A fractal scaling law for seed hydration kinetics
 
 
More details
Hide details
1
Research Center for Agricultural and Forest Environment, Polish Academy of Sciences, ul. Bukowska 19, 60-809 Poznań
 
Acta Agroph. 2006, 7(1), 141–150
KEYWORDS
ABSTRACT
The paper reports results of a study of the water sorption rate, PGSE NMR (Pulsed Field Gradient Spin Echo Nuclear Magnetic Resonace) measurements of water diffusion coefficient and photosensitivity by difference spectroscopy in vivo of tobacco (c.v. Księżnicki) and pea (c.v. Finalle) seeds. The probability of water uptake upon seed hydration and the spin-echo amplitude function of seed water proton, both related to the long-lasting evolution, take the form of power law. These dependencies were used to demonstrate that the random deposition of water molecules into the seeds matrix during hydration process leads to filling up the seed volume with characteristic clusters created by diffusion limited by aggregation (DLA). The hydration process starts with the creation of small clusters at and near macromolecules and finishes along with a big percolation one, spreading throughout the seed. Using the fractal model for hydration process it was shown that the PhyA (phytochrome A) heterodimer was a photoreceptor for water flow regulation, activated by a very low fluence reaction (VLFR).
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Zastosowanie zasady skalowania fraktalnego do kinetyki hydratacji nasion
nasiona, półokres sorpcji, wymiar fraktalny, fitochrom
Praca przedstawia wyniki badań szybkości sorpcji i współczynników dyfuzji wody metodami PGSE (echo spinowe z impulsowym gradientem pola magnetycznego) oraz fotoczułości metodą spektroskopii różnicowej in vivo nasion tytoniu (odm. Księżnicki) oraz grochu (odm. Finalle). Zarówno prawdopodobieństwo pobierania wody podczas hydratacji nasion jak i amplituda echa spino-wego protonów wody nasiennej dla długiego czasu ewolucji mają postać praw potęgowych. Zależności te zastosowano do wykazania, że przypadkowe umiejscawianie molekuł wody w matrycy nasiennej w czasie hydratacji prowadzi do wypełniania objętości nasion charakterystycznymi gronami powsta-jącymi w wyniku dyfuzji ograniczonej przez agregację (DLA). Proces hydratacji rozpoczyna się od powstania małych gron w sąsiedztwie makromolekuł a kończy się wraz z utworzeniem dużego grona perkolacyjnego obejmującego całe nasiono. Stosując model fraktalny do procesu hydratacji nasion ujawniono, że heterodimer PhyA (fitochromu typu A) aktywowany przez bardzo małą dawkę światła w reakcji typu VLFR jest fotoreceptorem dla regulacji przepływu wody.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125