等離子體種子處理技術(shù)

等離子體種子處理技術(shù)

等離子體種子處理技術(shù)是國(guó)家“863”農(nóng)業(yè)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目，是一項(xiàng)使農(nóng)作物顯著增產(chǎn)的國(guó)家高新技術(shù)，在我國(guó)東北、河北、山東等省份大量推廣應(yīng)用。 “等離子體種子處理技術(shù)”是農(nóng)作物在播種前用等離子體機(jī)對(duì)種子進(jìn)行處理，使農(nóng)作物達(dá)到顯著增產(chǎn)的高新技術(shù)。等離子體機(jī)可模擬太空的部分等離子環(huán)境，形成一個(gè)具有光、電、磁及活性離子的局部環(huán)境，植物種子通過該環(huán)境處理，加速植物酶的轉(zhuǎn)化，激活種子的生命力，增強(qiáng)可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量，使作物從種子萌發(fā)到成熟結(jié)果，整個(gè)生長(zhǎng)周期都具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，從而增加作物的產(chǎn)量，改善農(nóng)作物品質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明：該技術(shù)是一項(xiàng)極具推廣價(jià)值的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，科技含量高、實(shí)用性強(qiáng)、綜合優(yōu)勢(shì)明顯，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，具有廣闊的推廣前景。

1 等離子體概述

等離子體科學(xué)屬于物理科學(xué)范疇。等離子體科學(xué)又是物理科學(xué)的一個(gè)孤立分支。等離子體科學(xué)是研究等離子體存在、產(chǎn)生、特性、規(guī)律和應(yīng)用的一門科學(xué)。等離子體不是一種特殊物質(zhì)，它只是物體存在的一種狀態(tài)，也被稱為物體的第4種狀態(tài)。人們都知道物體存在的狀態(tài)與物體所處的溫度有直接關(guān)系。當(dāng)固體加熱溫度升高會(huì)變?yōu)橐后w，液體加熱會(huì)為氣體，如果對(duì)氣體再加熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度就形成了等離子體。這一過程只改變物體的狀態(tài)和存在方式，并沒有改變物質(zhì)的化學(xué)成分。物體只所以成為等離子體是因?yàn)槲矬w溫度非常高，分子間距離拉大熱運(yùn)動(dòng)加劇，

原子的核外電子脫離原子核的束縛，成為自由電子。失去電子的分子成為帶正電的離子，它與電子所帶的負(fù)電的電量相等，這時(shí)物體整體并不帶電，所以叫做等離子體。

自然界的等離子體并不很多，下雨時(shí)閃電以及雷擊形成的火球是等離子體，原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫氣團(tuán)是等離子體，宇宙飛船返回倉(cāng)返回地面穿越大氣層時(shí)與大氣摩擦在返回倉(cāng)周圍形成等離子體。而宇宙中的物體99%是等離子體。恒星是等離子體，太陽是其中之一，太陽的質(zhì)量是地球的33萬倍。

等離子體具有能量，發(fā)光、形成高溫、產(chǎn)生電磁場(chǎng)還可以輻射出帶電粒子，能夠吸收無線電波。人們將等離子體的這些物理特性應(yīng)用到科研、生產(chǎn)和生活。等離子體技術(shù)被應(yīng)用到航天實(shí)驗(yàn)、軍事國(guó)防、金屬切割、電子工業(yè)、新能源研究等領(lǐng)域。等離子體技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用才剛剛開始。

等離子體種子處理技術(shù)是一項(xiàng)農(nóng)業(yè)物理技術(shù)。它是在農(nóng)作物播種前5～12 d之間用等離子體種子處理機(jī)對(duì)種子進(jìn)行處理使農(nóng)作物增產(chǎn)的高新技術(shù)，其播種方法與常規(guī)相同。

