De 3 standaardtechnieken voor primen
Het primen van zaden voor de landbouw is een van de krachtigste technieken in zaadveredeling. Er zijn 3 - min of meer - standaard manieren om dit te doen: osmopriming, priming met een vaste matrix en priming met een trommel. In dit artikel zal ik deze standaardtechnieken uitleggen en meer vertellen over hun voor- en nadelen.
1. Osmopriming
De term "priming van zaad" werd bedacht door de bioloog Malnassy (1971). Zijn collega Heydecker (1973-1974) gebruikte osmotische zaadbehandelingen om het toedienen van vocht te controleren, met als doel het verbeteren van interne zaadprocessen om de kieming te verbeteren. Een osmotische zaadbehandeling betekent dat zaden worden ondergedompeld in een osmotische oplossing, met andere woorden een oplossing met een verlaagd waterpotentieel, door zouten (ook wel halo-priming genoemd), door suikers of door een polyethyleenglycol met lange keten (PEG).
Elke verbinding heeft zijn voor- en nadelen. Veel zouten lossen goed op en de concentratie kan gemakkelijk worden berekend in het waterpotentieel, maar sommige kunnen schade veroorzaken. Hetzelfde geldt voor suikers, maar deze hebben het nadeel dat micro-organismen dol zijn op suikers en zich zeer snel kunnen ontwikkelen tijdens het primingproces. Polyethyleenglycolen met een hoog moleculair gewicht doen er iets langer over om op te lossen, worden minder gemakkelijk omgezet in waterpotentiaal en de oplossing, met een hoge viscositeit, transporteert niet gemakkelijk zuurstof. Polyethyleenglycol wordt echter niet opgenomen door het zaad en veroorzaakt dus geen schade.
Tijdens het primen is de toevoer van zuurstof van groot belang, omdat de zaden dan fysiologisch actief worden. Als de priming klaar is, moet de primingoplossing grondig worden afgespoeld, waarna het zaad kan worden gedroogd.
2. Matrixpriming
Een andere manier om het vochtgehalte van een zaadje onder controle te houden is primen met een vaste matrix. Het vaste materiaal bindt water tot op zekere hoogte en door een gecontroleerde verhouding tussen zaad, vast materiaal en water wordt het vochtgehalte van het zaad na equilibratie ingesteld. Voorstrijken met vaste matrix kan in een draaiende trommel, maar ook in een statische omgeving. Het voordeel is dat het mengsel van vast materiaal en zaad effectief luchtdoorlatend is, zodat de zaden een goede zuurstoftoevoer hebben. Een klein nadeel is de extra zeefstap na het primen, omdat het matrixmateriaal van het zaad gescheiden moet worden. Deze scheiding kan direct na het primen gedaan worden, hoewel het gebruikelijker is om het zaad eerst te drogen en dan het vaste matrixmateriaal eruit te zeven.
3. Drumpriming
Bij het primen in vaten worden geen verbindingen gebruikt om de beschikbaarheid van water voor het zaad te regelen. In plaats daarvan moet je voor het begin van het primen het vochtgehalte van het zaad bepalen. Zodra je het optimale vochtgehalte voor het primen weet, kan het verschil worden berekend en aan het zaad worden toegevoegd. Meestal wordt het zaad in een roterende trommel bewogen, wat zorgt voor een gelijkmatige verdeling van het vocht over de zaadmassa tijdens de hele primingsperiode. Met een gat in de trommel is de luchttoevoer naar het zaad goed verzekerd.
Na het primen kan het zaad gedroogd worden zonder andere bewerkingsstappen, zoals nodig is bij het osmoprimen en het primen met een vaste matrix.
Afhankelijk van de soort en de ontkiemingseigenschappen kan één van deze primingstechnieken de voorkeur hebben. Het vergt kennis, ervaring en creativiteit om de optimale methode voor het primen van een bepaalde soort te bepalen.
Bij alle primingsmethoden kunnen stoffen aan het water worden toegevoegd om de kiemprocessen extra te stimuleren. Verbindingen die kunnen worden toegevoegd om het kiemproces te beïnvloeden zijn plantenhormonen (zoals gibberellinezuur of auxines), stimulerende middelen (kaliumnitraat) en verticuteermiddelen (thioureum). De laatste jaren worden er in de literatuur nog veel meer stoffen genoemd, maar de meeste daarvan zijn bedoeld om de groei en ontwikkeling van zaailingen te stimuleren, en niet de kieming op zich.
Nieuwe technieken
Naast de drie standaard primingstechnieken zijn er verschillende nieuwe technieken beschreven. Over deze nieuwe technieken zal ik in mijn volgende artikel schrijven.
Henry Bruggink is senior onderzoekswetenschapper bij Incotec in Enkhuizen, Nederland. Henry is gespecialiseerd in priming. Onlangs droeg hij een hoofdstuk bij aan het boek Advances in seed science and technology for more sustainable crop production, van Dr. Julia Buitink en Professor Olivier Leprince.
