Teknikstipendium för 2024 går till Alia Hussain Al-Khafaji

Främja havreväxtens tillväxt och stresstolerans med hjälp av PEF

Masteruppsatsen ”Exploring the effect of pulsed electric field on the growth and stress tolerance of oat seedings”, handlar om havre som näringsrika grödor, som kan läggas till glutenfria dieter och ger många hälsofördelar. Men miljöpåfrestningar som torka och salthalt påverkar spannmålsproduktiviteten, något som inkluderar havreproduktion. Inte minst torkastress, då havre kräver stora mängder vatten under tillväxtperioden.

I Ali Hussain Al-Khafajis examensarbete applicerades Pulsed Electric Field (PEF) på havrefrön för att främja havreväxtens tillväxt och stresstolerans. PEF är en icke-termisk teknik som användes för att applicera korta elektriska högspänningspulser på havrefrön vid olika groningsstadier som placerades mellan två godtyckligt formade elektroder. Effekten av PEF på havrefröna kan antingen vara reveribel eller irreversibel, om cellerna förstörs är det en irreversibel permeabilisering.

Resultat

Det önskade resultatet för detta examensarbete var den reversibla permeabiliseringen. Att börja med 15 olika PEF-protokoll och begränsa det till det ”bästa” PEF-protokollet var möjligt, då det valda PEF-protokollet avsevärt främjade tillväxten av grodda havrefrön. Detta applicerades på havrefrön i tre olika stadier av groning för tillväxtexperiment och dessutom för att exponera de PEF-behandlade grodda fröna för salthalt och torkstress.

Olika aktiviteter på molekylär, biokemisk och fysiologisk nivå förekommer vid olika groning- och tillväxtstadier. Till exempel, under groningsfasen (alltså tillväxtfas 1) försöker det torra havrefröet absorbera så mycket vatten som möjligt så att rötter och skott kan växa och bryta fröskalet.

Har PEF-behandling vid olika nivåer av havrefrösgroning olika effekter på utvecklingen av havrefröna?

Resultaten från Alia Hussain Al-Khafajis examensarbete visade att behandling av havrefrön i olika stadier av groning med samma PEF protokoll hade olika resultat, något som berodde på grobarhetsstadiet. För tillväxtexperiment i vatten och näringsämnen observerades att PEF minskade tillväxten av havrefrön i tidiga stadier av groning, medan behandling av frön i senare utvecklingsstadier främjade tillväxten.

Det fanns även en märkbar skillnad i resultaten när det gäller tillväxtförsök med stress, detta berodde på frönas tillväxtstadium när de behandlades med PEF. Därför är PEF en lovande icke-kemisk teknologi för att främja havretillväxt och motståndskraft mot stress, dock är justering och groningsstadium två huvudfaktorer som påverkar effekten av PEF.

Juryn för stipendiet består av:

• Kristin Wärmefjord, Chalmers tekniska högskola
• Per Frankelius, Linköpings universitet
• Magnus Karlberg, Luleå tekniska universitet
• Christian Hidén, ordförande i Jordbruksteknologiska förening
• Claes Åkerberg, sekreterare i Jordbruksteknologiska förening

Jordbrukstekniska föreningen