等離子體種子處理技術(shù)的發(fā)明是借鑒航天育種中宇宙等離子體射線對(duì)種子影響的物理原理，研制成等離子體種子處理機(jī)。種子處理機(jī)上部安裝了等離子體發(fā)生裝置構(gòu)成的等離子體輻照室，下部安裝了由多組電感組成的會(huì)切交變電磁作用室。處理機(jī)具有縱向、橫向、速度、時(shí)間的不均勻的特點(diǎn)。種子在自由落體的運(yùn)動(dòng)中相繼接受等離子體輻照和交變電磁作用。種子的活力得到提升，離子交換能力增強(qiáng)，酶的轉(zhuǎn)化加快，可溶性糖和可溶性蛋白增強(qiáng)，從而達(dá)到作物從種子萌發(fā)到成熟結(jié)果整個(gè)生命周期具有綜合優(yōu)勢(shì)，增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)。等離子體種子處理機(jī)沒有任何化學(xué)藥劑不污染環(huán)境，是一種對(duì)大田作物、瓜菜和經(jīng)濟(jì)作物等種子作物普遍有效的平臺(tái)技術(shù)，等離子體種子處理機(jī)體積小、重量輕、耗能低、效率高、可移動(dòng)、無污染、操作簡(jiǎn)單、容易掌握、適合農(nóng)村基層使用。

2 等離子體種子處理技術(shù)增產(chǎn)原理

（1）提高種子活力，種子發(fā)芽勢(shì)增強(qiáng)，發(fā)芽率明顯提高。

（2）出苗整齊，苗期提前。

（3）根系發(fā)達(dá)，苗期生長(zhǎng)旺盛。

（4）抵御自然災(zāi)害能力增強(qiáng)。

（5）果實(shí)成熟期提前。

（6）果實(shí)增多，成熟度好，增產(chǎn)作用突出。

等離子體種子處理技術(shù)發(fā)展概述：等離子體種子處理技術(shù)是在農(nóng)作物播種前利用一種叫等離子體種子處理機(jī)的專用設(shè)備對(duì)種子進(jìn)行處理使農(nóng)作物增產(chǎn)的物理農(nóng)業(yè)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是2001～2005年科技部“863”科研成果。由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、大連博事等離子體有限公司、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)合作完成。他們?cè)跐駶?rùn)冷涼區(qū)、平原半濕潤(rùn)區(qū)、半干旱區(qū)，試驗(yàn)作物31種，進(jìn)行了分子生物學(xué)、生長(zhǎng)發(fā)育特性、抗旱耐寒能力、肥料效應(yīng)、品質(zhì)變化、增產(chǎn)幅度及最佳播種期、最佳強(qiáng)度等全面試驗(yàn)研究?？蒲谐晒?jīng)過驗(yàn)收和鑒定。中國(guó)工程院院士王濤主持的專家驗(yàn)收組及國(guó)家等離子體學(xué)科帶頭人馬騰才教授等組成的專家委員會(huì)評(píng)價(jià)：“等離子體種子處理技術(shù)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際同領(lǐng)域先進(jìn)水平，增產(chǎn)效果顯著，對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)及改善品質(zhì)具有重要作用。

該項(xiàng)技術(shù)的原理是根據(jù)航天育種中宇宙等離子體射線刺激種子的作用，發(fā)明了等離子體種子處理機(jī)。機(jī)器中形成部分宇宙等離子體的光電磁環(huán)境，種子通過機(jī)器時(shí)接受各種物理能量的綜合作用，激發(fā)種子的潛能，提高種子的活力，增加種子的健壯度，在不改變遺傳特性的情況下，使農(nóng)作物增加產(chǎn)量并改善品質(zhì)。該項(xiàng)技術(shù)的增產(chǎn)機(jī)理是提高種子的活力，通過種子活力的增強(qiáng)使農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育良好，達(dá)到增產(chǎn)的效果。農(nóng)作物表現(xiàn)特點(diǎn)：一是促進(jìn)種子發(fā)芽，出苗整齊，苗期提前；二是耐旱、耐低溫、抗病蟲害能力增強(qiáng)；三是促進(jìn)早熟、增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)；四是提高肥料利用率。

應(yīng)用推廣特點(diǎn)：一是操作簡(jiǎn)單容易掌握，等離子體種子處理機(jī)處理種子采用的是過流方式，種子從上部倒入下部接收機(jī)為完成，普通農(nóng)民10分鐘就能學(xué)會(huì)。二是實(shí)用性強(qiáng)。電源為220伏，沒有特殊要求。三是處理量大成本低，機(jī)器每小時(shí)可以處理600 kg以上。四是不污染環(huán)境。

增產(chǎn)增效情況：實(shí)施此技術(shù)每667 m2增產(chǎn)玉米8%～12%，水稻7%～9%，大豆12%～18%，花生12%～18%，瓜菜20%以上。效益顯著，對(duì)提高黑龍江省的糧食單產(chǎn)，確保國(guó)家糧食安全提供保障，生態(tài)效益突出。

（本刊輯）