介质阻挡放电低温等离子体处理对两种大麦品种幼苗生长的影响

《Scientific Reports》：Effects of dielectric barrier discharge cold plasma generated with different working gases on seedling growth and biomass traits in two barley cultivars (Bahman and Novosadski)

　　

摘要

低温大气等离子体（CAP）作为一种环保技术，已被广泛关注，用于提高幼苗活力、增加幼苗生物量以及促进植物的早期生长。本研究探讨了介质阻挡放电（DBD）等离子体在不同处理时间和不同工作气体条件对两种大麦品种（Bahman和Novosadski，学名：Hordeum vulgare L.）的影响。首先，种子分别用空气等离子体处理1分钟、2分钟和3分钟，以确定最佳处理时间；随后比较了不同气体（空气、氩气（Ar）、氮气（N?）、氧气（O?）以及氮气和氧气的混合气体（N?+O?、Ar+O?）的作用。所有处理组的最终发芽率均为100%；然而，等离子体对幼苗生长参数的影响因品种而异。对于Bahman品种来说，最佳处理时间为3分钟的空气等离子体处理；而对于Novosadski品种，1分钟的空气等离子体处理效果最佳。空气等离子体处理显著提高了两种品种的茎长、根长、鲜重和干重，而氮气等离子体处理则普遍表现出抑制作用。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）分析、水接触角测量以及水分吸收实验发现，等离子体处理改变了种子的表面性质，增加了种子的亲水性，这可能有助于提高水分吸收和幼苗生长。这些结果表明，DBD低温等离子体能够促进大麦的早期生长，但其效果很大程度上取决于具体的处理条件和品种类型。