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

等離子體技術簡介

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用

促進種子萌發(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,等離子體技術已被應用于谷物的種子處理,以達到農(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、強射線照射和氧化反應等方法殺菌,但這些方法具有時間長、熱損傷大、高能耗、有殘留和腐蝕性強等缺點。等離子體技術的出現(xiàn)彌補了上述殺菌方法的不足,可有效殺死或鈍化真菌、細菌以及其他致腐微生物。

等離子體技術作為一種新型處理技術,相比于傳統(tǒng)的種子加工處理技術,具有溫和、高效和環(huán)保等優(yōu)勢。將其應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,促進谷物生長以及修復土壤,具有十分廣闊的應用前景。