Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl
DCA Agro Forskning

Priming med zink kan forbedre spinats spireevne og give en bedre etablering

Et øget zink-niveau (Zn-niveau) i spinatfrø gennem Zn-priming kan udover de normale fordele ved priming såsom forøget spireevne og -hastighed, også forbedre etableringen af kimplanter under stress ved lave temperaturer og næringsfattige forhold.

Priming af frø inden såning forøger spireevne og -hastighed, men primer man spinatfrø med zink, vil det også sikre mere modstandsdygtige implanter selv under lave temperaturer og i næringsfattige forhold.
Priming af frø inden såning forøger spireevne og -hastighed, men primer man spinatfrø med zink, vil det også sikre mere modstandsdygtige implanter selv under lave temperaturer og i næringsfattige forhold. Foto: Foto: Colorbox

Lav temperatur ved såning kan give en dårligere spireevne og dermed hindre en tidlig udvikling af kimplanter. For at forbedre frøenes spireevne kan man prime dem inden såning. Det vil sige, at frøene bliver lagt i blød i enten vand eller en næringsstofopløsning, hvor spireprocessen starter, men afbrydes og frøene tørres, inden de kan blive sået på marken. Det kan være med til at fremskyde spiring, forbedre tolerancen over for stressfaktorer, som for eksempel lav temperatur og i sidste ende være med til at øge etableringen. 

”Man kan vælge at prime med vand eller med en opløsning af mineralske næringsstoffer som for eksempel zink (Zn). Zn bliver optaget af frøet og forbedrer spireevne og -hastighede, som man også ser ved priming med vand,” forklarer seniorforsker Birte Boelt fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet. 

Spinat kræver normalt varme

I forsøget blev det undersøgt, hvordan henholdsvis vand- og zink-priming af spinatfrø fungerer for spiring under lave temperaturer.

Spinat spirer langsommere og er længe om at etablere sig ved lav temperatur. Under lave temperaturer er der f.eks. øget risiko for membranskader, når frøet starter optagelse af vand, Hvis membraner er skadet, siver frøets oplagsnæring, sukker og aminosyrer ud. 

Spinatfrø spirer bedst mellem 15 og 24 grader celsius, og spirehastigheden er meget langsom ved temperaturer lige over frysepunktet. Ved 20 grader tager det en uge for spiring, mens det kan tage helt op til 5 uger ved 5 grader. Men man kan altså benytte priming for at give frøene en kickstart især ved lave temperaturer.  

Bedre grokraft med Zn-priming

Priming er ikke noget nyt fænomen, det er blevet anvendt med succes på afgrøder som majs, byg, ris og sojabønner. Her har processen forbedret spiringen og styrket modstandsdygtigheden mod f.eks. kulde, tørke og i nogle tilfælde mangel på næringsstoffer.  

”Vi kan se, at Zn-priming forbedrer spiringen og udviklingen af kimplanterne, men det er meget vigtigt at bestemme den optimale koncentration af Zn under priming for at opnå mest mulig gavnlig effekt,” fortæller Birte Boelt. 

Derfor undersøgte forskerne opløsninger med 0 (deioniseret vand), 1, 2, 4, 6, 8 og 10 mM zink. Derudover anvendte de uprimede frø som kontrolgruppe. 

”I denne undersøgelse fandt vi, at opløsningerne ved 6 mM og 10 mM havde den bedste virkning på spiring ved lav temperatur, vi så fleste spirer her. Men Zn-priming af spinatfrø ved 6 mM Zn viste en signifikant stigning i spirehastighed og total antal spirede frø ved lav temperatur – i det her forsøg med 8 grader C,” fortæller Birte Boelt. 

Innovativ teknologi

En Zn-priming med en opløsning på 6 mM giver altså størst mulig spiring i de testede spinatfrø både i forhold til de andre Zn-primede, de vand-primede og ikke-primede spinatfrø. Men fordelene ved Zn-primingen stopper ikke her. 

I løbet af priming-processen skabes der nemlig, ifølge forskerne, en form for priming-hukommelse i spinatfrøet. Og den er med til at skabe en større stresstolerance.  

