe jest kiełkowanie. Poza tym, kiełkujące nasiona są bardziej tolerancyjne wobec warunków środowiska. Zabieg hydrokondycjonowania jest z powodzeniem wykorzystywany do poprawiania jakości nasion warzyw (np. cebuli, pora, marchwi, selera, pomidora, papryki czy sałaty), ziół oraz wielu roślin ozdobnych.

Osmokondycjonowanie (ang. osmopriming, osmotic priming lub osmoconditioning), podobnie jak poprzedni zabieg, polega na nawilżeniu nasion, lecz przeprowadza się je w roztworach substancji osmotycznie czynnych przez kilka dni. Najczęściej stosowany jest w tym celu roztwór glikolu polietylenowego (PEG) lub soli mineralnych. Czasami, aby zwiększyć efektywność tego zabiegu, do roztworu dodaje się regulatorów wzrostu. Po nawilżeniu nasiona są kilkakrotnie płukane i suszone, a następnie suche mogą być przechowywane, zachowując uzyskaną w wyniku zabiegu wyższą jakość przez określony czas. W porównaniu z hydrokondycjonowaniem, osmokondycjonowanie ma wiele wad, m.in. wysoki koszt substancji osmotycznie czynnych, zaleganie PEG na nasionach (trudno się wypłukuje) oraz długotrwałość i mała wydajność procesu. Wadą jest także spora lepkość glikolu utrudniająca dostęp tlenu do nasion. Ponadto obserwacje poczynione w Europie Zachodniej wskazują na to, że nasiona osmokondycjonowane szybciej się starzeją i nie można ich długo przechowywać. Mimo negatywnych stron kondycjonowanie takie umożliwia poprawianie jakości nasion wielu roślin, zarówno rolniczych, jak i ogrodniczych. Najczęściej zastosowanie znajduje jednak w uszlachetnianiu drobnonasiennych gatunków warzyw.

Matrykondycjonowanie (ang. matriconditioning lub solid matrix priming) różni się od dwóch wyżej wymienionych zabiegów tym, że nasiona nie są umieszczane w cieczy, lecz mieszane z nawilżoną wodą substancją nośnikową. Substancją tą może być np. wermikulit, torf lub związki bitumiczne. Nasiona miesza się z wodą i substancją nośnikową, w ściśle określonej proporcji pozostają przez kilka dni, a następnie są oddzielane i suszone. Czasami do mieszaniny tej dodaje się jeszcze regulatorów wzrostu, w celu polepszenia efektywności zabiegu. Podstawową wadą matrykondycjonowania jest kłopotliwe oddzielanie od nasion substancji nośnikowej. Ten rodzaj kondycjonowania z powodzeniem wykorzystywany jest do uszlachetniania nasion warzyw i roślin ozdobnych. Tak traktowane nasiona kiełkują szybciej i wschody są bardziej wyrównane niż w przypadku nasion niekondycjonowanych, nawet w niesprzyjających warunkach. Ponadto nasiona takie są bardziej odporne na niską temperaturę w czasie wschodów.

Czasami w celu uszlachetnienia nasiona są także płukane wodą lub roztworami różnych substancji (ang. steeping), w czego wyniku z okrywy nasiennej wypłukiwane są substancje hamujące kiełkowanie, a tym samym zwiększa się ich zdolność kiełkowania. Metoda ta stosowana jest powszechnie w uszlachetnianiu nasion np. buraka ćwikłowego. Inną praktyką jest traktowanie nasion roztworami kwasów nieorganicznych. Ma to na celu uszkodzenie okrywy nasiennej, co powoduje łatwiejszy dostęp wody i tlenu do wnętrza kiełkujących nasion. Poprawia to ich kiełkowanie.

Wszystkie zabiegi kondycjonowania wymagają dużej precyzji i właściwego opracowania, nie tylko dla danego gatunku czy odmiany, ale często nawet dla poszczególnych partii nasion. Nieodpowiednio przeprowadzone kondycjonowanie, nie tylko nie poprawia jakości nasion, ale może ją znacznie pogorszyć. Dlatego receptury i opracowania technologiczne są ściśle strzeżonymi tajemnicami firm nasiennych lub jednostek zajmujących się profesjonalnie uszlachetnianiem nasion.

Można się spodziewać, że w miarę zwiększania się konkurencji na rynku nasiona będą poddawane coraz częściej zabiegom uszlachetniającym, tym bardziej że większość zawodowych ogrodników chce kupować nasiona nie tylko o bardzo dużej zdolności kiełkowania, ale również zapewniające wyrównane i szybkie wschody — także w warunkach odbiegających od optymalnych. Już teraz polskie przedsiębiorstwa nasienne zaczynają stosować zabiegi, które jeszcze do niedawna były domeną firm zagranicznych (np. kalibrowanie nasion i uzależnianie ich ceny od wielkości, kondycjonowanie nasion niektórych gatunków). Na polskim rynku działają również firmy usługowo zajmujące się w szerokim zakresie uszlachetnianiem nasion.