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等離子體表面處理技術(shù)是通過對氣體施加足夠的能量使之離化為等離子狀態(tài)。該技術(shù)具有工作效率高、環(huán)保和適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在材料科學(xué)、食品工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。等離子體技術(shù)作為一種新型處理技術(shù),具有工作效率高、環(huán)保和適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。采用等離子體處理種子,可促進(jìn)種子生長、提高產(chǎn)量、增強(qiáng)種子對逆境的抗性和殺滅谷物表面的致病菌等。目前,等離子體技術(shù)主要應(yīng)用于殺死種子表面致腐微生物、提高種子發(fā)芽率、促進(jìn)谷物生長以及土壤修復(fù)等方面。

等離子體技術(shù)簡介

等離子體是由離子、電子、自由基以及中性粒子組成的一種準(zhǔn)中性氣體,被稱為除固、液、氣之外物質(zhì)的“第四態(tài)”。根據(jù)形成方式的不同,等離子體可分為天然等離子體和人工等離子體;根據(jù)電離度(α)的不同,等離子體可分為完全電離等離子體(α=1)、部分電離等離子體(0.01<α<1)、弱電離等離子體(10-6<α<0.01);根據(jù)電子與離子溫度的不同,等離子體可分為高溫等離子體(10⁶K~10⁸K)和低溫等離子體(3×10²K~3×10⁵K)。

等離子體在種子處理中的應(yīng)用

促進(jìn)種子萌發(fā)

目前已有多種方法可有效提高種子發(fā)芽率,如磁場、超聲和電場處理等。近年來,等離子體技術(shù)已被應(yīng)用于谷物的種子處理,以達(dá)到農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的目的。研究發(fā)現(xiàn)扁豆和小麥經(jīng)過冷等離子體處理后,表面接觸角顯著降低,潤濕性改變,易于吸收水分及營養(yǎng)物質(zhì),這是由于等離子體中活性物質(zhì)在谷物表面發(fā)生了氧化作用,形成羥基或羧基物質(zhì)。

促進(jìn)種子生長

研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)等離子體處理后的玉米種子,其發(fā)芽勢和發(fā)芽率增大。Dobrin等研究了非熱等離子體處理對小麥種子的影響,測量小麥種子萌發(fā)4d后的根莖比。結(jié)果表明:經(jīng)等離子體處理后,未經(jīng)處理的種子根莖比為0.88±0.016,經(jīng)過處理的種子根莖比為1.20±0.005,較未經(jīng)處理的種子明顯增大。

殺菌作用

長期以來,人們通過高溫加熱、強(qiáng)射線照射和氧化反應(yīng)等方法殺菌,但這些方法具有時間長、熱損傷大、高能耗、有殘留和腐蝕性強(qiáng)等缺點(diǎn)。等離子體技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了上述殺菌方法的不足,可有效殺死或鈍化真菌、細(xì)菌以及其他致腐微生物。

等離子體技術(shù)作為一種新型處理技術(shù),相比于傳統(tǒng)的種子加工處理技術(shù),具有溫和、高效和環(huán)保等優(yōu)勢。將其應(yīng)用于種子處理中可有效殺死種子表面致腐微生物,提高種子發(fā)芽率,促進(jìn)谷物生長以及修復(fù)土壤,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。