” Et frø har normalt tilstrækkeligt oplagsnæring eller madpakke til at fuldføre spiringen, men vi ved at frø dyrket på jorde med lavt Zn-indhold spirer langsommere. Vores undersøgelser viste, at Zn bliver optaget af frøet og transporteret hen til de aktivt udviklende rødder, men vi kender faktisk ikke baggrunden for den positive effekt af Zn-priming”, forklarer Birte Boelt.

”Tidligere forskning har vist et øget udbytte i majs og hvede ved hjælp af Zn-priming af frøene, og meget af det må tilskrives den gode start, frøene får som følge af Zn-reserven, de har med sig. I den her undersøgelse fandt vi, at Zn-primingen kunne øge Zn-koncentrationen i frøet op til 48 gange, hvilket giver frøene en noget bedre start end frø, der ikke er Zn-primede,” forklarer Birte Boelt. 

Forskerne kunne bestemme zinkindholdet ved hjælp af en DTZ-farve teknik (1,5-diphenylthiocarbazon). Her farves frøene, så de udvikler en rød farve, der bliver kraftigere, jo mere zink frøet indeholder. Med andre ord indikerer koncentrationen af den røde farve frøets Zn-niveau efter priming med Zink. 

”På grund af spinatfrøenes tykke og relativt mørke belægning kunne vi ikke anvende almindelige billeder til at differentiere mellem DTZ-farvningen hos vand- og Zn-primede frø. Men fordi andre forskere tidligere har haft succes med at anvende multispectral imaging til at klassificere tomatfrø, valgte vi at anvende samme teknik. Og de billeder, vi fik, viste en klar forskel mellem vand- og Zn-primede frø. Vi tilskriver variationen i farve efter DTZ-farvningen øget Zn i spinatfrøene efter Zn-priming. Derudover fandt vi en udvikling af rød farve i de indre dele af Zn-primede frø efter DTZ-farvningen; det afslører, at zink, der er tilført via Zn-priming ikke kun bliver absorberet i de ydre væv af frøet, men at det også ophober sig i det indre væv af frøet,” forklarer Birte Boelt.  

Potentiale for færre pesticider

Det har ifølge forskerne gavnlige virkninger at øge frøs Zn-niveauer via en priming af spinatfrø, inden de sås. Det forbedrer spirehastigheden og -evnen ligesom det kan forbedre etableringen selv under stressforhold som lav temperatur eller mangel på næringsstoffer. Denne undersøgelse viser, at øget Zn-niveua i spinatfrø ved hjælp af Zn-priming kan være med til at øge udbyttet af spinat, da det skaber en bedre og hurtigere etablering af levedygtige planter på marken. Ifølge forskerne vil det være fordelagtigt at få bekræftet undersøgelsens resultater under markforhold, men det ændrer ikke på undersøgelsens resultater. Ligesom det ikke ændrer på de muligheder, der er for at videreudvikle priming-teknologien i fremtiden.   

”Priming er en omkostningseffektiv metode, men anvendes dog primært i forbindelse med højværdiafgrøder. Skulle metoden vurderes i et bredere perspektiv, så kunne potentialet være en bedre konkurrence over for ukrudt – og dermed et lavere herbicidforbrug. For efterafgrøder ville potentialet af en hurtigere fremspiring og etablering være et øget kvælstofoptag gennem efteråret. Vores resultater lægger op til at teste flere anvendelser af priming og at kvantificere effekterne heraf,” forklarer Birte Boelt. 

Supplerende information
Vi bestræber os på, at alle vores artikler lever op til Danske Universiteters principper for god forskningskommunikation. På den baggrund er artiklen suppleret med følgende oplysninger:
StudietypeIn vitro studie
SamarbejdspartnereInstitut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet, Nouryon i Holland og Institute of Crop Science ved University of Hohenheim i Tyskland
FinansieringProjektet er finansieret af Innovationsfonden med grant-no: 110-2012-1, SpectraSeed og GUDP (Grønt Udviklings- og Demonstrationsprogram) grant-no: 34009-12-0528, og Landbrugsstyrelsen under Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri
InteressekonflikterIngen
Læs mereArtiklen ”Zinc Seed Priming Improves Spinach Germination at Low Temperature” er udgivet I tidsskriftet Agriculture. Den er skrevet af Muhammad Imran, Asim Mahmood, Günter Neumann og Birte Boelt
KontaktSeniorforsker Birte Boelt, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf.: +45 2228 3328 eller mail: bb@agro.au.dk