大气冷等离子体处理喀拉拉邦不同土壤类型的标准化电压选择及其对氮素富集效果的影响

《Scientific Reports》：Exploring the potential of cold plasma for nitrogen enrichment in diverse soil types of Kerala

　　

摘要

大气冷等离子体是一种新兴的绿色技术，可在室温下产生高活性物种。冷等离子体处理可将大气中惰性的氮转化为土壤中植物可利用的硝酸盐和铵离子。本研究旨在为喀拉拉邦的主要土壤类型标准化电压水平，以实现足够的氮素富集，同时将土壤微生物活性的影响降至最低。对选定的土壤施加低（5 kV）、中（10 kV）和高（15 kV）三个电压等级的 atmospheric cold plasma，处理时长为10分钟。结果显示，所有受试土壤的有效氮、全氮、铵态氮和硝态氮含量均显著增加，其中大多数土壤在15 kV时的富集程度最高。沿海沙质土在5 kV（214%）和10 kV（457%）下有效氮的百分比增幅最大，而黑土在15 kV时的百分比增幅最大（269%）。除沿海沙质土外，所有选定土壤的最佳电压水平均为5 kV，该条件下有效氮含量增长超过两倍，且能耗较低。施加的电压水平和土壤固有特性对所有土壤类型的冷等离子体处理效果具有决定性作用。