低温等离子体技术在种子处理中的应用-plasma

等离子体表面处理技术是通过对气体施加足够的能量使之离化为等离子状态。该技术具有工作效率高、环保和适用性强等优点,在材料科学、食品工业和生物医学等领域得到广泛应用。等离子体技术作为一种新型处理技术,具有工作效率高、环保和适用性强等优点,广泛应用于农业生产中。采用等离子体处理种子,可促进种子生长、提高产量、增强种子对逆境的抗性和杀灭谷物表面的致病菌等。目前,等离子体技术主要应用于杀死种子表面致腐微生物、提高种子发芽率、促进谷物生长以及土壤修复等方面。

等离子体技术简介

等离子体是由离子、电子、自由基以及中性粒子组成的一种准中性气体,被称为除固、液、气之外物质的“第四态”。根据形成方式的不同,等离子体可分为天然等离子体和人工等离子体;根据电离度(α)的不同,等离子体可分为完全电离等离子体(α=1)、部分电离等离子体(0.01<α<1)、弱电离等离子体(10-6<α<0.01);根据电子与离子温度的不同,等离子体可分为高温等离子体(10⁶K~10⁸K)和低温等离子体(3×10²K~3×10⁵K)。

等离子体在种子处理中的应用

促进种子萌发

目前已有多种方法可有效提高种子发芽率,如磁场、超声和电场处理等。近年来,等离子体技术已被应用于谷物的种子处理,以达到农业增产的目的。研究发现扁豆和小麦经过冷等离子体处理后,表面接触角显著降低,润湿性改变,易于吸收水分及营养物质,这是由于等离子体中活性物质在谷物表面发生了氧化作用,形成羟基或羧基物质。

促进种子生长

研究发现,经等离子体处理后的玉米种子,其发芽势和发芽率增大。Dobrin等研究了非热等离子体处理对小麦种子的影响,测量小麦种子萌发4d后的根茎比。结果表明:经等离子体处理后,未经处理的种子根茎比为0.88±0.016,经过处理的种子根茎比为1.20±0.005,较未经处理的种子明显增大。

杀菌作用

长期以来,人们通过高温加热、强射线照射和氧化反应等方法杀菌,但这些方法具有时间长、热损伤大、高能耗、有残留和腐蚀性强等缺点。等离子体技术的出现弥补了上述杀菌方法的不足,可有效杀死或钝化真菌、细菌以及其他致腐微生物。

等离子体技术作为一种新型处理技术,相比于传统的种子加工处理技术,具有温和、高效和环保等优势。将其应用于种子处理中可有效杀死种子表面致腐微生物,提高种子发芽率,促进谷物生长以及修复土壤,具有十分广阔的应用前景。